小靈通短消息業(yè)務(wù)
徐福新 許永明
2004/03/30
摘 要 小靈通短消息業(yè)務(wù)是小靈通增值業(yè)務(wù)的重要組成部分。本文著(zhù)重介紹小靈通消息系統的結構組成、系統特點(diǎn)以及它的實(shí)際應用。
關(guān)鍵詞 小靈通 增值業(yè)務(wù) 短消息業(yè)務(wù)
隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通信業(yè)務(wù)的發(fā)展，簡(jiǎn)單的語(yǔ)音服務(wù)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)越來(lái)越高的使用要求，而提供新的增值服務(wù)將成為吸引用戶(hù)和提高平均用戶(hù)收益值（ARPU）的重要手段。從2001年開(kāi)通短消息至今，全國小靈通增值業(yè)務(wù)（VAS）已經(jīng)全面啟動(dòng)。通過(guò)引入增值業(yè)務(wù)后，小靈通提升了品牌效應，進(jìn)而推動(dòng)小靈通運營(yíng)商有了更為廣闊的發(fā)展空間。一方面在提高平均用戶(hù)收益（ARPU值）上有了新的方法；另一方面提供了與“移動(dòng)夢(mèng)網(wǎng)”等其他移動(dòng)增值業(yè)務(wù)競爭的武器，有效遏止了年輕時(shí)尚用戶(hù)的拆機率，并與競爭對手爭奪高端用戶(hù)。而從長(cháng)期來(lái)看，這將為運營(yíng)商積累無(wú)線(xiàn)數據服務(wù)的運營(yíng)經(jīng)驗，為未來(lái)3G無(wú)線(xiàn)運營(yíng)作準備。同時(shí)由于小靈通增值業(yè)務(wù)平臺可與3G共享，也培養了一批內容服務(wù)商，為3G的內容服務(wù)奠定基礎。
小靈通增值業(yè)務(wù)主要包括短消息業(yè)務(wù)（SMS）、無(wú)線(xiàn)數據業(yè)務(wù)、C-mode業(yè)務(wù)和定位業(yè)務(wù)。小靈通用戶(hù)能夠充分享受短消息收發(fā)、手機無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)、Email收發(fā)和基于定位的內容服務(wù)等等。下面主要介紹一下短消息業(yè)務(wù)。
短消息系統是小靈通增值業(yè)務(wù)系統中的重要組成部分，支持點(diǎn)對點(diǎn)的短消息發(fā)送和接收，該系統使用一個(gè)短消息中心SMSC來(lái)支持多個(gè)PAS 域、多個(gè)MSwitch域、混合小靈通域等多種網(wǎng)絡(luò )結構下的短消息業(yè)務(wù)。小靈通網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)不僅可以享受到短消息業(yè)務(wù)提供的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，而且可以相互漫游到對方的網(wǎng)絡(luò )下進(jìn)行短消息的收發(fā)。
為了同時(shí)支持PAS網(wǎng)絡(luò )和iPAS網(wǎng)絡(luò )中的短消息業(yè)務(wù)，SMS系統中的SMSC和兩種類(lèi)型的SMGW連接（SMGW-PAS和SMGW-iPAS），分別實(shí)現不同網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中的短消息發(fā)送和接收功能。
短消息中心可以通過(guò)SMPP（短消息點(diǎn)對點(diǎn)）接口和多個(gè)ESME（外部短消息實(shí)體）連接進(jìn)行功能擴展，例如GSM短消息系統、固網(wǎng)短信中心，這樣，小靈通網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)就能夠與GSM用戶(hù)、固定電話(huà)用戶(hù)之間相互收發(fā)短消息。SMSC也通過(guò)該接口提供證券查詢(xún)增值業(yè)務(wù)及其他業(yè)務(wù)，用戶(hù)可以通過(guò)短消息的形式查詢(xún)相關(guān)信息。
1 短消息系統結構
短消息系統由三個(gè)子系統組成：
· 核心子系統
· 網(wǎng)管子系統
· 操作員子系統
短消息系統的結構如圖1所示：
整個(gè)系統結構分為以下三層：
· 軟件平臺層：
Sun Solaris 操作系統并安裝SUN CLUSTER支撐軟件。
· 應用平臺層：
數據庫系統：數據庫系統采用Sybase，用于短消息數據庫。
MSGQ應用平臺：提供應用軟件進(jìn)程之間的MSGQ通信接口。
· 應用軟件層：
運行短消息系統應用軟件包。
為了保證系統可靠性，系統采用了HA雙機設置：
· 采用SUN CLUSTER
· 應用程序雙機備份
· 共享數據庫
1.1 短消息系統硬件結構
1.1.1 核心子系統硬件介紹
核心子系統主機：
· 兩臺SUN 服務(wù)器（安裝SUN CLUSTER）
操作系統：SUN Solaris
短消息中心數據庫系統：Sybase
· 磁盤(pán)陣列
1.1.2 網(wǎng)管子系統硬件介紹
· 網(wǎng)管主機：
- Sun 服務(wù)器
操作系統：SUN Solaris
網(wǎng)管數據庫系統：Sybase
· 網(wǎng)管系統中間層服務(wù)器：
- 采用普通的PC
操作系統：WindowsNT+ SP6
· 網(wǎng)管前臺：
- 采用普通的PC
操作系統：Windows NT/98
1.1.3 操作員子系統硬件介紹
· 操作員系統中間層服務(wù)器：
- 采用普通的PC機
操作系統：WindowsNT + SP6
操作員子系統數據庫：Sybase
（可與網(wǎng)管系統數據庫安裝在一起）
· 操作員前臺：
- 采用普通的PC機
操作系統：Windows NT/98
1.2 短消息軟件結構
1.2.1 核心子系統軟件結構
核心子系統的軟件運行在核心主機上，軟件結構如圖2所示：
· 數據庫
保存短消息內容和用戶(hù)數據。
· SMPPDB接口模塊
SMPP的數據庫接口模塊，根據需要，SMPPDB可以運行多個(gè)實(shí)例。
· SMPP處理模塊
實(shí)現SMPP協(xié)議，與外部短消息實(shí)體接口。
· PUSH
下發(fā)短消息到外部短消息實(shí)體的模塊。
· ACK
SEND的數據庫接口模塊，用來(lái)更新系統數據庫。根據需要，ACK可以運行多個(gè)實(shí)例。
· MO
處理MO消息的模塊。
· LOAD
定期發(fā)送短消息的模塊。
· 計費中心接口模塊
定時(shí)從數據庫中將CDR記錄轉儲到文件中，供計費中心系統使用。
· CDR轉儲模塊
將短消息數據庫中的CDR記錄以及其他統計信息定時(shí)轉移到網(wǎng)管數據庫，供分析、查詢(xún)處理。
· 網(wǎng)管代理模塊
主機上的網(wǎng)管代理模塊，負責：
- 接收同一臺主機中的其他進(jìn)程發(fā)來(lái)的事件消息，分析事件，產(chǎn)生適當的告警消息，經(jīng)過(guò)過(guò)濾后轉發(fā)給網(wǎng)管子系統的事件處理模塊。
- 接收來(lái)自網(wǎng)管子系統事件處理模塊的配置消息，返回配置結果。
- 監視主機核心子系統中管理對象的值。
· HMMD
主機管理模塊，該模塊負責主機環(huán)境的檢測、重新啟動(dòng)、SMSC的關(guān)閉和啟動(dòng)。
· SEND
系統調度模塊，連接短消息系統網(wǎng)關(guān)SMGW。
1.2.2 網(wǎng)管子系統軟件結構
網(wǎng)管子系統由前臺和后臺兩個(gè)部分組成。后臺采用UNIX操作系統，前臺為Windows NT系統。結構如圖3所示：
· 網(wǎng)管DATABASE
網(wǎng)管數據庫，保存網(wǎng)管系統的配置信息、日志信息以及操作員設置信息。并定時(shí)從短消息核心子系統采集短消息業(yè)務(wù)數據、計費信息到網(wǎng)管數據庫。
· 事件處理模塊（EPM）
- 接收事件/告警消息，存放到數據庫，并根據告警消息產(chǎn)生管理對象的當前狀態(tài)。
- 過(guò)濾事件消息，允許不記錄特定的事件消息到數據庫。
- 轉發(fā)配置消息。
- EPM與網(wǎng)管代理模塊/HMMD通過(guò)SOCKET通信，同時(shí)與網(wǎng)管數據庫直接通信。EPM從網(wǎng)管數據庫讀取網(wǎng)管代理模塊/HMMD的地址和端口信息，用來(lái)建立連接。
· 外部告警接口模塊
定時(shí)讀取網(wǎng)管系統中的告警信息，啟動(dòng)以后產(chǎn)生的告警，通過(guò)UNCP協(xié)議傳送給集中監控系統。
· 操作員登錄模塊
操作員登錄模塊是前臺的主控模塊，該模塊通過(guò)COM調用其他功能模塊，其他功能模塊不能單獨運行。操作員登錄后，權限信息從數據庫讀取。只與網(wǎng)管數據庫通信。
· 操作員管理模塊
提供操作員管理功能，包括開(kāi)戶(hù)、銷(xiāo)戶(hù)、密碼修改、操作員狀態(tài)查詢(xún)、用戶(hù)組管理、用戶(hù)權限分配等功能。只與網(wǎng)管數據庫通信。
· 告警模塊
告警模塊定時(shí)讀取網(wǎng)管數據庫中的狀態(tài)信息，根據狀態(tài)進(jìn)行可見(jiàn)、可聞、可視的告警。只與網(wǎng)管數據庫通信。
· 日志管理模塊
系統存放的日志類(lèi)型包括：
- 操作日志：記錄操作員的操作情況。
- 安全日志：記錄外界對系統的登錄請求、攻擊等事件。
- 事件日志：記錄系統中發(fā)生的事件，主要是一些軟件發(fā)出的信息。
- 告警日志：記錄告警歷史信息。
- 跟蹤日志：記錄系統要求的實(shí)時(shí)跟蹤信息。
模塊提供對這些日志的查詢(xún)、打印、轉儲、幫助、刪除等功能。
· 業(yè)務(wù)統計模塊
查詢(xún)、統計短消息業(yè)務(wù)的信息，如WRT、CDR業(yè)務(wù)量等。
· 配置管理模塊
統一配置系統的運行參數。需要與短消息中心數據庫、網(wǎng)管代理模塊通信。
1.2.3 操作員子系統軟件結構
短消息操作員子系統包括兩部份，軟件設計采用三層結構方式。前臺系統安裝在Windows 98上，前臺操作軟件用于手工方式進(jìn)行短消息的編輯、發(fā)送、修改、統計等工作。在設計上以DCOM/Socket方式通過(guò)應用服務(wù)器AppServer訪(fǎng)問(wèn)短消息中心數據庫。可與AppServer安裝在一起，也可單獨安裝在Windows 98上。中間層系統（AppServer）安裝在Windows NT上，作為子系統前端與短消息中心數據服務(wù)器之間的接口。操作員子系統數據庫可與網(wǎng)管子系統數據庫安裝在一起，用于存放前臺操作員管理信息。系統軟件結構如圖4所示。
· 短消息中心數據庫
通過(guò)向短消息中心數據庫中插入數據可以進(jìn)行短消息的收發(fā)，對該數據庫的操作由Windows NT上安裝的AppServer統一進(jìn)行。
· 中間層應用服務(wù)器AppServer
應用服務(wù)器作為三層模式中的中間層存在，由應用服務(wù)器統一處理對短消息數據庫的訪(fǎng)問(wèn)。其操作環(huán)境為Windows NT。
· 操作員子系統數據庫
操作員子系統數據庫可與網(wǎng)管子系統數據庫安裝在一起，用于存放前臺操作員管理信息。
· 操作員登錄模塊
操作員登錄模塊是前臺的主控模塊，該模塊通過(guò)COM調用其他功能模塊，其他功能模塊不能單獨運行。操作員登錄后，權限信息從數據庫讀取。
· 操作員管理模塊
提供操作員管理功能，包括開(kāi)戶(hù)、銷(xiāo)戶(hù)、密碼修改、操作員狀態(tài)查詢(xún)、用戶(hù)組管理、用戶(hù)權限分配等功能。
· 短消息業(yè)務(wù)處理模塊
- 發(fā)送短消息
單目的地、多目的地、群組、定時(shí)短消息發(fā)送。
- 查詢(xún)短消息
可以根據短消息用戶(hù)號碼、起始時(shí)間、終止時(shí)間、信息來(lái)源等相關(guān)查詢(xún)條件查詢(xún)歷史短消息信息和發(fā)送情況。
- 替換短消息
可以將仍在短消息中心等待下發(fā)的短消息的內容進(jìn)行替換，但已經(jīng)被從發(fā)送隊列刪除的短消息的內容不能被替換。
- 刪除短消息
可以將仍在短消息中心等待下發(fā)的短消息進(jìn)行刪除。
- 營(yíng)業(yè)受理
短消息用戶(hù)的開(kāi)戶(hù)、銷(xiāo)戶(hù)、修改信息等操作。
· 短消息業(yè)務(wù)統計模塊
用于對通過(guò)人工臺處理的短消息業(yè)務(wù)進(jìn)行統計、分析。
· 日志管理模塊
對相關(guān)操作進(jìn)行日志記錄。
2 短消息系統特點(diǎn)
2.1 短消息中心之間的互連
小靈通各個(gè)短消息中心可以通過(guò)核心網(wǎng)來(lái)實(shí)現所屬網(wǎng)絡(luò )之間短消息業(yè)務(wù)的漫游，同時(shí)還可以和其他短消息中心系統所屬的用戶(hù)之間實(shí)現短消息的發(fā)送和接收，如GSM、CDMA系統。
2.2 先進(jìn)的內存數據庫技術(shù)
短消息中心對處理事務(wù)的能力要求非常高，一般商用數據庫的功能非常復雜，與短消息中心的需求不吻合，使用不當往往成為短消息中心的性能瓶頸。UT斯達康公司采用了先進(jìn)的內存數據庫技術(shù)來(lái)解決這些問(wèn)題。內存數據庫將系統需要經(jīng)常訪(fǎng)問(wèn)的數據暫存在內存中，以提高訪(fǎng)問(wèn)速度，并將內存中的數據同步到硬盤(pán)上，保證數據的安全性。同時(shí)將CDR原始記錄等重要數據存放到通用數據庫中，通過(guò)數據庫提供的訪(fǎng)問(wèn)機制來(lái)存取這些數據，保證數據的高可靠性。因為內存訪(fǎng)問(wèn)速度比磁盤(pán)訪(fǎng)問(wèn)速度高，所以?xún)却鏀祿䦷焯岣吡藬祿䦷煜到y的訪(fǎng)問(wèn)速度，同時(shí)也提高了整個(gè)系統的性能。
2.3 高可靠性
短消息系統主要采用兩種方式來(lái)提高系統的可靠性：
· HA方式
在短消息中心中，內存數據庫子系統是整個(gè)短信系統的處理核心，該子系統采用Sun Cluster技術(shù)來(lái)提高可靠性。因此，在實(shí)際系統中，內存數據庫子系統采用兩臺主機，其中一臺為主用主機，另外一臺作為備用主機。當主用主機出現故障時(shí)，備用主機將立即切換到主用狀態(tài)并接管所有的業(yè)務(wù)負載。
· 負載均衡（N+1）方式
SC Server是短消息中心的邏輯控制部分，主要負責接收、存儲和轉發(fā)短消息，它采用N+1的方式來(lái)提高系統的可靠性。在實(shí)際系統中，SC Server使用N臺主機共同分擔所有的業(yè)務(wù)負載，同時(shí)另外使用一臺主機保持熱備狀態(tài)，一旦某臺運行中的主機系統出現故障，熱備主機將立即切換到主用狀態(tài)并發(fā)揮正常的作用。
2.4 開(kāi)放性
功能齊全的短消息中心SMSC采用客戶(hù)機/服務(wù)器結構，簡(jiǎn)單、開(kāi)放式的界面以及透明的信息傳送結構，便于快速而有效的生成新的應用。短消息中心的用戶(hù)不僅僅包括PS手機，而且還包括其它類(lèi)型的設備以及現有的信息網(wǎng)絡(luò )。例如，語(yǔ)音信箱、電子信箱、尋呼系統、新聞和股票報價(jià)業(yè)務(wù)、計算機主機應用和信息中心操作等。
2.5 可擴充性
短消息中心SMSC采用可擴充性平臺，可擴充性表現在3個(gè)方面：
· 擴充現有業(yè)務(wù)功能，如增加短消息應用等；
· 系統容量上可以平滑擴充，保護用戶(hù)初期投資；
· 在同一平臺上擴充其他業(yè)務(wù)功能，如語(yǔ)音信箱、手機銀行等。
2.6 可維護性
短消息中心SMSC提供完全圖形化的操作界面、詳盡的系統日志，方便用戶(hù)的操作，使日常的維護工作量減少到最低程度。相關(guān)系統參數的配置、系統進(jìn)程的配置都可以通過(guò)短消息網(wǎng)管系統前臺界面輕松完成。同時(shí)網(wǎng)管系統提供詳盡的系統運行統計數據，便于運營(yíng)商進(jìn)行業(yè)務(wù)統計、分析管理。
3 短消息系統應用
小靈通用戶(hù)應用短消息系統，可以實(shí)現基本的電信業(yè)務(wù)，并能在此基礎上，利用短消息中心提供內容透明的短消息承載服務(wù)，開(kāi)展多項增值業(yè)務(wù)，實(shí)現效益最大化。
短消息的基本電信業(yè)務(wù)主要包括點(diǎn)對點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)和小區廣播短消息業(yè)務(wù)。一個(gè)完整的點(diǎn)對點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)需要通過(guò)MO（Mobile Station Originated，移動(dòng)臺發(fā)起）和MT（Mobile Station Terminated，移動(dòng)臺終止）消息流程將一條短消息從一個(gè)實(shí)體發(fā)送到指定的另外一個(gè)實(shí)體，單條短消息編碼后長(cháng)度為120個(gè)字節，可以承載120個(gè)字節的英文字符或58個(gè)中文漢字。小區廣播是指向某個(gè)或某些小區以廣播方式發(fā)送信息，位于這些小區內的移動(dòng)臺都能收到廣播短消息。
短消息中心可以通過(guò)TCP/IP或X.25的方式與基于短消息的增值業(yè)務(wù)系統相連，給用戶(hù)提供更加豐富的信息服務(wù)，例如話(huà)費查詢(xún)、定位業(yè)務(wù)、股票行情、天氣信息以及新聞等內容，這將大大提升運營(yíng)商的業(yè)務(wù)形象，同時(shí)獲得直接的營(yíng)業(yè)收入。短消息增值業(yè)務(wù)主要分為定時(shí)通知類(lèi)和實(shí)時(shí)點(diǎn)播類(lèi)兩大類(lèi)。
定時(shí)通知類(lèi)增值業(yè)務(wù)包括語(yǔ)音信箱通知、到達郵件通知、話(huà)費催繳、話(huà)費催存等。比如在C-mode系統中，如果用戶(hù)申請了新郵件通知業(yè)務(wù)，那么當用戶(hù)接收到新的郵件時(shí)，C-mode系統中的Email網(wǎng)關(guān)將通知短消息中心給用戶(hù)的手機發(fā)送新郵件通知短消息，新郵件通知短消息包括郵件發(fā)送者的郵件地址和主題等信息，這樣短消息接收者就可以知道有新的郵件到達了。
實(shí)時(shí)點(diǎn)播類(lèi)增值業(yè)務(wù)主要包括股票、外匯、天氣、航班、新聞、話(huà)費查詢(xún)、祝福發(fā)送、圖像或鈴聲下載以及其他公眾信息查詢(xún)等等。例如，在基于短消息業(yè)務(wù)的定位業(yè)務(wù)中，用戶(hù)首先發(fā)送定位業(yè)務(wù)請求短消息給提供定位業(yè)務(wù)的ICP，ICP然后發(fā)送相應的業(yè)務(wù)請求消息至定位系統，定位系統在計算出手機的當前位置之后把計算結果返回至ICP，ICP再以短消息的形式告知手機用戶(hù)當前所在的位置。
參 考 文 獻
[1] 《UTStarcom短消息中心系統技術(shù)手冊》 （UTStarcom內部資料）
[2] 《小靈通（PAS）個(gè)人通信接入系統》 徐福新編著(zhù)，電子工業(yè)出版社，2001.11
徐福新，1946年8月出生，1970年畢業(yè)于南京郵電學(xué)院無(wú)線(xiàn)電專(zhuān)業(yè)。浙江省通信學(xué)會(huì )常務(wù)理事、中國科普作家協(xié)會(huì )會(huì )員、杭州電子工業(yè)學(xué)院兼職教授。曾任浙江省余杭市電信局局長(cháng)、浙江省數字移動(dòng)通信公司總經(jīng)理。長(cháng)期從事通信技術(shù)的研究和應用，多次獲部、省市科技成果獎。1997年獨創(chuàng )性地在余杭成功組建了個(gè)人手持電話(huà)系統（即小靈通PAS系統），被人尊稱(chēng)為“小靈通之父”。期間撰寫(xiě)的30余篇專(zhuān)業(yè)論文先后在國內外通信雜志上發(fā)表，并獲浙江省自然科學(xué)論文獎。1997年被評為浙江省優(yōu)秀企業(yè)家。
許永明，碩士，高級工程師。1994年畢業(yè)于杭州電子工業(yè)學(xué)院電子工程系電子學(xué)與通信專(zhuān)業(yè)。十余年來(lái)一直從事通信技術(shù)的工程研究及應用工作。曾作為主要技術(shù)骨干參與1996-1998年在浙江余杭的小靈通試驗網(wǎng)工作，積累了豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗，并先后多次負責全國重要城市的小靈通工程規劃、設計、勘測、安裝調測及網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化工作。《小靈通（PAS）個(gè)人通信接入系統》的編著(zhù)者之一。
中國信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)(www.cnii.com.cn)—中國數據通信
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