PDU模式的短信息編／解碼方法與實現(xiàn)

公共無線移動通信網(wǎng)(G網(wǎng)和C網(wǎng))幾乎覆蓋全球的每一個角落，而短信息又是公共無線移動通信網(wǎng)絡(luò)的基本業(yè)務(wù)之一。利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，通過短信息技術(shù)，可以開發(fā)出多種測控產(chǎn)品，實現(xiàn)對遠(yuǎn)端控制設(shè)備實時性監(jiān)測和控制。短信息技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸量不大和傳輸速度要求不是很高的測控系統(tǒng)中，每條短信息可以傳送160個7位編碼數(shù)據(jù)或140個8位編碼數(shù)據(jù)，或70個Unicode碼。因此，可以依照短信息格式，將用戶數(shù)據(jù)組成數(shù)據(jù)包，通過GSM網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)短信息數(shù)據(jù)傳輸。本文通過對PDU模式的短信息結(jié)構(gòu)中用戶數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析，得出了編／解碼規(guī)律，給出單片機(jī)實現(xiàn)的子程序。

1 短信息模式與分析
    SMS是由ETSI組織制定的一個規(guī)范。短信息格式有兩種：TEXT模式和PDu模式。TEXT模式是基于ASCII碼形式字符的一種結(jié)構(gòu)模式，每一條命令很容易讀懂，實現(xiàn)起來電十分容易；缺點是不能收發(fā)中文短信，PDU模式也是基于十六進(jìn)制形式字符的，數(shù)據(jù)和代碼都經(jīng)過編碼，所以無法直接讀懂；但PDU模式同時支持中英文兩種短信。PDU模式收發(fā)短信包括3種編碼：7位、8位和UCS2編碼。7位編碼用于發(fā)送普通的ASCII字符，8位編碼用于發(fā)送數(shù)據(jù)信息，UCS2編碼用于發(fā)送Unicode字符。PDU模式在GSM移動設(shè)備中使用得最為普遍。
    在PDU模式中，當(dāng)使用7位編碼時，最多可發(fā)160個字符；使用8位編碼時，最多可發(fā)140個字符；使用16位編碼時，最多可發(fā)70個漢字字符。因此在發(fā)送時需要將8位(HEX)字節(jié)數(shù)據(jù)編碼成8位(OCT)字節(jié)發(fā)送；接收時需要將8位(OCT)字節(jié)解碼成7位(ASCII)字節(jié)。
    PDU模式短信息結(jié)構(gòu)中，較難實現(xiàn)的是對用戶數(shù)據(jù)部分的編/解碼。例如，要發(fā)送數(shù)據(jù)為“123456789abc”，經(jīng)過編碼后變成“31 D9 8C 56 B3 DD 70 B9 B0 78 OC”。

2 編碼分析
    在這里規(guī)定．對于一個8位字符最右邊為第0位，最左邊為第7位。設(shè)需要發(fā)送的短信息內(nèi)容為“123456789abc”，編碼后變?yōu)椤?l D9 8C 56 B3 DD 70 B9BO 78 0C”。使用的GSM字符集為7位編碼。需要注意的是在每次操作之前，都要將原始數(shù)據(jù)保存好。首先，將第1個字符轉(zhuǎn)換為7位的二進(jìn)制，將第1個字符右移0位。然后，將第2個字符的最右邊的第O位加到第1個字符的第7位，形成一個8位字符，第2個字符的最右邊的第1位通過右移1位方式銷毀。之后，將第2個字符轉(zhuǎn)換為7位的二進(jìn)制，將第2個字符右移1位；將第3個字符最右邊的2位(第l、0位)填加到第2個字符的第7、6位，形成一個8位字符；第3個字符的最右邊的2位通過右移2位方式銷毀。其他字符依此類推。當(dāng)?shù)?個字符需要第9個寧符全部補(bǔ)位時，還不夠，就從第10個字符取最右邊的第0位加到第8個字符的第7位。依次循環(huán)，當(dāng)最后一個字符沒有下一個字符給它填位時，就填0占位，完成數(shù)據(jù)編碼。
    可以形成表達(dá)式：(所有移位方式都選用帶進(jìn)位位(C=0)循環(huán)移位，也就是被移入位均為0)

    A(要編碼的字符)=當(dāng)前字符右移m次取自己保留的內(nèi)容+后一個字符左移n次取需要給前一個字符填充的內(nèi)容。
    B(編碼移位次數(shù))=m+n=7(7≥m≥0；7≥n≥O)。m為右移次數(shù)；n為左移次數(shù)。

3 解碼分析
    設(shè)收到的短信息內(nèi)容為“31 D9 8C 56 B3 DD 70 B9B0 78 OC”，解碼后變?yōu)椤?23456789abc”。解碼過程是將第1個字符的第7位移走，保存起來，補(bǔ)給第2字符的第O位。第1個字符左移O位，第1個字符的第7位銷毀，形成一個新的7位ASCII字符；第2個字符第7、6位移走，保存起來，提供給第3個字符的第2、1位，第2個字符的第7、6位銷毀，第2個字符左移1位，將前一個字符回填內(nèi)容添加到第2個字符的第O位，從而又形成一個新的7位ASCII字符，依此方法類推。須注意的是，當(dāng)?shù)?個字符提供第9個字符全部7位時，形成第9個字符，同時第7位提供給第1O個字符的最右邊第O位。依次循環(huán)，形成解碼數(shù)據(jù)。

    可以形成表達(dá)式：
    A(要解碼字符)一前一個字符右移M次取需要給后一個字符回填內(nèi)容+當(dāng)前字符左移N次取自己保留的內(nèi)容。
    B(解碼移位次數(shù))=M+N=8(8≥M≥0；8≥N≥0)。M為右移次數(shù)；N為左移次數(shù)。
    例如：

    粗體部分在編碼發(fā)送時用于提供給前一個字符借用，在解碼接收時由前一個字符回填給本字符；斜體部分是本字符需要保留的內(nèi)容。

4 單片機(jī)子程序?qū)崿F(xiàn)
    主控制器采用華邦W77E58型號單片機(jī)，短信息發(fā)送與接收模塊采用Motorola公司的G20型號，單片機(jī)子程序編寫采用MCS51匯編語言。以下所列代碼是實際應(yīng)用工程截取的主要部分，經(jīng)過實際驗證，且一直應(yīng)用于“高速GSM型緊急電話系統(tǒng)”中。(編碼和解碼程序見本刊網(wǎng)站www.mesnet.com.cn——編者注。)

結(jié)語
    在短信息結(jié)構(gòu)中，對用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成PDU模式編／解碼比較麻煩。有了以上對編／解碼的分析思路，實現(xiàn)起來就很容易。該部分可以通過C或其他形式語言代碼編寫，形成子程序塊，嵌入劍其他應(yīng)用系統(tǒng)中。