Android短信编解码方式

Android短信编码在Framework层实现。

对于普通短信，其SmsHeader部分为空。

Gsm：

Gsm中，对于长短信，使用了SmsHeader类进行描述。SmsHeader.ConcatRef描述了长短信的refNumber（对于同一个短信，相同，使用SmsDispatcher.getNextConcatenatedRef方法获取一个索引值，将其或上0x00FF），seqNumber（分段序列号，从1开始），msgCount（分段数量）。然后设置isEightBits为假（为了支持不同长度REFERENCE的短信，8位则REFERENCE为8位，否则为16位）。

短信头的编码位于SmsHeader.toByteArray中。

1           写入concatRef

1.1          若为8位REFERENCE，写入ELT_ID_CONCATENATED_8_BIT_REFERENCE（00000000），写入剩下concatRef的字节数（此处设为00000011，表示3个字节），写入refNumber（低8位）

1.2          若为16位，写入ELT_ID_CONCATENATED_16_BIT_REFERENCE（00001000），写入剩下concatRef的字节数（此处设为00000100，表示4个字节），写入refNumber（先写入高8位，再写入低8位）

1.3          写入msgCount（低8位）与seqNumber（低8位）

2           写入PortAddrs

3           写入specialSmsMsgList

4           写入miscEltList

短信内容编码从Gsm的SmsMessage.getSubmitPdu方法开始（com.android.internal.telephony.gsm.SmsMessage）

1           设置MTIBYTE（TP-Message-Type-Indicator，初始为00000001）与UDHI。若SmsHeader不为空，MTIBYTE为01000001，否则为00000001

2           调用Gsm的SmsMessage.getSubmitPduHeader写入基本信息，返回一个ByteArrayOutputStream

1         

2         

2.1          设置SubmitPdu的服务中心地址

2.2          若需要接收报告，MTIBYTE|=00100000。（TP-Status-Report-Request）

2.3          将MTIBYTE写入输出流（低8位）

2.4          写入一个字节00000000（TP-Message-Reference）

2.5          写入目标号码长度（有效数字个数，如号码12345为5）（低8位）

2.6          写入目标号码（第一个字节为TOA，号码中有加号则为10010001，表示国际号码，否则为10000001未知，TS 24.008 10.5.4.7。后面为BCD码字节数组，每个字节存两个数，不存加号，顺序是反的。如13 24 58表示号码31 42 85。如果号码长度是奇数，最后一个字节的高4位为1111，如13 22 F5表示号码31 22 5）

2.7          写入一个字节00000000（TP-Protocol-Identifier）

3           若编码方式未指定，默认使用7BIT

4           如果使用7BIT编码，调用GsmAlphabet.stringToGsm7BitPacketedWithHeader进行编码，获取编码后的字节数组

4.1          如果没有Header，直接调用GsmAlphabet.stringToGsm7BitPacket获取编码后的数据字节数组（startingSeptetOffset=0）

4.1.1     调用GsmAlphabet.countGsmSeptets计算7BIT编码所需的字节数（计算结果要加上头部的7BIT编码所需的字节数）

4.1.2     若超过255个字节，抛出异常

4.1.3     计算使用字节数组保存编码后的7BIT数据所需的字节数（包括Header）

4.1.4     将数据以7BIT编码的方式写入字节数组

4.1.5     在数组的0号位写入7BIT编码所需的字节数（包括Header），返回

4.2          否则，先计算Header的7BIT编码后的长度（包括表示头长度的字节），调用GsmAlphabet.stringToGsm7BitPacket获取编码后的数据字节数组（startingSeptetOffset=Header的长度），在编码后的数据字节数组前面预留出该长度的部分（同4.1.1-4.1.5）。在1号位写入头的长度，其后为Header的内容（Header未进行7BIT编码，但为什么后面的空间是按7BIT空出来？）

4.3          若所需字节数未超过MAX_USER_DATA_SEPTETS，往输出流中写入一个字节00000000（TP-Data-Coding-Scheme，默认编码，未压缩）

5           否则使用UCS-2方式，调用Gsm的SmsMessage.encodeUCS2进行编码，获取编码后的字节数组

5.1          将消息正文转成utf-16be格式

5.2          若包含Header，则创建一个新字节数组用于存放待输出数据，0号位存放Header长度，后面接着Header和转换后的正文。否则，仅输出转换后的消息正文

5.3          创建一个新的字节数组，长度比待输出数据多一。0号位存放待输出数据长度，后面跟着待输出数据

5.4          若所需字节数未超过MAX_USER_DATA_BYTES，往输出流中写入一个字节00001011（TP-Data-Coding-Scheme，Class 3，UCS-2，未压缩）

6           往输出流中写入编码后的字节数组

Gsm短信发送（SMS-SUBMIT）编码格式（不全，具体参见GSM短信标准中9.2.2.2 SMS SUBMIT type）如下图所示：





用户数据区域如下图所示，UDL-用户数据长度，UDHL-用户数据头长度，UDH-用户数据头。若没有Header，则只包括TP-UDL和编码后的短信内容（由TP-UDHI标识）。




对于Gsm，还要在RIL中，将smscPdu与内容pdu进行整合。smscPdu的格式与内容pdu类似，先是一个长度字节（后面号码内容的长度），后面是号码的BCD编码（格式与目标号码相同，也包括TOA）。

Gsm其它类型的PDU可参考标准中的说明，大致结构都差不多。总共包括以下六种。其中，SMS-DELIVER的解码在RIL的processUnsolicited的RIL_UNSOL_RESPONSE_NEW_SMS中调用。

1.         SMS-DELIVER，包含从SC到MS的消息（手机收到的短信）。

2.         SMS-DELIVER-REPORT，包含

a)       失败原因（如果需要的话）

b)      对于SMS-DELIVER或SMS-STATUSREPORT的确认

3.         SMS-SUBMIT，包含从MS到SC的消息（从手机发出的短信）。

4.         SMS-SUBMIT-REPORT，包含

a)       失败原因（如果需要的话）

b)      对于SMS-SUBMIT或SMS-COMMAND的确认

5.         SMS-STATUS-REPORT，包含从SC到MS的状态报告。

6.         SMS-COMMAND，包含从MS到SC的命令。



Cdma：

Cdma的SmsHeader的内容与Gsm几乎没有区别，只是isEightBits为真。

Cdma使用了UserData来辅助构造SubmitPdu，其中的payloadStr存储了不同分段的短信字符串，userDataHeader存储了SmsHeader，msgEncoding存储了编码类型，msgEncodingSet用于指明是否指明编码类型（此处设为真）。

对于普通短信，其userDataHeader为空，msgEncoding与msgEncodingSet均未设置。剩下的编码过程与长短信相同。

Cdma的长短信内容编码也是从Cdma的SmsMessage.getSubmitPdu方法开始，最后转到Cdma的SmsMessage.privateGetSubmitPdu方法进行编码。（com.android.internal.telephony.cdma.SmsMessage）

1           利用目标地址构造一个CdmaSmsAddress

2           构造BearerData对象用于辅助编码，其中消息类型messageType设为BearerData.MESSAGE_TYPE_SUBMIT（0x02），获取了一个MessageId（自增，C.S0015-B，v2.0，4.3.1.5），deliveryAckReq为是否需要接收报告，userAckReq、readAckReq、reportReq均为假，userData为UserData对象。

3           使用BearerData.encode方法对BearerData对象进行编码，获得一个字节数组（3GPP2，C.R1001-F，v1.0，4.5）。其格式为SUBPARAMETER_ID后面带上相应的数据。

3.1          构造一个BitwiseOutputStream进行数据的编码，该输出流能够往其中写入任意位数的数据，而不限于字节的边界

3.2          往输出流中写入SUBPARAM_MESSAGE_IDENTIFIER（0x00）（3GPP2 C.S0015-B，v2.0表4.5-1），8位

3.3          往输出流中写入MessageId（3GPP2 C.S0015-B，4.5.1 Message Identifier）

3.3.1     写入00000011，8位

3.3.2     写入消息类型，4位

3.3.3     写入MessageId的高8位

3.3.4     写入MessageId的低8位

3.3.5     写入是否有用户数据头，1有，0无，1位

3.3.6     跳过3位（留作备用）

3.4          若userData不空，输出（3GPP2 C.S0015-B，4.5.2 User Data）

3.4.1     写入SUBPARAM_USER_DATA（0x01），8位

3.4.2     对UserData的payload使用Bearer.encodeUserDataPayload进行编码

3.4.2.1    若payloadStr为空且msgEncoding不是ENCODING_OCTET（3GPP2 C.R1001-F，v1.0，表9.1-1），设payloadStr为空串

3.4.2.2    若userDataHeader不空，编码并返回

3.4.2.2.1   使用SmsHeader的toByteArray方法将SmsHeader编码为字节数组（具体过程前面介绍了）

3.4.2.2.2   根据编码类型msgEncoding的不同，分别调用不同方法，将SmsHeader数组编码成不同的字节数组。若没指定字符集，默认使用7BIT_ALPHABET。若出现异常，再使用UNICODE16。

3.4.2.2.2.1       如果是ENCODING_GSM_7BIT_ALPHABET，调用BearerData.encode7bitEms，同Gsm的4.2，将编码后的字节数组存入UserData的payload，格式同Gsm的用户数据区域（去掉了第一个字节，即UDL）。将整个用户数据区域的长度存入UserData的numFields。

3.4.2.2.2.2       如果是ENCODING_UNICODE_16，调用BearerData.encode16bitEms，将payloadStr编码为Utf-16be字节数组。将头的长度存入payload的0号字节，后面加上头的字节数组。如果前面的字节数为奇数，还要补上一个字节作为udhPadding以保证字节边界对齐。然后接上编码后的payloadStr。此处的numFields存的是16位单元的长度，即payload字节数除2。

3.4.2.2.2.3       如果是ENCODING_7BIT_ASCII，调用BearerData.encode7bitEmsAscii，过程与ENCODING_GSM_7BIT_ALPHABET相同，只是字符集不同。

3.4.2.3    否则，说明为普通短信，没有Header。

3.4.2.3.1   如果设置了编码字符集，根据编码类型msgEncoding的不同设置相应的payload值。

3.4.2.3.1.1       如果是ENCODING_OCTET。若 UserData.payload为空，payload设为一个空字节（00000000），numFields为0。若UserData.payload不空，numFields为payload的字节数。

3.4.2.3.1.2       如果不是ENCODING_OCTET。若payloadStr为空，设其为空串。否则，根据编码字符集的不同，调用相应方法将payloadStr编码，具体方法同3.4.2.2.2，只是没有UDHL和UDH部分，只含编码后的短信内容。

3.4.2.3.2   若没有设置编码字符集，尝试使用7BIT_ASCII进行编码，若出现异常，再采用UNICODE_16。然后，将numFields设为payloadStr的长度（即字符个数）。

3.4.3     计算后面数据与参数的总字节数paramBytes（如果编码方式为ENCODING_IS91_EXTENDED_PROTOCOL或ENCODING_GSM_DCS，多加1字节），以及为了保证数据对齐所需的位数paddingBits

3.4.4     写入paramBytes，8位（SUBPARAM_LEN）

3.4.5     写入UserData的编码方式msgEncoding，5位

3.4.6     如果编码方式为ENCODING_IS91_EXTENDED_PROTOCOL或ENCODING_GSM_DCS，输出UserData的消息类型msgType，8位

3.4.7     写入UserData的numFields，8位

3.4.8     写入UserData的payload

3.4.9     如果需要补全，写入所需的空位paddingBits

3.5          若callbackNumber不空，输出（目前未设置，3GPP2 C.S0015-B，v2，4.5.15）

3.6          若userAckReq，deliveryAckReq，readAckReq，reportReq有一个为真，写入SUBPARAM_REPLY_OPTION（00001010），8位

3.6.1     写入00000001，8位

3.6.2     写入userAckReq，1位

3.6.3     写入deliveryAckReq，1位

3.6.4     写入readAckReq，1位

3.6.5     写入reportReq，1位

3.6.6     写入0000，4位

3.7          若numberOfMessage不为0，输出（Voice Mail中的）

3.7.1     写入SUBPARAM_NUMBER_OF_MESSAGE（3GPP2 C.S0015-B，v2.0，4.5.12），8位

3.7.2     写入00000001，8位

3.7.3     写入BearerData的numberOfMessage，8位

3.8          若validityPeriodRelativeSet为真，输出（目前未设置）——SUBPARAM_VALIDITY_PERIOD_RELATIVE

3.9          若privacyIndicatorSet为真，输出（目前未设置）——SUBPARAM_PRIVACY_INDICATOR

3.10       若languageIndicatorSet为真，输出（目前未设置）——SUBPARAM_LANGUAGE_INDICATOR

3.11       若displayModeSet为真，输出（目前未设置）——SUBPARAM_MESSAGE_DISPLAY_MODE

3.12       若priorityIndicatorSet为真，输出（目前未设置）——SUBPARAM_PRIORITY_INDICATOR

3.13       若alertIndicator为真，输出（目前未设置）——SUBPARAM_ALERT_ON_MESSAGE_DELIVERY

3.14       若messageStatusSet为真，输出（目前未设置）——SUBPARAM_MESSAGE_STATUS

4           若有SmsHeader，teleservice为SmsEnvelope.TELESERVICE_WEMT，否则为SmsEnvelope.TELESERVICE_WMT

5           构造一个ByteArrayOutputStream，使用DataOutputStream进行封装

6           往输出流中写入teleservice，Int

7           往输出流中写入0（Service Present），Int

8           往输出流中写入0（Service Category），Int

9           往输出流中写入digitMode（3GPP2，C.S0015-B，v2.0，3.4.3.3），byte

10        往输出流中写入numberMode（3GPP2，C.S0015-B，v2.0，3.4.3.3），byte

11        往输出流中写入ton，即numberType（TS 23.040 9.1.2.5，TS 24.008表10.5.118，C.S0005-D表2.7.1.3.2.4-2），byte

12        往输出流中写入numberPlan（3GPP2，C.S0015-B，v2.0，3.4.3.3，C.S005-D表2.7.1.3.2.4-3），byte

13        往输出流中写入地址长度numberOfDigits（3GPP2，C.S0015-B，v2.0，3.4.3.3），byte

14        往输出流中写入CdmaSmsAddress中编码后的目标地址，byte[]

15        SubAddress不支持，故输出三个字节00000000

15.1       往输出流中写入0（subaddressType），byte

15.2       往输出流中写入0（subaddress_odd），byte

15.3       往输出流中写入0（subaddress_nbr_of_digits），byte

16        往输出流中写入编码后的BearerData字节数组的长度，byte

17        往输出流中写入编码后的BearerData字节数组，byte[]

对于CDMA短信的解码，在RIL的processUnsolicited的RIL_UNSOL_RESPONSE_CDMA_NEW_SMS中调用，实际代码在com.android.internal.telephony.cdma.SmsMessage.newFromParcel中，解码格式与编码格式相同，只是存的地址变成了发出消息的手机的地址。