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短信业务与基于智能卡的业务 [复制链接]

                                                                               东方通信股份有限公司副总工 李伟章
                                                        杭州求精电子科技有限公司 曹乐平
  1. 概述
  短消息业务(SMS Short Massage Services简称短信业务)采用存贮转发方式,其承载通道为控制信令通道,故信息容量不大,一条短消息最多包含140个字节(160个字符或70个汉字)。在短信运营初期,运营商只提供移动用户间的收/发短信业务。严格地说,在这种业务模式中,运营商只提供端到端透明数据承载通道,供移动终端传输其应用层信息,故初期所提供的短信业务属移动数据基本业务。而后运营商和CP、SP合作,利用短信的承载通道开展了信息点播、信息订阅等信息(内容)服务,开创了移动数据增值业务。这使短信业务进入一个高速发展时期,目前短信及其增值业务已成为移动运营商除话音业务外,最主要的利润来源。
  SMS信息容量小,信息表现形式单一。GSM PhaseⅡ+ 所规范的增强型短信业务(EMS Enhanced Message Services)将多个SMS通道联合使用,可以发送十余倍于短信的信息,使短信业务从传送文本扩展到传送黑白图片、简单动画或铃声下载,但其承载的信息量还是极有限的。在GSM网(G网)引入GPRS分组承载通道后,SMS可以分流到GPRS承载通道上,加大了SMS的信息容量,降低了信令信道的负荷。
  早期的手机智能卡(这里将GSM使用的SIM卡和CDMA使用的UIM卡统称为智能卡)受卡内处理器能力所限,仅用于用户身份识别、语音加密、电话号码与短信的贮存。随着卡内CPU运算能力的提高与存贮器容量的增加,产生了智能卡应用工具箱(STK/UTK)技术。STK/UTK技术提供了在规范环境下开发智能卡应用的新途径。
目前STK/UTK应用限于短信信息点播菜单的空中下载。通过移动台与智能卡之间的信息交互,从而将用户的业务请求以短消息方式上传到网络服务器,网络服务器以短消息方式返回用户所需的信息并显示在移动台(MS Mobile Station)的屏幕上。
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Re: 短信业务与基于智能卡的业务

2. 短消息业务   2.1 短消息的业务的优点   短消息业务可分为小区广播业务(CBS Cell Broadcast Service)和点对点业务(PPS Point to Point Service)两类业务,下面仅介绍点对点的短消息业务。 点对点短消息业务,在移动台空闲期间利用GSM网的无线独立专用信道(SDCCH);在通话期间利用慢速伴随信道(SACCH)收/发短消息,故在移动台空闲或通话期间均可收/发短消息。与无线寻呼业务相比较,点对点短消息业务具有以下优点:   (1) SMS的传送采用存储转发方式,即短消息被发送出去后,不是直接发送给接收方,而是先存储在短消息业务中心(SMSC Short Message Service Center),然后再由SMSC转发给接收方。MS无论在归属局还是在漫游时,均可收/发短消息;即使MS关机、不在无线覆盖范围内或SIM卡存储器中短信溢出时,短消息中心的数据库自动存储发往该MS的短消息(一般不超过三天),在MS有效时,再发送出去。   (2) 支持双向信息的传递,即利用移动台可收/发短消息。   (3) 在发送短消息过程中,SMS发送方可以在发出短消息后收到一条确认通知,返回传递成功或失败的消息,以及不可到达对方的原因。。   (4) 可以和无线寻呼一样由话务员代发文本短消息,用户亦可通过操作MS面板按钮或与MS相连的笔记本电脑发送短消息。   2.2 短消息业务(PPS)网络结构   点对点传送短消息的基本网络结构如图1所示。   图1 传送短消息的基本网络结构   (1) 短消息实体(SME Short Message Entity) 接收和发送短消息的实体,包括移动用户、固网用户、语音信箱、信息点播平台和Internet等。其中的固网用户可通过人工座席(1258)或自动台(1259)完成短消息的收发。   (2)  短消息业务中心(SMSC Short Message Service Center) 每个移动台均归属于某个SMSC(即该MS所归属移动本地网中的SMSC),SMSC负责存储与转发发往其归属MS的短消息。   (3) SMS-GMSC和SMS-IWMSC   SMS-GMSC和SMS-IWMSC是具有短消息功能的移动交换中心(MSC),其中SMS-GMSC是接收发自SMSC短消息的入口交换机;SMS-IWMSC是一个能够接收来自   PLMN的短消息,并将此短消息送到相应SMSC的出口交换机。 GSM用户要使用短信业务,需要在MS中设置其归属的短消息业务中心的号码,SMSC编号服从PLMN编号计划E.160。例如中国移动SMSC的号码为+8613800ABC500,其中ABC等同于移动用户所在本地的长途区号。例如北京地区的SMSC号码为+8613800100500。MS在设置移动本地网SMSC号码后,即成为其归属用户。   2.3 短消息传送的基本过程   GSM网络点对点的短消息包括两种基本业务:   l  SM MT(Mobile Terminated)是到达移动台的短消息业务;   l  SM MO(Mobile Originated)是由移动台发起的短消息。   短消息传送的基本过程为:   2.3.1 对终止于MS的短信(SM MT)业务 由SME经SMSC送来短消息,发送到入口交换机SMS-GMSC,由SMS-GMSC根据被叫号向HLR查询得到目前被呼移动台所在位置,并将短消息通过NO.7信令网送被呼移动台所在的MSC,MSC查询VLR得到被呼移动台所在的BSC(位置区)并对该BSC所属的所有基站发出寻呼信号。   2.3.2 对始发于MS的短信(SM MO)业务   当一个移动台发起短消息呼叫时,由主呼移动台所在的MSC所接收,该MSC将所接收的短消息连同主呼用户所拨的被叫号码一起送NO.7信令网。NO.7信令网根据全局码GT(即被叫号码)寻址被呼用户归属的SMS-IWMSC及其相连接的短消息中心。   2.4 短消息的应用   短消息的增值应用主要包括:信息订阅、短信聊天(QQ)、短信游戏、黑白图片/铃声/简单动画下载、移动商务等。基于短信的增值业务还适合和其它增值业务配合使用,例如业务申请、E-mail /语音信箱到达通知、密码通知(例如WLAN临时分配的密码通知)等。
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Re: 短信业务与基于智能卡的业务

3. 基于智能卡的业务   3.1智能卡(Smart Card)简介   以下仅对GSM所使用的SIM卡作简单介绍:   使用SIM(Subscriber Identity Module)卡的最初目的是,用一种安全、可靠的方式标识一个特定移动用户对网络的连接。为了达到这个目的在卡内存储了国际移动用户识别码(IMSI)和用户密钥,这两组号码对每个用户而言是唯一的。只要用户终端不关机,且在服务区内,SIM卡就一直保持着与网络的连接,正是因为有这种具有认证与定位功能的连接,使得用户终端可以在全世界不同运营商的网络间进行漫游。从移动运营商的角度来看更重要的是,SIM卡能跟踪与记录用户的网络使用情况和漫游行为,从而能够准确地进行计费。   SIM卡实质上是一个微处理机。多数SIM卡具有16K字节内存,CPU运行速度为每秒二分之一MIP(Million Instruction per Second 每秒百万条指令),由于SIM卡的运算能力和内存容量有限,其卡片操作系统(COS:Card Operation System)和应用程序必须使用最简洁的代码。目前128KB内存的SIM卡已面市,32KB和64KB内存的SIM卡已开始大量商用。 我们可以将SIM卡看成是世界上最普遍使用的微型计算机,和至今还没有得到充分利用的支持移动数据增值业务应用的开发平台。   3.2 SIM卡应用的提出   移动网络在技术与理念上不同于Internet,运营商在移动网络中投入了大量资金。一方面为了维护网络安全和正确收费他们严格的控制着SIM卡;另一方面为了吸引CP、SP加入到移动增值业务的产业链,他们又不得不在一定程度上开放SIM卡,因此他们逐渐为开发SIM卡的应用打开了大门。   如果任何人所开发的应用程序均可加载到SIM卡中,则它就变成了一个不可信任的计算机了。首先加载到SIM卡中的应用程序需符合标准,STK为SIM卡应用程序开发和在卡内运行提供了标准,但在一般情况下并不是凡是符合STK标准的SIM卡应用程序均可加载到SIM卡中运行,移动运行商为确保SIM卡的安全,由笫三方开发的应用程序须经运营商的测试、认可后才可加载到SIM卡中运行。   3.3 SIM卡应用开发工具箱(STK)技术   SIM卡应用开发工具箱(SAT或STK SIM Application Toolkit)亦称为SIM卡应用程序开发包是GSM第二阶段(GSM PhanseⅡ+)提供的一种扩展功能。引入STK功能后使得移动台除了可以提供GSM的各种业务与应用外,还可以提供SIM卡专门提供的业务与应用。 STK实质上是一种小型编程语言,它允许在SIM卡中运行自己的应用软件。支持STK的SIM卡不再是通常使用的16KB内存容量的SIM卡,而是基于JaVa或C语言编程具有32KB以上内存容量的SIM卡。由于内存容量的扩大,使得在SIM卡中可以存储相应的业务与应用信息。 SIM卡应用程序的编程方法,可分为微浏览器(USAT解析器)编程和可执行程序(applets)编程两大类。关于编程方法由于篇幅所限不作展开。   STK/UTK技术采用Client/Server方式实现,其客户端应用程序置于手机的智能卡内;服务器端应用程序置于网络侧的STK/UTK服务器内。手机通过短消息承载通道访问STK/UTK服务器,动态下载新的SIM卡应用程序或数据,更新老的应用程序或数据。   3.4 SIM卡应用程序开发包API:主动命令与事件下载   在SIM卡中引入STK技术之前,移动台与SIM卡之间的通信方式为:由移动台给SIM卡发送命令(称为APDU Application Packet Data Unit),SIM卡在执行完命令后,向移动台返回确认信息。由此可见移动台与SIM卡之间的关系为主/从关系,这种主/从关系不利于开发由SIM卡提供的业务与应用。   SIM卡开发包的应用程序接口(API)创建了SIM卡与移动台之间的交互规则,该交互规则用两种通信方式来表示,两种通信方式之区别在于谁首先发起会话。若由SIM卡首先发起会话,要求移动台做某件事情,该通信方式被称为主动命令(Proactive Commend)。若由移动台首先发起会话,将所发生的事件告诉SIM卡,该通信方式被称为事件下载(Event Download)。这两种通信方式共同组成SIM卡开发包的应用程序接口(API),SIM API亦可视为是SIM卡应用与外部(移动台、网络服务器等)的接口。   3.4.1 主动命令 主动命令是来自SIM卡应用程序开发包的命令,其目的是请求移动台为SIM卡应用做某件事情。截止2001年底在ETSI TS 102.113中规范了31条主动命令,   3.4.2 事件下载 在主动命令中SIM卡应用通过SET UP EVENT LIST命令向MS注册自己所关心的事件。当MS出现这些事件后,即向SIM卡发送事件下载信息(一种APDU)。目前已规范的SIM卡可用事件共19个。   利用STK API的主动命令和事件下载可以组成STK的多种基本功能。   3.5 STK的基本功能 STK基本功能列举如下:   (1) MS支持STK的功能下载,使SIM卡得知MS对STK的支持能力;   (2) 在MS中建立SIM卡应用安装菜单。在MS中有很多菜单,这些菜单由MS制造商提供,各具特色。而STK所提供的安装菜单存储在SIM卡中,与用户所使用的MS无关。   (3) 由用户操作,调出一组用标题与图标标识的菜单选项,由用户从中选择一项;   (4) SIM卡通过主动命令询问MS所处环境有关的信息,例如:当前移动台所处的基站小区、接收信号强度等网络信息。SIM卡借助这些信息来完成基于地理信息的应用,例如当用户查询用户所在地附近的医院时,需要同时有MS的定位信息发往网络服务器。   (5) SIM卡主动命令使SIM卡发起由MS执行的动作,例如:显示SIM卡送给MS的文本、发送短消息、发起一次话音呼叫等;   (6) SIM卡可以查看用户的某些呼叫,并进行阻塞或重新路由。例如某一企业的专用SIM卡可以只允许其短信上传到企业的服务器中或者长途呼叫只能接续企业的外地分公司或办事处。   (7) 向用户播放各种信号音或提示铃声;   3.6 基于STK/UTK技术的主要应用   STK技术的最大贡献在于:利用STK所提供的基本功能作为业务构件,可以开发出基于SIM卡的各种业务与应用。SIM卡生产厂家可以根据用户(一般指移动运营商)的要求,在SIM卡中预置程序,实现用户所需的一些订制功能。即它为SIM卡的增值业务提供了一个简单、易操作的开发平台。仅需移动运营商或SP/CP在SIM卡上进行开发,在网络服务器的配合下可以完成丰富多彩的各种业务与应用。
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Re: 短信业务与基于智能卡的业务

目前基于STK/UTK技术的主要应用有,中国移动的梦网短信业务OTA和中国联通的“联通炫卡”。两种业务均为提供短信增值业务菜单(例如天气预报、新闻、航班等业务菜单)的空中下载(OTA Over the Air),并可随时增加或删除手机智能卡中的短信业务菜单项,用户可以根据短信菜单点播自己需要的短信信息,从而实现了短信增值业务的个性化和业务更新的实时性。   随着64K和128K卡的商用,凭借STK/UTK业务安全、保密的优势。移动运营商很快会推出交易类业务的空中下载。届时呈现给用户的不再是单纯的“手机银行”、“移动证券”,而是集多家银行、证券公司等于一体的个人可选择的解决方案。
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