,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第二十讲移动数据通信主要应用开发平台,11/15/2024,主要内容,SIM卡应用工具,无线应用协议,2,SAT和WAP两种应用开发平台的主要差异,3,SIM卡应用工具箱(SAT),如前所述,由于无线传输系统更易遭受窃听和盗用等行为的侵犯,因而GSM系统引入了SIM卡技术,通过鉴权、加密和临时移动台识别码等措施来保证系统的安全性和保密性。,以SIM卡为基础,欧洲标准化委员会(ETSI)先是制定了GSM11.11-SIM与ME之间的接口规范,然后又制定了GSM11.14-SIM应用工具箱规范,对于SIM与ME之间接口“主动激活”等命令进行了规定,从而形成了一个完整的增值业务应用开发平台SIM应用工具箱(SAT,SIM Application Toolbox)。,4,.SAT基本概念,SAT以SIM卡为主体,与移动设备(ME)一起构成了用户的移动终端(移动台)。SAT通过移动设备可以与网络中的某些服务器相互联系,从而实现对用户的一些个性化服务,包括呼叫控制,用户信息的下载等功能。,为了引入SAT业务,需要在SIM卡和移动设备上增加相应的功能,这就意味着需要新型的手机和高版本的SIM卡。而为了使SAT与移动设备之间能够互通信息,还要特别地定义SIM卡与ME之间的接口协议。该协议应支持“主动激活(Proactive)”功能和传输功能。所谓“主动激活”功能是指SIM卡通过向移动设备发送“主动激活”指令,要求移动设备进行特定的动作,以便与用户建立和保持交互的对话,或与网络进行通信。移动设备还应通知SIM卡是否成功地执行了接收的指令。,5,SAT向移动设备发送的“主动激活”命令主要包括:在移动设备上显示SIM卡提供的文本信息;根据SIM卡指示的优先级建立话音呼叫;根据SIM的指示建立与特定号码之间的数据呼叫,采用特定的承载能力和优先级;依据SIM的地址建立GPRS上下文;向网络发送短信息,短信息的文本是由SIM卡向移动设备发送的;采用合适的音频设施播送信号音;刷新移动设备内存中的数据,移动设备完全初始化;在ME中建立一个事件序列,以便当事件发生时SIM向移动设备给出指示;在移动设备中建立附加的菜单内容;向移动设备请求一些信息,如位置信息(移动国家码、移动网络码等);建立、刷新和询问一些移动设备中的定时器;显示附加的人机接口信息,例如显示信息或信号音等。,6,由上可见,“主动激活”功能是为了实现SAT而特别定义的,而该接口的标准化保证了不同厂家SIM卡与移动设备之间的兼容。,SAT通过与移动设备的互相配合,可以提供对于通信的控制能力。这主要是指在用户发出呼叫之后,SAT应用可重新建立通信资源或修改通信资源。SIM卡可进行以下动作:SIM发起和终止用户发起的通信请求;SIM卡允许、闭锁或修改用户发起的通信请求;SIM采用另一个通信请求来替代用户发起的业务请求(如采用补充业务替代呼叫请求等)。SAT业务环境可以控制通信控制能力的启动与否。,7,为了使SAT通过移动设备能与网络相连,实现网络与SAT间数据透明地双向交换,在网络侧还需要有一个提供业务应用信息的服务器。当然,该服务器并不一定非要是一个独立的物理实体。一般来讲,都是利用网络原有的短信息业务中心中的服务器。这样,网络运营商或业务提供商可以随时在SAT服务器中发送内嵌于短信息中的程序,以改变移动终端中的SIM信息,并且终端也可以通过无线方式下载新的服务,非常地方便和灵活。,8,正是由于SAT与网络服务器的连接,从而在很大程度上增强了业务的拓展能力。系统可以通过SAT承载多种业务形式,包括短信息业务、非结构化补充数据(USSD)业务、电路型数据业务、GPRS业务，甚至是第三代移动通信提供的业务。,9,.SIM卡的定义,SIM(Subscriber Identity Module)意为用户身份识别模块,即它是一种用户合法身份的证明。由于SIM卡中有一个永久性的存储器,既有存储功能,又有进行计算的功能,因而也称智能卡。又由于SIM卡中存储着与用户通信费用相关的信息,因而又称为储值卡。,与这三种名称相对应,SIM卡中存储着认证用户身份所需的所有信息,并能执行一些与安全保密有关的重要操作,是用户进网登记的凭证。SIM卡中还存储着与网络和用户有关的管理数据(包括通信费用),网络正是根据这些数据来提供个性化的服务和通信管理的。,10,.硬件结构和分类,SIM卡是带有微处理器的智能芯片卡,它主要由以下五个模块构成:中央处理器(CPU)、程序存储器(ROM)、工作存储器(RAM)、数据存储器(EPROM或E,2,PROM)和串行通信单元。例如Motorola公司生产的SC21 SIM卡,其中CPU为68H05,ROM为6144 bit,RAM为128 bit,E,2,PROM为2902 bit可擦除,16 bit不可擦除。,SIM卡的五个组成模块都集成在一块集成芯片中,该芯片有八个触点,与移动设备相互接通是在SIM卡插入设备中,接通电源后完成的。此时,操作系统和指令设置才开始为SIM提供智能特性。,11,按照与移动设备的结合方式不同,SIM卡可以分为两类:,(1)卡片式SIM卡(俗称大卡)。这种形式的SIM卡符合有关IC卡的ISO 7816标准,因此与IC卡很相似。用户只要将这种卡插入GSM终端,即可接入GSM网络。,(2)嵌入式SIM卡(俗称小卡)。这种形式的SIM卡大小只有25 mm15 mm,触点尺寸与卡片式SIM卡相同,是半永久性地装入到移动设备中的卡,主要用于手持机中。,12,按照付费方式不同,SIM卡又分为两类:,(1)一次性预付费卡。该卡在制作过程中,预先被写入一定数量的话费单元,当话费单元扣减至零或超出有效期时,此卡不可再使用。,(2)可增值预付费卡。这种卡在其中的话费单元扣减至零时,用户可通过指定服务点或电话转账等方式,向预付费卡中增加话费,之后此卡可继续使用。在有效期内,可多次向预付费卡中加值。,各种SIM卡的外包装都有防水、耐磨、抗静电、接触可靠和精度高等特点。,13,3.SIM卡的功能,1)用户相关数据和参数的存储功能,SIM卡中存有数据:ISDN、Ki、PIN、PUK(个人身份解钥码)、TMSI、LAI、ICCID以及用户短信息等。其中ISDN、Ki、PIN、PUK是相对固定的;TMSI和LAI是随着用户移动,网络随时写入的;ICCID号码是SIM卡号,它的数据格式定义如下:,14,其中,898600固定不变;9代表移动业务接入号的末位;F代表功能位,暂定为0;SS代表各省编号;YY代表编制ICCID时的年号(取后两位);G代表SIM卡供应商编号;由各局自行定义;Chk是校验位。所以,ICCID号码一共有20位。每个SIM卡的反面,即不带芯片的那一面上都印有ICCID号码。其印制方式有两种:条形码和数字号码,颜色为黑色。大卡SIM卡将条形码、数字号码印在左上方,条形码在上,数字号码在下;小卡SIM卡只印制数字号码,号码分四行,每行五位。,15,2)PIN的操作和管理功能,SIM卡本身是通过PIN码来保护的,因而SIM卡具有PIN码的操作与管理功能。关于PIN码的构成及其保护功能,在第2章GSM的安全管理一节中已有详细介绍,此处不再赘述。,3)存储保密算法和密钥进行用户身份鉴权及数据加密的功能,用户的SIM卡中存储着有关鉴权和加密的各种算法及密钥,能够协助网络在必要的时候进行用户身份的识别，功能请求的鉴权以及数据的加密等，这在本书第2章也已介绍过了。,16,4.SIM卡的处理流程,SIM卡的处理大致要经过以下几个步骤:,购卡SIM卡处理(写卡)数据传送发卡。,在卡的制造过程中,操作系统已装入芯片的ROM之中。用户购卡后,在投入正常使用之前,必须对卡执行个人化程序处理,它包括如下几个步骤:,初始化。,(2),预个人化。,(3),个人化。,17,无线应用协议(WAP),1.背景,Internet和移动通信是近年来发展最快的两种技术。它们的出现,极大地影响和改变了人们的生活和工作方式。但一直以来,通过移动通信设备接入Internet还只是人们的一个梦想。这是因为,Internet领域中使用的TCP/IP协议是针对有线网引入的,而在有线网中不用过多考虑带宽问题和时延问题,计算机也有强大的处理能力和内存。但在移动通信中,由于频谱资源的有限性及移动通信制式、终端数据格式、显示模式的多样性,特别是信道速率的制约性,使得在移动Internet应用中,不能再沿用固定Internet网中的一些标准,而必须研究出新的技术,WAP就是在这样一种背景下产生并发展起来的。WAP的出现,将大大加快移动通信与Internet结合的步伐。,18,2.定义,WAP(Wireless Application Protocol)中文译为无线应用协议,它包含了一套无线网际网络通信的标准协议集,定义了一整套软硬件的接口,从而实现了一种移动通信终端连接Internet的标准方式,提供了一种统一、开放的技术平台和应用环境。,WAP是一种端到端的通信协议,主要用来规范无线通信终端设备,它只要求网络对智能移动终端和WAP代理服务器的支持,而不需要对现有移动通信网络中的协议做任何的改动。即WAP对现有网络是透明的,相关的WAP协议消息将会透明地通过蜂窝通信网络,而并不要求蜂窝通信网络支持WAP协议。因此,WAP协议具有很强的移植性和适应性,可在GSM、CDMA、D-AMPS、PDC(个人数字蜂窝)和CDPD等系统上实现。,19,WAP的简单协议模型,20,3.通信模型,传统的WWW通信模型采用客户机/服务器(C/S)结构。客户端的Web浏览器向网络服务器发出服务请求,服务器用标准的数据模式进行响应。与传统的WWW通信相类似,WAP也采用客户机/服务器模式。WAP内容和应用采用与WWW类似的模式定义,内容的传输也采用一套与WWW通信协议类似的标准通信协议。移动终端的微型浏览器与标准的Web浏览器类似,负责协调与用户的接口。但二者之间存在着一个很大的差别:WAP模型的客户机与服务器之间多了一个WAP网关,即标准的WAP通信模型包括WAP客户机、WAP网关(WAP代理)和WAP服务器三大组成部分。WAP标准的通信模型如图所示。,21,WAP通信模型,22,4.网络结构,图给出了在GSM网络中实现WAP应用的网络结构。智能移动电话和WAP代理服务器共同支持无线应用协议(WAP)。目前在网络中运行的网关服务器有UP的HDTP网关服务器和Sendit的ISCA服务器等。智能移动电话使用无线标识语言WML,通过公用移动网络和WAP代理服务器进行通信。WAP代理服务器不仅支持WML语言,还能支持HTML语言。因而它可以和远端的Web服务器进行通信。智能移动电话还能直接与支持WML语言的网络增值服务器进行通信。网络增值服务器是指那些能够提供网络增值业务的服务器,如话音信箱服务器和短信服务器等。在所示的网络结构中,网络可以给智能移动电话用户提供Internet浏览和E-mail等功能。,23,基于GSM的WAP网络结构,24,5.特点及缺陷,WAP有两个主要特点:其一是开放性,它是一个全球性的规范,因此WAP比以前多种缺乏开放性和标准化的无线互联网技术更有生命力;其二是无线性,可以使无线终端访问Internet。,人们之所以采用WAP技术有以下几方面原因，首先,由于目前无线网络自身的许多限制,因而无法直接使用固定的Internet技术;其次,WAP最大限度地利用了成熟的固定Internet技术;再次，它可以对多种的Internet业务提供支持;此外,它是一种使带宽资源得到更高利用的协议。,WAP也有其局限性,诸如终端耗电量大、终端显示屏较小、终端输入不便等缺点。,25,