手機短信的PDU編碼和解碼(2009-10-28 23:10:36)
共有三種方式來發(fā)送和接收SMS信息：Block Mode, Text Mode和PDU Mode。其中PDU Mode被所有手機支持，可以使用任何字符集，這也是手機默認的編碼方式。
發(fā) 送短消息常用Text和PDU(Protocol Data Unit，協(xié)議數(shù)據(jù)單元)模式。使用Text模式收發(fā)短信代碼簡單，實現(xiàn)起來十分容易，但最大的缺點是不能收發(fā)中文短信；而PDU模式不僅支持中文短信，也能發(fā)送英文短信。PDU模式收發(fā)短信可以使用3種編碼：7-bit、8-bit和UCS2編碼。7-bit編碼用于發(fā)送普通的ASCII字符，它將一串 7-bit的字符(最高位為0)編碼成8-bit的數(shù)據(jù)，每8個字符可“壓縮”成7個；8-bit編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息，比如圖片和鈴聲等；而 UCS2編碼用于發(fā)送Unicode字符。在這三種編碼方式下，PDU串的用戶信息(TP-UD)段最大容量(可以發(fā)送的短消息的最大字符數(shù))分別是 160、140和70。這里，將一個英文字母、一個漢字和一個數(shù)據(jù)字節(jié)都視為一個字符。
PDU串的用戶信息長度(TP-UDL)，在各種編碼方式下意義有所不同。7-bit編碼時，指原始短消息的字符個數(shù)，而不是編碼后的字節(jié)數(shù)。8-bit編碼時，就是字節(jié)數(shù)。UCS2編碼時，也是字節(jié)數(shù)，等于原始短消息的字符數(shù)的兩倍。如果用戶信息(TP-UD)中存在一個頭(基本參數(shù)的TP-UDHI為1)，在所有編碼方式下，用戶信息長度(TP-UDL)都等于頭長度與編碼后字節(jié)數(shù)之和。如果采用GSM 03.42所建議的壓縮算法(TP-DCS的高3位為001)，則該長度也是壓縮編碼后字節(jié)數(shù)或頭長度與壓縮編碼后字節(jié)數(shù)之和。
PDU 相當于一個數(shù)據(jù)包，它由構成消息（SMS）的信息組成。作為一種數(shù)據(jù)單元，它必須包含源/目的地址、保護（有效）時間、數(shù)據(jù)格式、協(xié)議類型和正文，正文長度可達140字節(jié)，它們都以十六進制表示。PDU結構根據(jù)短消息由移動終端發(fā)起或以移動終端為目的而不同。每條消息可以發(fā)送140個字節(jié)，由于本系統(tǒng)中最長的數(shù)據(jù)串沒有超過140個字節(jié)，因此數(shù)據(jù)均可以用一條消息來發(fā)送。
一般的PDU編碼由A B C D E F G H I J K L M十三項組成。
A：短信息中心地址長度，2位十六進制數(shù)(1字節(jié))。
B：短信息中心號碼類型，2位十六進制數(shù)。
C：短信息中心號碼，B+C的長度將由A中的數(shù)據(jù)決定。
D：文件頭字節(jié)，2位十六進制數(shù)。
E：信息類型，2位十六進制數(shù)。
F：被叫號碼長度，2位十六進制數(shù)。
G：被叫號碼類型，2位十六進制數(shù)，取值同B。
H：被叫號碼，長度由F中的數(shù)據(jù)決定。
I：協(xié)議標識，2位十六進制數(shù)。
J：數(shù)據(jù)編碼方案，2位十六進制數(shù)。
K：有效期，2位十六進制數(shù)。
L：用戶數(shù)據(jù)長度，2位十六進制數(shù)。
M：用戶數(shù)據(jù)，其長度由L中的數(shù)據(jù)決定。J中設定采用UCS2編碼，這里是中英文的Unicode字符。
PDU編碼協(xié)議簡單說明
例1 發(fā)送：SMSC號碼是+8613800250500，對方號碼是13693092030，消息內(nèi)容是“Hello!”。從手機發(fā)出的PDU串可以是
08 91 68 31 08 20 05 05 F0 11 00 0D 91 68 31 96 03 29 30 F0 00 00 00 06 C8 32 9B FD 0E 01
對照規(guī)范，具體分析：
分段 含義 說明
08 SMSC地址信息的長度 共8個八位字節(jié)(包括91)
91 SMSC地址格式(TON/NPI) 用國際格式號碼(在前面加‘+’)
68 31 08 20 05 05 F0 SMSC地址 8613800250500，補‘F’湊成偶數(shù)個
11 基本參數(shù)(TP-MTI/VFP) 發(fā)送，TP-VP用相對格式
00 消息基準值(TP-MR) 0
0D 目標地址數(shù)字個數(shù) 共13個十進制數(shù)(不包括91和‘F’)
91 目標地址格式(TON/NPI) 用國際格式號碼(在前面加‘+’)
68 31 96 03 29 30 F0 目標地址(TP-DA) 8613693092030，補‘F’湊成偶數(shù)個
00 協(xié)議標識(TP-PID) 是普通GSM類型，點到點方式
00 用戶信息編碼方式(TP-DCS) 7-bit編碼
00 有效期(TP-VP) 5分鐘
06 用戶信息長度(TP-UDL) 實際長度6個字節(jié)
C8 32 9B FD 0E 01 用戶信息(TP-UD) “Hello!”
例2 接收：SMSC號碼是+8613800250500，對方號碼是13693092030，消息內(nèi)容是“你好!”。手機接收到的PDU串可以是
08 91 68 31 08 20 05 05 F0 84 0D 91 68 31 96 03 29 30 F0 00 08 30 30 21 80 63 54 80 06 4F 60 59 7D 00 21
對照規(guī)范，具體分析：
分段 含義 說明
08 地址信息的長度 個八位字節(jié)(包括91)
91 SMSC地址格式(TON/NPI) 用國際格式號碼(在前面加‘+’)
68 31 08 20 05 05 F0 SMSC地址 8613800250500，補‘F’湊成偶數(shù)個
84 基本參數(shù)(TP-MTI/MMS/RP) 接收，無更多消息，有回復地址
0D 回復地址數(shù)字個數(shù) 共13個十進制數(shù)(不包括91和‘F’)
91 回復地址格式(TON/NPI) 用國際格式號碼(在前面加‘+’)
68 31 96 03 29 30 F0 回復地址(TP-RA) 8613693092030，補‘F’湊成偶數(shù)個
00 協(xié)議標識(TP-PID) 是普通GSM類型，點到點方式
08 用戶信息編碼方式(TP-DCS) UCS2編碼
30 30 21 80 63 54 80 時間戳(TP-SCTS) 2003-3-12 08:36:45 +8時區(qū)
06 用戶信息長度(TP-UDL) 實際長度6個字節(jié)
4F 60 59 7D 00 21 用戶信息(TP-UD) “你好!”
詳細解析：
0891683108200505F011190D91683105155694F50008FF10008FF044F60597D
<1>短信中心地址字段:0891
08：Address-Lengt(地址長度)，短信息中心地址長度為8個字節(jié)，是（91）+（683108200505F0）的長度，8個8位字節(jié)
91 地址類型：10010001 Bit7：1。始終為1 Bits 6,5,4：Type-of-Number（號碼類型）：001，代表Internation Number。也即是號碼前加“+”。注意：對某些比較特殊的號碼，例如手機與小靈通的互通時，這里不能設置為001，而要設置成000，代表號碼前沒有 “+”，否則無法接收。
下面是GSM03.40協(xié)議號碼類型的解釋：
0 0 0 Unknown
0 0 1 International number
0 1 0 National number
0 1 1 Network specific number
1 0 0 Subscriber number
1 0 1 Alphanumeric(coded according to TS03.38 7-bit default alphabet)
1 1 0 Abbreviated number
1 1 1 Reserved for extension
ll not interpret reserved values but will store them as received.
Bits 3,2,1，0：Numbering-plan-identification(號碼鑒別)，0000—未知，0001—ISDN/電話號碼 (E.164/E.163)，1111—留作擴展；一般默認為0001，表示電話號碼類型的。下面是GSM03.40號碼鑒別的解釋：
Bits3 2 1 0
0 0 0 0 Unknown
0 0 0 1 ISDN/telephone numbering plan (E.164/E.163)
0 0 1 1 Data numbering plan (X.121)
0 1 0 0 Telex numbering plan
1 0 0 0 National numbering plan
1 0 0 1 Private numbering plan
1 0 1 0 ERMES numbering plan (ETSI DE/PS 3 01-3)
1 1 1 1 Reserved for extension
All other values are reserved.
<2>短信中心號碼:683108200805F0
一個字節(jié)內(nèi)反轉(zhuǎn)，8613800280500，如果長度為奇數(shù)則需要加“F”補齊。比如號碼為：+8613505165495，去掉"+"后在末尾添加F變?yōu)椋?613505165495F，再將手機號碼的奇數(shù)位和偶數(shù)位的相交換為683105155694F5
<3>FirstOctet字段:1119
(1)11 包含TP-MTI(2bit)，TP-RD(1bit)，TP-VPF(2bit)，TP-RP（1bit），TP-UDHI(1bit)，TP-SRR(1bit)
二進制表示形式：0 0 0 10 0 01
TP-MTI：01 TP-Message-Type-Indicator（消息類型指示符） Bit1,0：00—讀出（Deliver）; 01—提交（Submit）
Bit1,0：01指示為SMS-SUBMIT類型
下面是GSM03.40的解釋：
bit1 bit0 Message type
0 0 SMS-DELIVER (in the direction SC to MS)
0 0 SMS-DELIVER REPORT (in the direction MS to SC)
1 0 SMS-STATUS-REPORT (in the direction SC to MS)
1 0 SMS-COMMAND (in the direction MS to SC)
0 1 SMS-SUBMIT (in the direction MS to SC)
0 1 SMS-SUBMIT-REPORT (in the direction SC to MS)
1 1 ReservedTP-RD：0 TP-Reject-Duplicates（是否拒絕相同重復消息）
Bit2：0—接受復制; 1—拒絕復制
Bit2：0 指示短消息中心接收未轉(zhuǎn)發(fā)的具有相同TP-MR的消息。
Bit 2:
0 Instruct the SC to accept an SMS-SUBMIT for an SM still held in the SC which has the same TP-MR and the same TP-DA as a previously submitted SM from the same OA.
1 Instruct the SC to reject an SMS-SUBMIT for an SM still held in the SC which has the same TP-MR and the same TP-DA as the previously submitted SM from the same OA. In this case an appropriate TP-FCS value will be returned in the SMS-SUBMIT-REPORT.
TP-VPF：10 TP-Validity-Period-Format（有效期格式）
Bit4,3：：00—不提供（Not present）；01—預留； 10—整型（標準），指使用相對格式；11—提供8位字節(jié)的一半（Semi-Octet Represented）
下面是GSM03.40的解釋:
bit4 bit3
0 0 TP-VP field not present
1 0 TP-VP field present and integer represented (relative)
0 1 Reserved
1 1 TP-VP field present and semi-octet represented (absolute)
TP-SRR：0 TP-Status-Report-Request
Bit5： 1：需要報告，0：不需要報告。
Bit 5:
0 A status report is not requested
1 A status report is requested
TP -UDHI：0 TP-User-Data-Header-Indicator（用戶數(shù)據(jù)頭標示） Bit6： 1：含頭信息 0：不含頭信息，指示這是一個SMS消息，沒有用戶數(shù)據(jù)頭，EMS（增強消息業(yè)務）消息需要設置。圖片鈴聲這些都是包含頭部信息的.文本不包含頭部信息
Bit 6
0 The TP-UD field contains only the short message
1 The beginning of the TP-UD field contains a Header in addition to the short message
TP-RP：0 TP-Reply-Path（回復路徑） Bit7： 1：設置回復路徑，0：沒有設置回復路徑。
下面是GSM03.40解釋：
Bit 7:
0： TP-Reply-Path parameter is not set in this SMS-SUBMIT/DELIVER
1： TP-Reply-Path parameter is set in this SMS-SUBMIT/DELIVER
(2)消息參考值TP-MR (TP-Message-Reference):19如果使用"00" 值代表讓電話自己設置消息參考值.
<4> 對方號碼字段：0D913105155694F5
0D:目標地址數(shù)字個數(shù),共13個十進制數(shù)(不包括91和‘F’)
91:地址類型,同短信中心號碼設置.
3105155694F5：目標手機號碼。
<5>上層協(xié)議標識TP-PID(TP-Protocol-Identifier)：00
一般設置為00，表示普通GSM，點對點 <6> 數(shù)據(jù)編碼設置TP-DCS(TP-Data-Coding-Scheme):08
指示TP-UD的編碼方式。08代表Unicode方式。參照GSM03.38協(xié)議：
Bit 3,2
00 Default alphabet
01 8 bit
10 UCS2 (16bit) [10]
11 Reserved
<7>有效期TP-VP(TP-Validity-Period):FF
FF表示最大。
<8> 用戶數(shù)據(jù)長度TP-UDL(TP-User-Data-Length):4
用戶數(shù)據(jù)實際長度。注意不同編碼下用戶長度定義不同。
<9>用戶數(shù)據(jù) :4F60597D "你好"的Unicode編碼
你：0x4F60；好：0x597D
2:手機接收的PDU串
0891683108200505F0040D91683105155694F5000850208151754500044F60597D
<1>短信中心地址字段：0891683108200505F0，即是+8613800250500
<2>FirstOctet :04 其二進制代碼：00000100
TP-MTI：00
TP-MMS(TP-More-Message-to-Send)：1 短信中心沒有更多的消息發(fā)送
TP-SRI： 0
TP-UDHI：0
TP-RP： 0
<3>發(fā)送方號碼：0D91683105155694F5 即+8613505165495
<4>協(xié)議標識: 00 TP-DCS 點對點
<5>編碼方式: 08 TP-DCS Unicode編碼
<6>短信中心時間 50208151754500
字節(jié)反轉(zhuǎn)05/02/18 15：57：45 最后的00代表時區(qū)，這里為0
<7>用戶數(shù)據(jù)長度 ：4
<8>用戶數(shù)據(jù)：4F60597D
中文“你好”的Unicode編碼
