移動短消息技術演進與業務發展淺析

2019-11-03 09:14:03

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浙江大學信息與電子系工程碩士王曉真

一、移動短消息業務發展概況

　　近兩年來，移動通信迅猛發展的用戶數及其完善的基礎網絡，為移動通信增值業務的發展提供了有利條件。在諸多增值業務中，短消息（SMS）服務因其價格低廉、使用方便、信息傳遞準確及時、存儲轉發離線通信等優點而備受用戶歡迎。據統計，2001年中國移動的短消息業務總量達到了159億條。中國移動“移動夢網”合作模式的推出，極大地推動了短消息業務的發展。預計2002年中國移動短消息量將達到500億條。同樣在歐洲，短消息服務已經成長為電信運營商的重要收入來源，每個月有近50億條短信息被發出，平均每位手機用戶每月要發送出25條短信息。歐洲主要的無線運營商每月要處理超過3億條短信息，而且這個數字還在以每月10％到15％的速率增長。在芬蘭的手機用戶每月的話費賬單上，平均50％出自短信息服務。短信息服務像風暴一樣席卷歐洲大陸。在日本，短消息及移動互聯網業務僅用了1年半時間便實現了贏利的目標，目前已培育成一個30億美元的巨大市場。

　　在短消息業務迅猛發展的同時，由于現有的短消息存在一些局限性，如只能傳送文本信息，無法完成高質量的鈴音、壁紙和動畫下載，無法傳送高質量的圖片和聲音等，因此增強型消息服務（以下簡稱“EMS”）和多媒體消息服務（以下簡稱“MMS”）就應運而生?；谀壳岸滔⒎盏牧己檬袌?，目前國內移動運營商對這兩項新的消息服務非?？春?，并計劃大力發展。

二、EMS和MMS的業務特征

　　EMS服務建立在SMS系統基礎上，并對SMS做進一步的改進與完善。可以說EMS是SMS服務向未來MMS過渡的橋梁。

　　EMS采用開放的ETSI標準，屬于3GPP范疇。它利用現有的短消息系統平臺，通過多條SMS串接實現較大數據量的短消息應用。它支持端到端消息傳送，即手機用戶之間可以通過短消息發送和接收含有文字、簡單圖像、動畫和聲音的組合信息。它也是內容傳送的載體，即可以將鈴音、屏保、墻紙或定制圖標等內容下載到手機上。

　　以多條SMS為載體的EMS服務可提供以下信息內容:

　　◆ 文本信息：支持格式化文本，包括字體、字號、字形等。

　　◆ 圖片信息：其中小圖片為16*16像素，大圖片為32*32像素，圖片沒有動畫和灰度，只有白或者黑。一條EMS中最多可以有包含6張圖片，即96*64。

　　◆ 動畫信息：對預先定義的動畫，并不通過空中接口傳送動畫，而是傳送動畫指針，一旦數據達到動畫位置，即開始按照預定方式播放；對用戶自定義的動畫，包含4張圖片，8*8像素或16*16像素，必須通過空中接口傳送。

　　◆ 聲音信息：對預先定義的聲音，不通過空中接口傳送，只傳其ID。消息中可以加入10種不同的聲音，一旦顯示某個聲音標志，即開始播放；對用戶自定義的聲音，用戶可以自定義自己的聲音，這些聲音信息通過空中接口傳送，最大為128字節。

　　MMS服務是短消息服務和圖片信息(Picture Message)或EMS的進一步發展。多媒體信息不僅局限于文本信息，還可以傳遞更為豐富的信息，如接收和發送高分辨率的彩色圖片、全立體聲聲音、動畫和流式圖像，從而使信息服務的內容和應用更加豐富、多彩，MMS服務在現有SMS業務和EMS業務基礎上，提升信息服務的表現能力，滿足用戶日益增長的服務需求。

　　目前多媒體消息業務提供以下幾項業務功能：

　　◆ 多媒體消息的發送和接收：手機終端合成多媒體消息發送后，由多媒體短信中心（MMSC）進行存儲和處理，接收方可以從MMSC接收多媒體消息。

　　◆ 應提供對非MMS終端的支持：對于非MMS終端的支持可以通過非多媒體終端處理系統完成。用戶可通過Email，WAP，WWW等方式瀏覽。　　◆ 多媒體消息業務支持點到點的業務和點到多點的業務：接收方可以是一個手機終端（或應用系統），或多個手機終端（或應用系統）?！　∧壳?GPP建議支持的多媒體消息服務內容格式有以下幾種。隨著技術的不斷發展，仍將會出現更加豐富多彩的內容格式。

◆ 純文本格式：包括US-ASCII、ISO-8859-1、UTF-8及Shift_JIS等格式。

◆ 靜態圖像格式：包括Baseline、JPEG、GIF87a、GIF89a、WBMP等格式。

◆ 語音格式：如AMR(AMR support for voice clips)。

◆ 音頻格式：包括MP3、MIDI、AAC等格式。

◆ 視頻格式：包括MPEG-4中的Visual Simple PRofile Level 0以及H.263中的 profile 3 level 10格式。

　　總之，我們可以用“SMS無聲無色，EMS有聲色，MMS有聲有色”來形象地概括這三種消息服務的特點。

三、 EMS和MMS技術特點及其運營實現

　　EMS和MMS均具備獨特的技術特點，對移動運營商的業務運營實現提出不同的要求，其中MMS對運營商的網絡改造要求更高。

　　1．EMS的技術特點

　　EMS完全利用SMS所采用的信令信道。其實現涉及以下兩個關鍵機制。

　　（1）TP-UDH（User Data Header）：使得在一般的短消息中可以包含二進制數據。二進制數據存放在TP_UDH中，位于文本數據的前面?！　。?）串接機制：允許EMS的發送和接收方可以自動把多個消息串接成一個長消息，并在IED字段前三個字節中表示，其具體含義如下?！　ctet 1：串接短消息參考數。該參考數在每一個被串接短消息中應該保持不變。

　　Octet 2：一個串接短消息中短消息的最大數目。0-255，從1開始，在同一個串接中的各個短消息中保持不變。

　　Octet 3：當前短消息的順序號。

　　2．EMS的運營實現

（1）網絡設備改造

　　短消息中心：為支持增強型短消息服務，短消息中心的軟件基本不變，但個別參數需要設定。具體修改如下：TP-UDHI，比特6置1，表示接受串接短消息。這樣一來，短消息中心將不會拒絕串接短消息；透明傳輸TP-DU，不修改消息內容。

　　短信網關：利用現有的協議，作最小改動。

　　CMPP協議：CMPP設三個參數，順序號、相同短信順序號和TP-UDHI；如果EMS又多條SMS組成時，SP就要同時填寫上述的三個參數。對于同一EMS，SP填寫的“順序號”應該是相同的；而“相同短信順序號”參數應填寫這條EMS有多少條串接而成的總數量。

　　SMPP協議：需要系統支持SMPP3.4；要支持EMS, SMG需要設定 ESM_class bit 6 為 1—UDHI 。

（2）計費要求

　　當發出組合的EMS時，由于MAP信令層的限制，手機收到的是若干條的短消息，如果其中的某一條沒有收到都無法顯示出完整的消息。為確保用戶的利益，短消息中心和短信網關應對EMS的計費作特別處理：在EMS的層面上而不是單條短消息的層面來計費，也就是按一條EMS計費而不是按多條短信計費。

　　由于組合EMS對手機終端的要求，它的生存周期一般以30－60分鐘為宜，因此要求短消息中心和短信網關遇到EMS時應按照特定的生存周期處理。

　　當短信網關支持EMS計費后，短信中心與之的通訊協議也必須進行相應的修改。

　　3. MMS的技術特點

　　MMS短消息雖然在給用戶的業務表現上類似于SMS業務，但在實際的實現方法上采用的是WAP事件的處理流程，由接收方主動從MMSC取消息，相同于WAP的瀏覽或下載方式。MMS 利用WAP的傳輸協議、GPRS帶寬優勢，消除了消息文件大小的限制，同時引入了新的信息平臺到無線網絡。這個平臺包括MMS中繼，MMS服務器，MMS用戶數據庫和新的WAP網關。MMS對無線網絡的傳輸速率的要求越來越高，是3G移動通信網絡最主要的應用。

　　與EMS不同，MMS承載層是通過數據信道而不是信令信道。以GPRS網絡為例，MMS消息流如圖1所示。

　　●圖中第一條消息流顯示了多媒體消息由BTS、BSC、SGSN和GGSN到達IP網絡，通過WAP Gateway被轉發到MMSC中。

　　●圖中第二條消息流表示多媒體通知的走向。多媒體通知經WAPGateway發給SMSC，并以SMS為承載發給MMS終端。

　　●圖中第三條消息流表示MMS終端通過WAPGateway從MMSC中提取多媒體消息。

　　●圖中第四條消息流表示多媒體消息被轉換成e-mail發往Email Server上。

　　●圖中第五條消息流表示多媒體消息被路由到外部應用中。

　　●圖中第六條消息流表示多媒體消息被路由到另外一個MMSC上。

　　4．MMS的運營實現

　　多媒體消息系統的網元設備包括MMS終端、多媒體消息中心、MMS用戶數據庫、外部應用服務器、增值應用服務器以及非MMS終端處理系統。此外，為配合多媒體消息平臺提供多媒體消息服務，需要WAP網關、GSM/GPRS網絡資源等設備的支持，還要和現網中的計費系統、網管系統互聯。

（1）多媒體消息中心MMSC

　　MMSC為多媒體消息業務服務中心，是將多媒體消息從發送方傳遞到接收方的存儲和轉發的網絡元素。MMSC的存儲轉發機制與SMSC類似，即存儲、轉發多媒體消息。MMSC將多媒體消息轉發給接收者后，從MMSC刪除此消息。

（2）MMS Redirector 和ENUM-DNS

　　由于對終端用戶而言，在CMCC全網范圍內，MMSC的URL地址全網唯一，因此，當用戶訪問MMSC時，需要通過MMS Redirector，根據用戶的 MSISDN，利用HTTP重定向功能解析用戶歸屬MMSC的地址，通過ENUM-DNS解析接收方用戶歸屬的MMSC的地址。

（3）非MMS終端處理系統

　　當MMS消息的發送方或接收方的終端不支持MMS時，MMSC可以通過非MMS終端支撐應用的增值應用平臺，使非MMS終端用戶通過其它的方式發送或者接收此多媒體消息。另外它也應該具有對非MMS終端用戶的某些多媒體消息存儲和管理的功能、對多媒體消息進行適配過濾、轉發等功能。

（4）對WAP網關的要求

　　多媒體消息中心和終端之間采用WAP協議實現，通過WAP網關承載MMS業務。在MMS業務中，WAP網關的功能主要包括：

　　◆ 支持MMS終端與多媒體消息中心之間傳送多媒體消息。MMS終端發送多媒體消息時，需要與WAP網關建立WSP會話，通過WAP網關將一條多媒體消息發送到多媒體消息中心MMSC，WAP網關通過HTTP協議訪問MMSC。

　　◆ 當多媒體消息到達在MMSC中后，MMSC需要給接收用戶終端發送通知，MMSC通過WAP PUSH協議發送該通知。

　　◆ 支持多媒體消息中心與MMS終端之間傳送多媒體消息。MMS終端接收多媒體消息時，需要與WAP網關建立WSP會話，通過WAP網關訪問多媒體消息中心MMSC，取得一條多媒體消息，WAP網關通過HTTP協議訪問MMSC。

四、SMS、EMS及MMS的市場前景

　　SMS服務以其簡單實用，低廉的價格以及對手機終端的要求不高等特點，深受廣大用戶的喜愛。同時以中國移動為首的移動運營商推出了“移動夢網”合作模式，吸引眾多內容提供商，并實現與其進行收益分成。內容提供商通過運營商搭建的短消息通信平臺，專注于開發豐富靈活的應用和業務，以吸引不同層面的用戶群。目前如QQ聊天等內容提供商提供的短消息已深入人心。在今后很長的時間里，短消息業務仍將有一個很大的增長空間和利潤空間。在未來移動運營商將會把短消息視為基本通信業務，而非增值業務。

　　EMS作為向MMS過渡的橋梁，在短消息的形式上有了很大的擴展，支持鈴聲和圖片。目前移動運營商的網絡已經基本支持EMS服務，而且的確有許多內容提供商已經提供了EMS服務。但是作為MMS過渡的中間產品，EMS似乎沒有引起移動運營商的興趣。移動運營商關注點目前已經落在MMS業務上，對于需要用戶手機支持，短消息系統計費模式需要修改的EMS業務，并沒有投入太多的熱情，而是滿足于目前EMS業務不溫不火的現狀。

　　MMS業務作為3G的一項業務，也是移動運營商首次嘗試運營3G業務。目前國內各移動運營商對MMS業務都投入了極高的熱情，并已經開始著手網絡建設、業務準備和市場啟動工作。新聞媒體也進行了相關的MMS概念的宣傳和炒作。由于網絡承載的不同，MMS能夠提供比SMS和EMS更為豐富的服務，這些服務對年青用戶和時尚用戶非常有吸引力，而且很可能引導一種新的消費模式和生活方式?；赟MS成功的經驗，MMS的業務推廣也同樣可以分為兩個層面，即用戶之間（點對點）和內容服務商提供應用和內容。國內移動運營商將會延續“移動夢網”的業務模式，以期獲得和SMS一樣的市場效果。

　　MMS業務和移動運營商其它增值業務一樣，同樣受制于手機終端和資費兩方面因素。目前市面上出現的支持MMS的手機種類不多，價格不菲。如何讓用戶放棄原來的手機改用支持MMS的手機，這將是MMS業務是否能夠良性發展的關鍵。國內兩大移動運營商為推廣GPRS和CDMA業務，均不同程度地采用了手機捆綁銷售的方式。對于MMS業務，移動運營商將會延續這種做法。

　　另一方面MMS業務的資費將是影響業務發展的另一個因素。盡管MMS業務市場定位是高端用戶，但從移動運營商增值業務推廣情況來看，先期MMS更有可能在時尚青年中推廣。資費將是這些用戶的一個關注點。MMS業務資費可以按照短消息的方式，以條計算，也可以按照GPRS的流量計算。中國移動近期推出的“彩信”業務以短消息方式按條計費。

　　另外，MMS業務和其它業務如Kjava業務同時推出，在一定程度上會分流用戶群。

----《通信世界》