PDU

原文出處. 資料已消失
http://note.tcc.edu.tw/387.html
 

前言 Abstract

行動電話上面可以發送簡訊，但是在那麼小的手機上利用不方便的輸入法打入中文，是非常的不方便；有些手機商有提供手機的應用程式，有些介面還不錯，操作也 很方便，只可惜部分是要付費的，同時若要應用手機的簡訊做些事情(例如系統通報)，還是希望自己的程式能由電腦直接控制手機傳送簡訊；這篇文章會詳細說明 如何用C# 撰寫一個手機的控制程式，以享同好，由於原始程式寫於二年前，很多東西已經忘記了，如有疏漏也待後面補完。

工作努力 Effect

1. 研讀及了解手機的指令 AT Command 30%
    AT Command 是和手機溝通用的信令，但這部分並沒有標準化，所以各家手機的參數不盡相同。由於我的手機是 Motorola v191 (很陽春的機型)，所以我大致研讀 AT command 的語法及原理外，就仔細的研究 Moto 這一款的 spec。實機測試中發現同學的 Nokia (好像是6系列)也可以使用我的程式，不過 LG 的就不行(型號忘記了)。

2. 研讀及了解 GPRS/GSM 系統 10%
    由於手機的簡訊系統 SMS 是屬於2G的GPRS/GSM 系統，所以有稍微的了解他的原理，也了解系統的限定。

3. 編解碼的操作轉換 40%
    程式最大的困難點在於 SMS 系統的編解碼，困難點在於要將UTF-8文字轉換成UCS-2的編碼，再轉換成SMS的編碼。還有反向的編解碼，這部分費了不少的工夫。

4. 程式介面及撰寫 20%
    當一切原理都了解後，程式本身的問題就算是比較簡單的部分。

原理簡介

1. 簡訊服務 SMS -- Short Message Service

簡訊服務的流程：
(1) (2) 使用者發送簡訊，由 GSM  的基地台BTS 接收 BSC傳送到MSC
    BTS (base transceiver station)--- 基地傳收站，俗稱基地台，具有天線，能傳和收無線電波訊號，並具有解加密功能，能和BSC溝通。
    BSC( base station controller)-- 基地台控制器，下面可能有數十到數百個BTS，如果以網路的觀點來看，他類似於一台交換器。
    MSC (Mobile switching center)-- 行動交換中心，是GSM系統的主要交換結點，如果以網路的觀點來看，他類似於一台路由器。
(3) MSC 傳送到 IWMSC (Inter-wide MSC)
(4) IWMSC 再傳送到簡訊中心 SM-SC( Short Message Service Center)
(5) SM-SC 回傳一個ack 給發送者告知已經收到簡訊。同時再將訊息發送去簡訊的閘道MSC (SMS-Gateway MSC)
(6) 藉由GSM 的漫遊協定，GMSC 找到了接收者的 MSC，並發送出去。
(7) MSC 再廣播給所有的 BSS 最後傳給接收者。
    BSS(Base station subsystem)-- 基地台子系統，主要是由BSC和BTS所組成的子系統。

2. AT COMMAND

我們要對 AT COMMAND 稍微了解才會知道如何和手機溝通。這方面的文章網路上有許多，但是各家業者出的手機不盡相同，沒辦法開發出一套適用所有手機的程式，這也是為什麼市面上沒有這種萬用程式的原理。 這裡有一篇詳細的 ISU AT Command 文件。

大部分的手機基本功能的AT COMMAND中指令是相同的，但是指令中的參數則各有千秋，所以難以處理的就是得針對這些不同的參數撰寫功能。因此，就各家手機商的 AT COMMAND詳細，就請自行去詢找其釋出的技術文件。

值得注意的，本次系統開發是針對我的手機 Motorola v191，所以針對此型能測試成功，但可能在別的型號上，AT COMMAND 就不具作用。MOTO的AT COMMAND 技術文件pdf檔。

以下是一個不完整的指令範例：
AT+CMGS 發送簡訊
AT+CMGL 讀取簡訊
AT+CSCA 設定/查詢簡訊中心

3. 手機簡訊編解碼

簡訊由GSM 網路之SDCCH (Stand-alone Dedicated Control Channel ，為一無線電邏輯頻道) 進行傳輸，而SDCCH 是Control Channel 而不是Traffic Channel ，所以簡訊並不會佔用Traffic Channel 。因此，當使用者利用手機在通話時，亦能接收簡訊。

GSM 網路的簡訊服務提供了低載運量、低時效性之無連接傳輸模式(Connectionless) 的訊息傳送。訊息有兩種格式，純文字TEXT及PDU，其中一般常用的簡訊是採用PDU格式，其由歐洲電信標準組織 ETSI 所定義，可以是140 Octet (8 Bits)，或是160 個GSM 的預設字元(Character 7Bits)。由於中文字在簡訊中採用 USC2 的編碼，每個中文字占用2個 Octets，所以一個簡訊只能有70個中文字或是160個英文和數字。

而使用 7 Bits的編碼方式，則每7個 Octets 會多一個7Bits的空間出來多放一個字，所以140個octets可以放到160 個7bits 字元，他的編碼方式如下圖：

^ 02 更正為01

手機的簡訊若要傳遞文字，則必需將文字內容編成GSM專用的PDU編碼，一個PDU的編碼主要由標頭 HEADER 和訊息本體 MSG 兩個部分所構成。

HEADER -- 一個 HEADER 是由一些簡訊參數、日期、訊息編碼、國碼及訊息長度所構成。一個傳送的簡訊和收到的簡訊，會有不同的 HEADER，同時，在我的 v191 上，預存的草稿簡訊 HEADER 又是另外一個格式。我們來看以下的範例：

[ 一個接收到的簡訊HEADER ]

0791889663000019040C918896631009910008805050815122238C
這個HEADER 我們將其拆開，得到各欄位的值分別為：

07 91 889663000019 04 0C 91 889663100991 00 08 805050 815122 23 8C
07 SMSC(簡訊中心)號碼長度--07 代表是7碼。此例中，SMS 中心號碼含格式為7碼 91.88.96.63.00.00.19
91 SMSC號碼格式--國際格式為91，地區格式為81，詳細編碼可以參考這篇  The Type-of-Address octet。
889663000019 簡訊中心號碼
04 First octet of the SMS-DELIVER PDU -- 可說是傳送簡訊的選項，如果是單一簡訊，此值為04，否則為00。可以參考這篇。
0C 傳送者位址長-- 0C=12，代表傳送者的號碼包含國區碼長度為12，這個是當此值為奇數時，就要在尾端補一個 F
91 傳送者號碼格式
889663100991 傳送者號碼
00 協定--詳細。
08 編碼方式，USC2 為08，GSM 7Bits 方式為0，詳細。
805050 815122 23時間
8C 資料長度

[ 一個傳出的簡訊 ]

AT+CMGF=0 //設定為 PDU mode
AT+CMGS=142  //發送簡訊，長度 142 Octets
>0011000C918896551553190008AD8054C7FF0C7B4952304F6050117562696D89818ACB621154034E0
09813554AFF0C771F662F4E0D597D610F601DFF0C4E0D77E5905367034E0D67037B495F884E45FF1
F54C8FF01672C548C300296445E364E0063D0FF0C8C5065ED662F4E0D932F76844EBA5594FF0C80
03616E4E004E0B5427FF0C4E0D8981592A631198DF3002 +(CTRL-Z)
// 完整簡訊內容，其中訊息本身長度(128 Octets)

受話方號碼：886955513591
程式記錄時間2010/3/8 下午 12:01:47

分解訊息：

00 11 00 0C 91 889655155319 00 08 AD 80 54C7FF0C7B4.....

00 SMSC 長度--設定為0則簡訊中心號碼長度為0，會使用本身話機中儲存的簡訊中心號碼。
11 SMS-SUBMIT PDU，詳細。
00 TP-Message-Reference---設定為0則使用本身的簡訊中心號碼。
0C 傳送者位址長-- 0C=12，代表傳送者的號碼包含國區碼長度為12，這個是當此值為奇數時，就要在尾端補一個 F，例如 F5
91 SMSC號碼格式--國際格式為91
889655155319 傳送者號碼
00 協定--詳細。
08 編碼方式-- USC2 為08、8bits為04、GSM 7Bits 方式為00，詳細。
AD 有效的週期-- 計算方式可參考這篇，這裡的AD=173 ==> 173-166=7天
80 資料長度-- 不包含標頭的資料長度 80=128=64中文字。

此例標頭長度為15，開頭的00不計算，所以標頭計算長度為14，資料長度為128，總長度為14+128=142。所以 AT+CMGS=142。

這裡比較要處理的是下完 AT+CMGS=142 的AT-CMD後，手機會等待訊息，此時程式要將訊息傳送完後，最後再加一個 CTRL-Z 的符號。

此外，不論是發送首的號碼或是 SMSC 的號碼，都是高低位要互換。例如收話號碼是 886-955-513591 ，在系統的編碼會是 88 96 55 15 53 19

而MOTO所預存的草稿訊息又是另一種格式，未來有空再介紹，接下來來討論手機的趨動和連接。

END