使用C语言将ASCII明文编码为GSM短信体格式

2023-12-22 11:19:25

一、背景介绍

GSM(Global System for Mobile Communications)是全球移动通信系统的简称,而GSM 03.38是GSM系统中用于短信编码的标准。GSM 03.38字符集采用7-bit编码,与ASCII的8-bit编码有所不同。为了将ASCII编码的文本转换为GSM短信格式,我们需要进行一系列的转换操作。
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** 二、GSM短信内容格式解析 **

短信内容的基本构成

GSM短信的内容主要包括以下几个部分:

  1. 消息头(Header):包含短信的发送方和接收方的信息,如电话号码、短信中心等。这部分信息通常由移动网络运营商自动处理,用户无需关心。

  2. 消息体(Body):即短信的实际内容,可以是文本、数字、符号等。GSM短信的标准长度是160个字符(7-bit编码),但也可以支持更长的消息,通过连接多条短信实现。

  3. 时间戳(Timestamp):记录短信的发送或接收时间。这个时间戳对于用户了解短信的时效性非常重要。

  4. 编码与字符集

GSM短信的字符集和编码方式对其内容格式有重要影响。以下是一些关键概念:

  1. GSM 03.38字符集:这是一种专为GSM短信设计的字符集,包含了大多数拉丁字母、数字、标点符号和一些特殊字符。这个字符集是7-bit编码的,因此每条短信最多可以包含160个字符。
  2. Unicode编码:为了支持更多语言和字符,GSM短信也可以采用Unicode编码(如UTF-8或UTF-16)。但是,Unicode编码会导致每条短信的字符数减少,因为每个字符需要更多的字节来表示。

3、长短信与连接短信

当一条短信的内容超过160个字符时,它可以被拆分成多条短信进行发送。这种拆分和重新组装的过程对于用户来说是透明的,他们只会看到一条连续的、完整的消息。这种超过160个字符的短信通常被称为“长短信”或“连接短信”。

4、特殊格式与功能

除了基本的文本消息外,GSM短信还支持一些特殊格式和功能,如:

  1. 闪烁文本:通过特定的编码方式,可以使短信中的某些文本在接收方的手机上闪烁显示。
  2. 铃声提示:发送方可以选择特定的铃声作为接收方收到短信时的提示音。
  3. 图形和图片:虽然传统的GSM短信主要支持文本内容,但随着技术的发展,现在也可以发送包含图形和图片的彩信(MMS)。
  4. 链接和嵌入数据:一些高级的短信服务还支持在短信中嵌入链接或其他数据,如位置信息、联系人卡片等。

三、转换步骤

  1. 字符映射:由于ASCII和GSM 03.38字符集并不完全一致,首先需要建立一个ASCII到GSM 03.38的映射表。这个映射表将ASCII字符映射到对应的GSM 03.38字符上。
  2. 7-bit编码:将每个GSM 03.38字符转换为7-bit格式。这意味着每8个字符可以压缩为7个字节。
  3. 处理非GSM字符:对于不在GSM 03.38字符集中的ASCII字符,需要进行特殊处理,如替换或转义。

四、C语言实现

下面是一个使用C语言实现ASCII到GSM 03.38编码的示例代码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

// ASCII到GSM 03.38的映射表(仅示例,不完整)
unsigned char asciiToGsm[128] = {
    // ... 其他字符映射
    'A', 'B', 'C', // ASCII大写字母映射到GSM大写字母
    // ... 其他字符映射
    'a', 'b', 'c', // ASCII小写字母映射到GSM小写字母
    // ... 其他特殊字符和扩展字符映射
};

// 将ASCII字符转换为GSM 03.38字符
unsigned char convertAsciiToGsm(unsigned char c) {
    if (c < 128 && asciiToGsm[c] != 0) {
        return asciiToGsm[c]; // 如果在映射表中,返回对应的GSM字符
    } else {
        return '?'; // 对于不在映射表中的字符,返回'?'作为替换字符
    }
}

// 将ASCII字符串转换为GSM格式并输出
void encodeAsciiToGsm(const char* asciiStr) {
    unsigned char* gsmStr = (unsigned char*)malloc(strlen(asciiStr) + 1); // 为GSM字符串分配内存
    for (int i = 0; asciiStr[i] != '\0'; i++) {
        gsmStr[i] = convertAsciiToGsm((unsigned char)asciiStr[i]); // 转换每个字符
    }
    gsmStr[strlen(asciiStr)] = '\0'; // 添加字符串结束符
    printf("GSM编码: %s\n", gsmStr); // 输出GSM编码的字符串
    free(gsmStr); // 释放内存
}

int main() {
    const char* asciiMessage = "Hello, World!"; // ASCII明文消息
    encodeAsciiToGsm(asciiMessage); // 将ASCII消息编码为GSM格式并输出
    return 0;
}

这段代码定义了一个convertAsciiToGsm函数,用于将单个ASCII字符转换为对应的GSM 03.38字符。encodeAsciiToGsm函数则用于处理整个字符串,并将结果输出。在main函数中,我们提供了一个示例ASCII消息,并调用encodeAsciiToGsm函数进行转换和输出。

为了将每个GSM 03.38字符转换为7-bit格式,并每8个字符压缩为7个字节,我们可以使用位操作来实现。下面是一个示例代码,展示了如何进行这种转换:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

// ASCII到GSM 03.38的映射表(仅示例,不完整)
unsigned char asciiToGsm[128] = {
    // ... 其他字符映射
    'A', 'B', 'C', // ASCII大写字母映射到GSM大写字母
    // ... 其他字符映射
    'a', 'b', 'c', // ASCII小写字母映射到GSM小写字母
    // ... 其他特殊字符和扩展字符映射
};

// 将ASCII字符转换为GSM 03.38字符
unsigned char convertAsciiToGsm(unsigned char c) {
    if (c < 128 && asciiToGsm[c] != 0) {
        return asciiToGsm[c]; // 如果在映射表中,返回对应的GSM字符
    } else {
        return '?'; // 对于不在映射表中的字符,返回'?'作为替换字符
    }
}

// 将GSM 03.38字符串转换为7-bit编码格式
void encodeGsm7Bit(const unsigned char* gsmStr, unsigned char* encodedData) {
    int length = strlen((const char*)gsmStr); // 获取字符串长度
    int septetsCount = (length * 7 + 7) / 8; // 计算需要的7-bit单元数量
    int byteIndex = 0; // 当前字节的索引
    unsigned char currentByte = 0; // 当前正在构建的字节
    int bitIndex = 0; // 当前字节中的位索引

    for (int i = 0; i < length; i++) {
        unsigned char gsmChar = gsmStr[i]; // 获取当前GSM字符
        for (int j = 0; j < 7; j++) {
            unsigned char bit = (gsmChar >> (6 - j)) & 0x01; // 获取当前字符的第j位
            currentByte |= bit << bitIndex; // 将位添加到当前字节中
            bitIndex++; // 增加位索引
            if (bitIndex == 7) { // 如果当前字节已满
                encodedData[byteIndex++] = currentByte; // 存储当前字节到编码数据中
                currentByte = 0; // 重置当前字节
                bitIndex = 0; // 重置位索引
            }
        }
    }

    if (bitIndex > 0) { // 处理剩余的位(如果有)
        encodedData[byteIndex++] = currentByte; // 存储剩余的字节到编码数据中
    }
}

int main() {
    const char* asciiMessage = "Hello, World!"; // ASCII明文消息
    unsigned char* gsmStr = (unsigned char*)malloc(strlen(asciiMessage) + 1); // 为GSM字符串分配内存
    for (int i = 0; asciiMessage[i] != '\0'; i++) {
        gsmStr[i] = convertAsciiToGsm((unsigned char)asciiMessage[i]); // 转换每个字符
    }
    gsmStr[strlen(asciiMessage)] = '\0'; // 添加字符串结束符

    printf("GSM编码: %s\n", gsmStr); // 输出GSM编码的字符串

    int septetsCount = (strlen((const char*)gsmStr) * 7 + 7) / 8; // 计算需要的7-bit单元数量
    unsigned char* encodedData = (unsigned char*)malloc(septetsCount); // 为编码数据分配内存
    encodeGsm7Bit(gsmStr, encodedData); // 将GSM字符串转换为7-bit编码格式

    printf("7-bit编码: "); // 输出7-bit编码的数据
    for (int i = 0; i < septetsCount; i++) {
        printf("%02X ", encodedData[i]); // 以十六进制格式输出每个字节
    }
    printf("\n");

    free(gsmStr); // 释放内存
    free(encodedData); // 释放内存
    return 0;
}

在这个示例代码中,encodeGsm7Bit函数将GSM 03.38字符串转换为7-bit编码格式。它遍历每个GSM字符,并将其转换为7个位,然后将这些位添加到当前正在构建的字节中。当当前字节满时,将其存储到编码数据中,并重置当前字节和位索引。最后,处理剩余的位(如果有)并将其存储到编码数据中。在main函数中,我们首先将ASCII消息转换为GSM字符串,然后调用encodeGsm7Bit函数进行7-bit编码,并输出编码结果。

请注意,这个示例代码仅用于演示目的,实际的转换过程可能更加复杂,需要考虑更多的细节和异常情况。

文章来源:https://blog.csdn.net/lzyzuixin/article/details/135145931
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