摘 要：本文介绍了USSD的背景和特点，并与短消息和GPRS相比较，论述了它在乌鲁木齐路灯监控系统中的成功运用。
关键词 非结构化补充数据业务 通用分组无线业务 短消息 短消息点对点
1、USSD简介及背景
USSD(Unstructured Supplementary Service Data,非结构化补充数据业务)是一种基于GSM（Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统）网络的，实时在线的新型交互会话数据业务，它基于SIM(Subscriber Identity Module,用户识别模块)卡，利用GSM网络的信令通道传送数据，是在GSM的短消息系统技术基础上推出的新业务，在业务开拓方面的能力要远远强于SMS系统。
USSD技术单独使用或与目前的短消息技术、GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线业务)技术相结合，可为客户提供种类繁多的增值业务，如移动银行、金融股票交易、手机话费查询、气象信息预报和查询、收发电子邮件、航班查询、网上订票、民意测验等等。由于采用USSD对原有系统结构影响较小，且运营商还可以针对本地网的具体情况灵活地推出功能业务，方便地为移动用户提供各类数据业务；另外USSD不仅可用于一些信息服务，利用移动运营商提供的通信网络，也可应用于工业行业内的各种监控系统，如路灯监控系统、城市亮化监控系统、热网监控系统等。由于只要移动网络能够覆盖的范围内均能保证USSD的通信，为此USSD的应用可以避免自建通信网络的种种不便之处，使监控系统通信的范围大大扩展、功能增强、成本降低，所以这种业务在香港、新加坡等国外地区已广泛的应用，在我国也有广阔的应用前景。
2、USSD在乌鲁木齐路灯监控系统中的系统结构
下图即为乌鲁木齐路灯监控系统的网络图：
图中，USSD服务器通过专线以TCP/IP(Tra-nsfer Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/网际协议)与路灯监控中心连接。路灯监控中心与USSD服务器的接口协议为SMPP(Short Message Peer to Peer,短消息点对点)。GSM系统及USSD均起透明通道的作用，监控中心可以发出指令，对终端或手机进行通信控制或发送短消息，手机或终端也可以通过USSD服务来对监控中心发出请求以得到相应的服务。
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图1 USSD系统结构图
3、USSD的特点及与其他通讯方式的比较
USSD系统与SMS(Short Message Service,短消息业务)和GPRS的应用范围相似，但有其自己的特点。
USSD通话状态下使用SDCCH(stand-alone Dedicated Control Channel,独立专用控制通道)，数据传输速率大约为600bps;而非通话状态时，USSD使用FACCH(Fast Associated Control Channel,快速辅助控制通道)，数据传输速率大约为1kbps,比SMS传输速率高。
USSD在会话过程中一直保持通话连接，提供透明通道，不进行存储转发；而SMS在物理承载层没有会话通道，是一个存储转发系统，用户完成一次查询需要进行多次会话过程。由于USSD与GPRS类似，在交互中保持一个会话过程，每次数据发送不需要重新建立信道，所以USSD系统对于用户的呼叫请求是即时响应，使响应时间大大加快，主要的时延已转移为应用服务器一端，响应时间比短消息快。
USSD在交互式会话中可以提供直接的菜单操作，方便用户使用，在一次信息服务中，只需要拨打服务号码，以后就可以按菜单提示进行下一步操作，可以建立类似WAP的门户网站来提供电信增值服务。
USSD和GPRS适合不同的用户群，在工业环境下，在通信量不大，每次通信量只有几k数据量的情况下使用USSD的费用低廉，而GPRS传送带宽高，适用于信息量大的数据传输。
现在市面上的手机大多支持USSD服务，在工业环境下，在通信量不大，每次通信量只有几k数据量的情况下使用USSD的费用低廉，而GPRS传送带宽高，适用于信息量大的数据传输。
另外，在以前的路灯监控系统中，大多数城市采用的是传统的专网通讯方式。这种通讯方式和作为公网的USSD相比较而言，存在着建网费用大、网络覆盖率低、抗干扰差，通讯速度慢等缺点。专网需要向无管会申请一对专用频率，每年还需要交一笔不菲的频率占用费，另外还需要在路灯单位造铁塔或在城市最高处建立中继，网络建立和今后的维护都比较复杂和繁琐；而USSD只需要向通讯运营商申请一根专线，网络便建立完成。由于城市的地形和高大建筑物的影响，专网常常存在着通讯盲区，造成终端的通讯异常，而USSD的网络覆盖问题都有通讯运营商解决，只要能够打通手机的地方均可实现USSD通信覆盖，无需路灯单位来操心。乌鲁木齐路灯选择运营商是移动通信公司，目前全市200多个终端至今还未发现盲点，网络覆盖率100%。专网通讯有时还会受到环境的影响，如天线周围有变压器、电波频率有干扰等因素，时常会造成终端通讯异常，而USSD则全无这个问题。另外，专网通讯由于是串口通讯，当终端比较多的时候通讯比较慢，200个终端巡测一次大概需要10分钟；而USSD是并行通讯，200个终端巡测一次只需3分钟。
4、结论
乌鲁木齐路灯监控系统是乌鲁木齐路灯管理处与中国电子科技集团公司第五十研究所于2003年合作开发的，是全国第一家采用USSD通讯方式的路灯监控系统。目前已有200余台终端在运行，覆盖了乌鲁木齐市区大部分。3年来，系统运行稳定、可靠，在多次应急调度中起到关键作用，及时、圆满地完成了组织和上级领导安排的任务。
随着人们对移动公网通信方式的认可，目前全国已有近十个城市的路灯监控、城市亮化监控系统中采用了USSD通信方式，使USSD成为监控系统优选的通信方案之一。
参考文献
(1)中国移动通信集团公司.中国移动通信互联网短信网关接口协议(CMPP)V2.0.2002.4
(2)Short Message Peer Protocol Specification V3.4.SMPP Developers Forum,Issue1.2.1999,10
(3)中国移动通信集团公司.中国移动通信USSD业务接口协议.2003