基于mms的多媒体短信系统入门.docx
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基于mms的多媒体短信系统入门
基于mms的多媒体短信系统设计
摘要
多媒体短信系统的网络依赖主要分为WAP和HTTP两种编程模式,本论文主要对WAP方式进行了分析。
本文详细阐述了多媒体短信服务系统的体系结构,分别描述了MMS客户端、MMS分发代理和MMS服务器实体的功能,相互之间数据交换的模型,以及与EMAIL、SMS等的互通关系。
重点分析了客户端与分发代理之间的各种传输流的交互流程与格式、各种类型MMSPDU的构成与编解码方法及实现、显示控制语言MMSSMIL的编码方法与解析的实现技术,同时详细地讲解了MMS客户端用户代理的各种功能及实现方法,以及Vcard、Vcalendar、Unicode传输编解码技术等等。
本文的最后对多媒体短信技术的发展方向提出了展望。
关键词:
多媒体短信,MMS,WAP,SMIL,PUSH
Abstract
MMSgenerallydependsonWAPorHTTPprogrammingmodel,ThisdissertationhasbeenanalysedtoWAPwaymainly.
ThisdissertationdetailedlyilluminatesthearchtectureofMMS,functionofentitysincludingMMSclient,MMSproxyrelayandMMSserver,modelofinterconnectionbetweentheseentitiesandcommunicationwithothersystemsuchasemail,smsandsoon.ThedissertationanalyzesformatsofallkindsoftransactionbetweenMMSclientandMMSproxyrelay,encapsulationofallsortsofMMSPDUandencoding/decodingofMMSSMILscript.MMSagentisinterpretedanddesigned.RelatedtechnologyisintroducedsuchasVcard、Vcalendar、Unicodecharsetandsoon.
Afterenoughtestsandapplications,theimplementationhasbeenportedinmanyinformationappliances.DeltaMMSprovidehighdegreeofopenness,modularity,andscalability.Atpresent,ithasbeenappliedsuccessfullyinmanycellphonessuchastcl
Keywords:
MMS,WAP,SMIL,PUSH
目录
1绪论1
1.1多媒体短信的由来1
1.2多媒体短信的现状2
1.3多媒体短信的发展前景3
2多媒体短信的体系结构5
2.1多媒体短信的基本构成5
2.2多媒体短信的互连框架5
2.3MMS客户端与MMS分发代理的接口7
2.4MMS与Email服务器的互操作8
2.4.1发送MM到Email服务器8
2.4.2接收来自Email服务器的消息8
2.4.3主动从Email服务器检索消息8
2.5MMS分发代理之间的互操作9
2.5.1对等MMS分发代理的发现9
2.5.2MMS分发代理之间的消息流9
2.6MMS用户代理组成9
2.7MMS地址格式9
2.8MMS显示10
2.8.1MMS显示模式10
2.8.2显示控制语言10
2.9安全考虑10
2.10内容适应性调整11
3事务交互流程与细节12
3.1事务交互流程12
3.1.1基本传输流12
3.1.2MMBOX支持12
3.2事务交互细节13
4协议封装格式与编解码实现14
4.1MMSPDU模型14
4.2MMSPDU和头域详解15
4.2.1发送请求PDU15
4.2.2发送应答PDU16
4.2.3MM通知PDU17
4.2.4通知应答PDU18
4.2.5MM获取PDU19
4.2.6获取确认PDU20
4.2.7转发请求PDU20
4.2.8转发应答PDU21
4.2.9传达报告PDU22
4.2.10已读报告PDU22
4.2.11存储更新PDU24
4.2.12存储更新应答PDU24
4.2.13浏览下载PDU25
4.2.14浏览下载应答PDU25
4.2.15MMBOX描述PDU26
4.2.16MM上传PDU28
4.2.17上传应答PDU29
4.2.18MM删除PDU30
4.2.19删除应答PDU30
4.3PDU编码实现30
4.3.1发送请求PDU实现30
4.3.2发送应答PDU实现31
4.3.3通知PDU实现32
4.3.4接收PDU实现:
33
4.3.5传达报告PDU实现34
4.3.6通知应答PDU实现35
4.3.7接收确认PDU实现35
5多媒体短信的一致性分析37
5.1结构一致性分析37
5.2显示一致性分析37
5.3MMSSMIL一致性分析38
5.3.1SMIL标签及构成38
5.4内容一致性分析38
5.4.1多媒体短信分类38
5.4.2分类的详细说明38
5.5适应性调整的一致性分析39
5.5.1调整分类39
5.5.2调整策略39
5.5.3静态图片调整方法40
5.5.4位图调整方法40
5.5.5语音调整方法41
5.5.6音乐调整方法41
5.5.7视频调整方法41
5.5.8MMS客户端的支持需求41
5.5.9MMS分发代理的支持需求42
5.6数权一致性分析42
5.6.1数权管理(DRM)简介42
5.6.2数权管理的消息格式43
6.1MM管理与配置44
6.2SMIL编解码实现46
6.2.1SMIL版本46
6.2.2SMIL编码实现46
6.2.3SMIL解码实现48
6.3编辑MM实现49
6.4显示MM实现:
50
6.5Unicode编解码实现51
6.6媒体处理与实现52
6.6.1基于系统调用的处理52
6.6.2WBMP解码实现52
6.7数据融合的接口实现52
7结束语54
致谢55
参考文献56
附录一:
57
附录二:
58
1绪论
1.1多媒体短信的由来
随着计算机技术和无线通讯领域的发展与繁荣,人们之间的联系和沟通更加地紧密,在当今的信息社会里,人们的沟通欲望越来越强,希望能在任何时间、任何地点都能及时地获取信息并相互传递,手机的诞生解决了人们当时的需求,语音通信发展得非常完善和成熟。
为了进一步满足人们的异步沟通方式和对简单媒体的需求,作为信息载体的数据服务-短消息服务(SMS)诞生了,短消息服务的推出受到了社会广泛的认可,并一度再创消费的新高,取得了巨大的成功。
SMS是最早的短消息服务标准,英文全名为ShortMessagingService,它是目前也是迄今为止普及率和使用率最高的一种短消息业务。
SMS的特点是:
短消息的长度被限定在160字节之内(纯文本,包括文字和数字),如果是二元非文本短消息(例如图片和铃声),它的长度则为140字节,,此外手机短信又有着设定保留功能,即使用户关机或不在服务区时,只要一进入网络即可收到。
SMS最初是在80年代提出的,后来因为它的功能使用上简单方便,再加上收费低廉,因此在短短的几年时间里就红遍全球各地,祖国大江南北,据不完全统计,目前全球的文本短消息每月已经达到了300亿条,在去年第一季度,全球范围内的文本短消息总数高达500亿,且这一数字还呈现出不断增长的趋势,去年年底,全球范围内的文本短消息数量每月达到250亿条,在中国SMS短消息服务也呈现了飞速发展的态势,据统计北京地区光春节就发送了约1亿多条短消息,如此庞大的消费市场自然也吸引了众多的商家的目光,国内大的网站几乎无一例外都加入到这个最有前景的电信增值服务中来!
但随着人们对短信内容和表现形式的要求越来越高,对视觉、听觉等多种媒体形式的需求越来越强烈,SMS作为第一代无线数据服务技术已不能满足人们日益增长的应用需求,所以开发更高短信服务标准的呼声也日益膨胀,但由于网络运营商在2.5G和3G网络的建立还需要一段时间,所以在这个背景下EMS的概念就被提了出来。
EMS是英文EnhancedMessageService的缩写,中文意为增强型短消息服务。
它比起SMS来,EMS的优势是除了可以像SMS那样发送文本短消息之外,还可以发送简单的图像、声音和动画等信息。
而它最大的优势是仍然可以运行在原有SMS运行的GSM网络上,并且在发送途径和操作方法上也没有差别。
但作为世界最大的手机制造商诺基亚并不支持EMS,他们认为3G的开通是迟早的事,如果在先阶段再去投入精力物力去支持一个实际意义并不大的过渡性技术,还不如踏踏实实搞好未来更高的短消息标准MMS。
EMS最后也由于得不到诺基亚的支持,所以一直没有很好的推广开来!
在SMS已到黔驴技穷,而EMS则是进退两难的尴尬境地之时,加上移动设备硬件处理能力的增强,彩屏的出现、和弦铃声的应用以及市场的需求的综合推动下,多媒体技术在无线领域中开始了进一步的应用,一种功能更新更强的短信标准-多媒体短信(MMS)便悄然应运而生。
1.2多媒体短信的现状
MMS的工业标准是由WAPForum(WAP论坛)和3GPP(3GPartnershipProject:
3G伙伴计划)这两个组织制订的,当前主要由开放移动联盟(OMA)组织维护与升级。
MMS是在WAP协议的上层运行,因此它对传输格式并没有严格的限制,既支持电路交换数据格式(circuit-switcheddata),也支持通用分组无线服务GPRS格式。
其工作原理为利用高速传输技术EDGE(EnhancedDataratesforGSMErolution是一种提高数据速率的新技术,是GSM向第三代移动通信系统IMT-2000过渡的台阶。
它也被称为“GSM384”,因为这种技术能使数据速率由目前的9.6kbit/s提高到384kbit/s,这种速率可以支持语音、因特网浏览、电子邮件、会议电视等多种高速数据业务)和GPRS的支持下,以WAP(无线应用协议)为载体传送视频、图片、声音和文字。
就目前而言,在3G网络还未正式投入使用以前,MMS仍将沿用WAP-push技术,也就是说在传输方式上还是类似于原来SMS的存储和转发功能,这意味着当手机用户发送一条MMS消息时,这条消息并不是由接受者直接收到,而是由俗称的短消息中心先一步接收到,然后短消息中心再向接收者发送一条接受指令,通知接收者从短消息中心下载消息。
然而相对于基本上以纯文本内容为主的SMS,MMS短消息中心所要处理和传输的数据远远比纯文本格式的SMS短消息要复杂的多,因为除了要处理存储转发大量的数据外,它还要处理诸如接收者处于不同的网络,或者手机屏幕尺寸不同,那么MMS运营商的设备还需要检测这些情况,以便定制相应的消息格式。
MMS是目前短信服务技术标准中最高的一种,它甚至还被吹捧为无线通信技术中最伟大的一项发明。
那它到底比SMS好在哪里呢?
从它的字面意思我们就可以看到它最大的特色就是支持多媒体功能。
多媒体功能除可以传送纯文本消息外,还可以传输包括视频,图片,音乐等在内的各种内容,它的容量可以是30000字节-无限大,而且在编辑素材的获取上,MMS除了可以从手机内部或是互联网上获得外,而且还可以配合手机专用的摄像头从外部获取资源。
MMS形象点儿解释就是比如当你有一张得意的照片或是一段有趣的动画想跟你不在身边的朋友分享时怎么办?
以往你可能通过互联网发送给你的朋友,但如果你手上有一台具有MMS功能的手机,而对方也有这样的一部手机的话,那你不用再这么麻烦了!
你现在就可以直接通过手机将这些内容发给你的朋友们,当然也可发送到他的邮箱里面。
信息产业部今年统计显示,2004年全国手机移动短信业务量达到2177.6亿条,比上年同期增长58.8%。
以每条0.1元计算,这一收入超过217亿元。
信息产业部有关负责人说,我国移动增值新业务、新应用层出不穷。
彩信作为短信的升级,以声像、图文并茂的多媒体形式弥补了短信的单调形式;WAP服务可以使用户随时、随地接入互联网;JAVA应用把第三方应用程序下载到手机上,提供游戏、娱乐、商务和生活等方面的应用。
随着第三代移动通信时期的到来,话音业务之外的移动增值服务会被越来越多的手机用户使用。
1.3多媒体短信的发展前景
从中移动对外公布数据来看,多媒体短信业务前景似乎是一片光明:
推出后的两个月内,全国多媒体短信业务总量达到56万条。
可以说,这一业务的起点是相当高的。
前景是诱人的,但行动是谨慎的。
目前众多内容提供商(SP)们对多媒体短信抱着不温不火的态度。
多媒体短信的发展与下列因素有着紧密的关系:
(1)市场的需求:
随着社会信息化步伐的加快,人们对于多种媒体传达信息的方式和要求越来越高。
(2)技术的发展:
随着2.5G和3G的到来,多媒体数据在无线通信网络中的快速可靠传输成为现实。
(3)终端厂商对多媒体短信前景还是持乐观态度。
(4)价格问题。
(5)内容服务水平:
目前多媒体短信的内容服务提供确实不丰富,中国移动正与10多家内容提供商进行最后的通道测试,不久后,会推出电子相册、多媒体短信游戏等大量服务内容,同时计费问题也将在不久的将来得到很好的解决,为内容服务清除障碍。
(6)从移动通信的发展进程看,MMS有很大的市场空间,有资料显示,在2005年底全球MMS业务量将达到700亿美元,这个市场会给产业链各节点提供广阔的利润空间。
2多媒体短信的体系结构
2.1多媒体短信的基本构成
多媒体短信(MM)在构成形式上类似于POWERPOINT风格,即MM由多个页面(帧)组成,每个页面可以包含图片或动画或视频、声音、文字等元素,在播放时按页面顺序显示。
正如其名字所暗示的一样,多媒体短信服务(MMS)主要是为了实现传递多种媒体内容,通过客户端的支持环境来实现发送和接收上述媒体消息,MM的简单组成例子如图2.1:
图2.1带有多媒体内容短消息的例子
(一个图片+一段文字+一段声音=一个页面,一或多个页面=一个MM)
像当前的许多消息系统一样,比如因特网上传统的电子邮件服务和无线消息系统中的传真和短消息服务系统,多媒体短信服务是一种非实时的消息分发服务系统,能够提供存储转发的功能,并且能和这些系统之间进行互操作性应用。
2.2多媒体短信的互连框架
多媒体短信的一个关键特征就是它能够和其他的消息系统进行互操作,比如和SMS的互连、和EMAIL服务器的互连,甚至包括和其他的如传真、语音邮件等消息系统互通等等。
参考图2.2所示:
图2.2MMSNetworkRepresenttation
多媒体短信客户端:
是用户的终端设备上的一个应用,它和用户进行交换。
多媒体短信分发代理:
MMS客户端就是与其进行通信,同时,它还负责与其他的消息系统进行通信,并且负责访问MMS服务器,有时MMS分发代理与MMS服务器合而为一。
多媒体短信服务器:
提供多媒体短信实体的存储功能。
为了更好地帮助理解这种基于端到端的彩信系统的工作框架,下面的例子更好地阐明了事务的交互过程和每个组件的功能:
(1)用户启动MMS客户端。
(2)用户选择或输入MM接收地址。
(3)用户编辑MM。
(4)用户请求MMS客户端发送MM。
(5)MMS客户端向本地网络内的MMS分发代理提交所完成的MM。
(6)MMS分发代理解析MM接收地址。
(7)MMS分发代理继续转发MM到目标MMS分发代理。
(8)目标MMS分发代理将接收到的MM存入其相关联的MMS服务器。
(9)目标MMS分发代理向目标MMS客户端发送新MM到达通知。
(10)目标MMS客户端从目标MMS服务器获取该MM。
(11)目标MMS客户端向用户发出新MM成功接收提示。
(12)目标用户请求播放MM。
(13)目标MMS客户端在用户终端上播放MM。
2.3MMS客户端与MMS分发代理的接口
在MMS客户端和MMS分发代理的交互中,使用了标准的WAP模型,当然也可以使用HTTP/TCP/IP方式实现。
在WAP模型中,MMS分发代理扮演了原始服务器(PULL操作)和PUSH发起端(PUSH操作)。
下面首先介绍基于WAP方式的模型,如下图2.3:
图2.3从MMS客户端到PR到逻辑结构
在MMS客户端和WAP网关之间使用标准的WAP无线会话协议WSP进行消息传输,在WAP网关和MMS分发代理之间使用基于HTTP协议进行传输。
MMS客户端与WAP网关交互的技术有WSP请求方法、WAPPUSH服务、OTA安全技术、能力协商等;WAP网关通过因特网技术与MMS分发代理交互;MMS分发代理负责发起对MMS客户端的通知,同时对外界进行数据交互,如发送MM到某邮箱或从某邮箱中取得邮件并转换为MM送给MMS客户端。
下面介绍基于HTTP模式的交互模型,如下图2.4:
图2.4使用HTTP协议包实现
MMS客户端与MMS分发代理之间直接通过HTTP/TCP/IP体系进行数据通信,在上图中没有给出WAP网关的实体,但其还是存在的,其功能仅仅是为了PUSH通知给MMS客户端,即仅使用了WAPPUSH服务功能。
对于MMS应用层而言,采用哪种交互模型并无差别。
2.4MMS与Email服务器的互操作
MMS分发代理与电子邮件服务器的交互是双向的。
2.4.1发送MM到Email服务器
MMS分发代理通过SMTP协议向Email服务器提交消息。
MMS分发代理将MM的封装格式拆开,将消息重新封装为电子邮件的格式,即包含多种媒体的MIME格式,将MM中的相应的头域转换为合适的电子邮件中的头域,对于MM中的特殊的头域,则加前缀“X-Mms-”进行标记,这样既保证了邮件系统的正常工作,又保留了原始信息,以便以后可能的再次回转。
2.4.2接收来自Email服务器的消息
MMS分发代理从Email服务器接收消息的转换与上述方法相似,邮件格式信息相应地转换为MM格式信息,“X-Mms-”前缀的头域会被相应地转换回来。
2.4.3主动从Email服务器检索消息
MMS客户端的一个重要的功能是相当于Email客户端,它可以直接主动地获取Email服务器上的指定邮箱中的邮件,MMS分发代理通过标准邮件接收协议POP3或IMAP4从Email服务器接收邮件,并将其转换为合适的MMS格式。
2.5MMS分发代理之间的互操作
MMS系统提供了消息存储转发的服务和能力,主要是通过MMS分发代理的中继能力实现的。
其相互连接可以使用目前存在的各种合适的传输协议,当前普遍采用因特网电子邮件发送协议-SMTP/ESMTP协议。
2.5.1对等MMS分发代理的发现
MMS分发代理在与目标MMS分发代理发起通信以前,它必须清楚地知道对方的一些特定信息,依据不同的协议可采用不同的处理方法。
如果使用SMTP协议时,则可通过ESMTP的能力报告和能力协商机制实现,尽可能地增强效率和扩展通信能力,来为随后的数据通信提供高效的保障。
2.5.2MMS分发代理之间的消息流
源MMS分发代理在发起通信前,需将原MM消息进行格式扩展,被扩展的消息流会基于新的传输协议之上。
对于SMTP协议而言,信息的消息流会基于SMTP协议之上,电子邮件PDU的相关头域会由原MMPDU的相关头域得到,其他特殊的头域则自行生成。
2.6MMS用户代理组成
MMS用户代理负责MM的编辑与显示、发送与接收。
MM显示功能由相应的内容播放模块完成,发送和接收则使用基于合适的网络协议之上的消息传输服务。
WIM:
WAP识别模块。
EFI:
增强功能接口
2.7MMS地址格式
消息系统的一个重要的方面就是定位地址的能力,地址对于系统的运作应该是有效率的,同时对用户来说又应该是有意义的。
(1)因特网地址,如:
user@domain。
(2)无线网络地址,如手机号。
2.8MMS显示
2.8.1MMS显示模式
MMS的显示功能包括页面顺序、页内元素布局、时序处理等,相关设备包括显示设备和声音设备,MM的创建者可以指定MM的上述属性来指示接收方如何显示这一MM。
目前由于终端设备的处理能力各不相同,如小的屏幕和有限的声音设备等,在内容编辑时尽量使其在不同的显示环境中仍有意义,遵循MMS的一致性规则;在将来,终端设备的处理能力和适应性能力增强,应遵循通用媒体的使用和处理,比如广告、宏媒体的应用等等。
MMS显示规则是可选的,鉴于一些终端的处理能力非常有限,它们接收MM后,在显示时可以忽略顺序、布局、时序等属性,而根据自身的特点选择合适的方式来处理和显示MM或其中部分媒体。
2.8.2显示控制语言
显示控制语言可以选择目前各种合适的语言,当前最常用的是无线标识语言WML和同步媒体集成语言SMIL。
(1)WML:
应用类似于浏览器中的应用,能够处理顺序和布局。
(2)SMIL:
它是扩展标识语言XML的简单版本,定义了一系列组块的语法和语义,支持顺序、布局、时序等属性,更适合于MM的显示。
本文中的显示控制语言采用的是MMSSMIL,它是SMIL中的一部分,专用于MM的显示。
显示语言作为MM的一部分随同多媒体对象一同传输,也就是:
MM=显示语言部分+多媒体部分。
在显示语言中直接通过相关标签定位其关联的多媒体对象数据,也可使用URL从远程获取资源数据。
2.9安全考虑
MMS服务作为一个应用层服务,它本身没有提供自己的安全支持,在MMS系统中是否使用安全机制是可选的,但作为其承载的其他下层的安全机制都是可以采用的。
例如,在MMS客户端与WAP网关间使用WTLS、WIM,在WAP网关与MMS分发代理间使用TLS,在MM数据包中采用S/MIME,以及其他的安全机制如PKI等等。
但由于目前在整个交互链中缺乏广泛的安全机制的支持,所以当前没有采用安全机制或部分采用。
2.10内容适应性调整
MMS服务系统的一个重要的功能就是进行内容的适应性调整,在具体的实施中,根据现实情况MMS分发代理可能会将某些媒体数据进行格式转换、属性调整以及删除等操作,比如图片被删掉、尺寸被缩小、颜色被转换等等,调整的主要决定因素有以下几种:
(1)设备能力:
一些终端设备的处理能力可能限制了多媒体元素的处理与播放,比如MM的数据大小、媒体类型、媒体属性等等。
(2)带宽考虑:
某种数据类型对于某种网络承载可能是不合适的,比如基于SMS的流应用是不合适的,这些因素也取决于用户或运营商的相关配置。
(3)漫游考虑:
这会涉及到同一运营商在不同地区的差别,甚至不同运营商之间的更大的不同,涉及到服务标准以及价格的考虑,所以需要进行内容的适应性调整,这些调整操作会在本地系统完成。
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