數字電視增值業務短信系統的設計與實現*

金 純 ，李曉楓 ，張 勇 ，李蕾蕾

（1.重慶郵電大學，重慶 400065；2.重慶有線電視網絡有限公司，重慶 400051；3.重慶金甌科技發展有限責任公司，重慶 400041；4.重慶廣播電視集團（總臺），重慶 400015）

責任編輯:哈宏疆

1 引言

三網融合的發展為廣電在現有網絡架構下提供商用短信業務帶來了挑戰與機遇，但是廣電現有的系統框架還不能有效地開展短信業務，要實現短信業務，就要對現有的設備進行改造，或者添加新型系統。

筆者將介紹一種方案，通過對現有遙控器進行改造，使之能夠成為接收和發送短信的多功能遙控器；同時，筆者將討論短信系統的網絡架構、網絡初始化、鏈路檢測及短信發送流程等，從而提供一個較完整的數字電視增值業務的短信系統。

2 多功能遙控器設計

要實現數字電視增值業務的短信收發，除了需要一套完善的短信系統之外，還需要一款支持該系統的終端設備，這里的終端設備主要有手機和多功能遙控器[1-2]。下面從硬件設計方面簡單介紹一下改造之后的多功能遙控器。

多功能遙控器硬件包括藍牙芯片、顯示屏、微控制器、紅外發射和接收模塊、鍵盤、Flash、RAM、語音模塊和電源，其結構如圖1所示。

圖1 多功能遙控器硬件系統圖

天線通過射頻線與藍牙芯片的射頻接口相連，藍牙芯片通過串口或USB接口與微處理控制器交互業務指令，用于處理各種功能信號；MCU通過其數據總線與顯示屏相連，并通過使能信號對顯示屏進行控制；紅外接收模塊通過異步串行通信接口與MCU相連，實現紅外信號的發送以及學習紅外遙控信號；鍵盤由矩陣鍵盤數據線通過I/O口與MCU相連，用于完成短消息的輸入、電視和機頂盒的遙控等功能；Flash存儲器通過其數據線與MCU相連，用來存儲一些臨時信息。

3 短信系統的網絡架構

在數字電視體系中，短信系統包括:前端服務器（MFS），短信中心（MSC），定位服務器（DLS），數據管理中心（DMC），網關服務器和其他運營商手機短信服務器。其網絡結構如圖2所示。

圖2 短信系統網絡結構圖

前端服務器主要負責接收和發送手機/遙控器的短信信息；短信中心主要負責存取短信信息；定位服務器用于前端服務器在發送短信通知的時候，中轉通知目標前端服務器；數據管理中心實現網絡和管理服務器交互的模塊；網關服務器實現其他運營網絡與遙控器短信運營網絡的互通[3-4]；手機短信服務器實現手機短信的運營管理。

4 短信系統設計

在本設計中，要實現短信的收發需要解決的問題有:網絡初始化、鏈路檢測和短信收發。其中網絡初始化是實現短信收發的前提，鏈路檢測是短信收發的保障。下面從網絡初始化、鏈路檢測以及短信收發流程來討論系統的實現過程[5]。

4.1 網絡初始化

在本短信系統中網絡初始化是實現短信收發的前提，因為在網絡初始化之前所有服務器都是獨立的個體，沒有任何邏輯上的聯系，所以即使所有服務器都已開啟也不能實現短信的收發。

在一個短信系統網絡初始化實例中，主要涉及到數據管理中心、短信服務器1和短信服務器2共3臺服務器。根據數據管理中心得到的服務器信息不同分成兩種不同的情況:

1）數據管理中心服務器啟動后，得到的服務器信息是連接向另一服務器。在這種情況下的網絡初始化的流程為:短信服務器1向數據管理中心注冊→數據管理中心向短信服務器1返回一個注冊成功狀態→短信服務器1向數據管理中心請求當前服務器連接信息→短信服務器1向短信服務器2注冊→短信服務器1向數據管理中心提交連接狀態。其時序關系如圖3所示。

2）數據管理中心服務器啟動后，得到的服務器信息是另一服務器連接過來。在這種情況下的網絡初始化流程為:短信服務器1向數據管理中心注冊→數據管理中心向短信服務器1返回一個注冊成功狀態→短信服務器1向數據管理中心請求當前服務器連接信息→短信服務器1向短信服務器2發出注冊通知→短信服務器1向短信服務器2注冊→短信服務器2向數據管理中心提交連接狀態。其時序關系如圖4所示。

4.2 鏈路檢測

在系統完成網絡初始化之后就需要進行鏈路的檢測，該部分確定各服務器之間的連接是否通暢，確保短信系統的正常運行，鏈路檢測在網絡初始化之后的任何時候都可進行。

鏈路檢測的流程為:數據管理中心發送一個檢測命令給服務器1→服務器1發送一個服務期間檢測命令給服務器2→服務器2在收到服務器1發送過來的檢測信號后給服務器1回復一個檢測結果→服務器1在收到服務器2發送過來的檢測結果后給數據管理中心一個鏈路檢測結果。如果數據管理中心沒有收到服務器1的結果或者延時接收，則說明服務器1與2之間的連接出現故障。其時序關系如圖5所示。

4.3 短信發送流程

在短信收發過程中涉及到的主要設備有:短信收發終端（多功能遙控器、手機），前端服務器，短信中心，定位服務器，網關服務器，手機短信服務器。短信收發時，由于收、發終端的不同，所經歷的服務器與流程也不同。這里分為遙控器與遙控器、遙控器與手機兩種情況:

1）遙控器與遙控器發送流程

遙控器與遙控器短信發送的流程為:短信發送終端將短信發送給前端服務器→前端服務器將短信存儲在短信中心并通知定位服務器→定位服務器在接收通知之后找出接收方的前端服務器并通知接收方的前端服務器前去短信中心收取短信→接收方前端服務器通知短信接收終端 接收終端通知前端服務器取短信→接收方前端服務器向短信中心收取短信→接收方前端服務器將短信返給接收終端→短信接收終端給接收服務器返回信息接收成功報告→接收前端服務器給短信中心發送信息狀態修改命令，并向定位服務器發送接收方消息接收報告→定位服務器給發送方前端服務器發送接收方消息接收報告 發送方前端服務器向發送終端發送接收方消息接收報告。至此一條遙控器與遙控器短信發送成功，其發送時序如圖6所示。

2）遙控器與手機發送流程

為了簡化流程，將短信收、發端的眾多服務器整合在一起統稱為短信接收服務器與短信發送服務器。

短信收發的主要流程為:短信發送終端將短信息發送給短信發送服務器→短信發送服務器將短信息傳遞給網關服務器→網關服務器將短信息發送給短信接收服務器→短信接收終端沖短信接收服務器讀取短信。至此一條手機與遙控器短信發送成功，其發送時序如圖7所示。

5 系統的編程實現

數字電視增值業務短信系統[6]的開發在Windows XP操作系統上進行，以Apache+Tomcat作為Web瀏覽器，使用Eclipse+Dreamweaver作為開發工具，用Powerdesigner 12設計數據庫，所有的業務邏輯封裝在Javabean里。短信系統采用JSP實現，應用struts和spring框架，采用JDBC訪問數據庫。

短信系統的后臺程序用Java編程語言實現，整體架構采用Struts，Spring和JDBC結合。系統分為表示層、業務層和數據庫訪問層。Struts工作于表示層，負責頁面的展示和跳轉；Spring工作于業務層，負責業務的邏輯判斷和事物處理；JDBC工作于數據庫訪問層，負責數據庫的讀寫。

在本系統設計中定義了一個接口ICommand，該接口包括方法operate（包含IoSession和MessageBase類型參數）。并將有相同屬性、方法的的集合封裝為類，每個類都繼承了接口ICommand，并根據自身類的不同功能，采用不同的方式實現方法operate，完成各自不同的功能，以達到不同命令不同處理方式的目的。當使用相應的命令處理類處理了相應的命令后 （即調用相應的命令處理類的operate方法后），對發送方進行信息回復。如:前端服務器中Mfs_MessageGive（消息接收類:實現消息的接收）、Mfs_MessageSend（消息發送類:實現消息的發送），短信中心中的Msc_MessageGive(消息接收類:接收來自前端服務器的消息)、Msc_MessageSend（消息發送類:將消息發送給接收方前端服務器或者網關服務器）、Msc_MessageStorage（消息存儲類:實現短消息的臨時存儲），定位服務器中的Dls_Locate（定位類:實現接收方前端服務器的定位）等等，它們都有方法operate（），但其實現的功能截然不同。

另外，在網關服務器上除了實現上述ICommand接口以外，并實現了兩個線程類 （ReceiveThread和Send OutThread），分別實現把手機短信服務器上發送到遙控器的信息取到短信中心和把短信中心里發送到手機的信息存儲到手機短信服務器，從而實現遙控器和手機相互發送信息的功能。

6 小結

隨著數字化電視的不斷發展，數字電視的增值業務也會逐漸展開，作為未來數字電視增值業務的主營業務之一的短信業務及系統將會得到廣泛應用。該設計的實現打破了傳統的移動設備之間的通信方式，使人們擁有了更多快捷、方便的短信通信方式，為人們的信息化生活提供了通信技術保障。

[1]金純，陳許，萬正兵，等.用于廣電網的多功能遙控器設計[J].電視技術，2008，32（3）:30－31.

[2]金純，萬正兵.基于廣電網的藍牙紅外通訊遙控器設計[J].廣播與電視技術，2007（4）:117－118.

[3]金純，湯芳劍，萬寶紅，等.基于SIP和TVPP協議的短信網關的研究和實現[J].電視技術，2009，33（1）:71－73.

[4]金純，楊帆，盛謙，等.數字電視網絡點對點短消息協議研究[J].電視技術，2009，33（4）:14－15.

[5]金純，陳許，萬正兵.基于單向機頂盒的雙向增值業務實現方案[J].廣播與電視技術，2007（3）:134－136.

[6]金純，齊巖松，蔣小宇，等.數字電視多媒體消息業務系統設計[J].廣播與電視技術，2006（10）:114－119.