SIM卡

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SIM卡(Subscriber Identity Module Card,用户识别模块卡)

目录

什么是SIM卡[1]

  SIM卡是数字蜂窝移动电话的用户识别卡,在GSM数字移动电话系统中,SIM卡起着极其重要的作用,它既是手机的一个重要组成部分,又是为每一个GSM移动电话用户配备的身份卡,因此,SIM卡实现了认人不认机的构想。

SIM卡存储的信息[2]

  (1)安全数据。SIM卡中有安全数据和计数装置,这些数据如下:

  ①CHVl用户个人通行字。

  ②CHVl的激活或免激活指针。

  ③CHVl的错误计数。

  ④CHVl的解锁密钥。

  ⑤解锁密钥的错误计数。

  ⑥Ki,用户鉴权密钥。

  (2)GSM目录的强制性数据。好几个文件应强制性存在于GSM目录中,并由SIM卡管理,这些数据如下:

  ①管理信息,该参数允许好几种移动运算形式。例如,运营者可以做一些网络测试用的SIM卡。

  ②SIM卡GSM阶段的识别。

  ③IMSI,用户身份的国际同一性。

  ④接入控制级别,该参数可以限制用户的接入(即在RACH信道上发出申请),可限制在原始国内、原始网内或给他授权的范围内。

  ⑤命名网络的搜寻周期,该值用分钟表示,当移动台漫游到原始国之外时,该值用来强制移动台周期性地返回其命名网络。

  ⑥SIM服务表,指示由中继授权选择的功能并由使用者激活。

  下面的文件记录了移动台使用中最近发生的情况,一旦使用者进入了CHVl码,通过终端可修改以下数据。

  ①定位信息,该记录包括当日周期性定位记时和当日状态等。

  ②频率表,当移动台选择一个小区时,优先在表中寻找信标频道。该频率表包括有常用小区的相邻小区的信标频道,从而减少了搜寻时问。

  ③4个网络表,是最近试图登录和被拒绝登录的网络表。

  ④密钥Kc和密钥号码。

  (3)GSM目录的可选性数据。有些数据可存储于SIM卡中,但不是强制性的,它们是:

  ①短消息类型,移动台可收到的短消息。

  ②运营商名(仅由管理模块修改)。好几个文件与收费通知单的附加业务有联系,如单位计数器、单价表等。

  (4)电信目录的可选性数据。一定数量的数据与电信服务相联系或组合在电信目录中,下列文件记录了在用户终端上的新近活动:

  ①最近的被叫号码。

  ②缩位号码表和附加业务控制表。

  ③结构/容量参数,它给出了支持服务所必需的容量。

SIM卡的结构[3]

  SIM卡是带有微处理器的芯片,包括5个模块,每个模块对应一个功能:微处理器、程序存储器、工作存储器、数据存储器和串行通信单元。一般有6个端口:电源、时钟、数据、复位、接地端和编程端。如下图所示。

SIM卡触点功能

  SIM卡座在手机中提供手机与SIM卡通信的接口。通过卡座上的弹簧片与SIM卡接触,所以如果弹簧片变形,会导致SIM卡故障,如显示“检查卡”或“插人卡”等。卡电路中的电源SIM Vcc、SIM GND是卡电路工作的必要条件。卡电源可通过万用表检测到。SIM卡插人手机后,电源端口提供电源给SIM卡内的单片机。检测SIM卡存在与否的信号只在开机瞬时产生,当开机检测不到SIM卡存在时,将提示“Insert Card”(插入卡);如果检测SIM卡已存在,但机卡之间的通信不能实现,会显示“Check Card”(检查卡);当SIM卡对开机检测信号没有响应时,手机也会提示“Insert Card”(插入卡)。SIM卡的供电分为5V(1998年前发行)、5V与3V兼容、3V、1.8V等,当然这些卡必须与相应的手机配合使用,即手机产生的SIM卡供电电压与该SIM卡所需的电压要匹配。

  对于卡电路中的SIM I/O、SIM CLK、SIM RST,全部是由CPU的控制来实现的。虽然基站与网络之间的数据沟通随时随地进行着,但确定哪个时刻数据沟通往往很难。但当手机开机时刻与网络进行鉴权时必有数据沟通,尽管时间很短,测量一定有数据,所以在判定卡电路故障时,在这个时刻进行监测为最佳监测时间。正常开机的手机,在SIM卡座上用示波器可以测量到SIM I/O、SIM CLK、SIM RST信号,它们一般是一个3V左右的脉冲。若测不到,说明SIM卡座供电开关管周边电阻电容元件脱焊、SIM卡座脱焊,也有可能是卡座接触不良,SIM卡表面脏或使用废卡。使用SIM卡时要小心,不要用手去触摸上面的触点,以防止静电损坏,更不能折叠。如果SIM卡脏了,可用酒精棉球轻擦。

  SIM卡的存储容量有3KB、8KB、16KB、32KB和64KB等。

  每当移动用户重新开机时,GSM系统要自动鉴别SIM卡的合法性,GSM网络的身份鉴权中心对SIM卡进行鉴权,即与手机对一下“口令”,只有在系统认可之后,才为该移动用户提供服务,系统分配给用户一个临时号码(TMSI),在待机、通话中使用的仅为这个临时号码,这就增加了保密度。

  目前,网络营运商在用户入网时没有对手机的国际移动设备识别码(IMEI)实行鉴别,如果实行鉴别,带机入网的用户数量可能会下降,不利于吸引更多的用户使用GSM手机。

SIM卡的硬件组成[4]

  1.认卡不认机的道理

  SIM卡在GSM网络中代表用户,网络经营者对用户的管理实际上是对SIM卡的管理。手机开机后就将SIM卡内存储的本地系统信息、用户个人信息等发送到基站,然后由基站送到移动网络交换中心MSC,移动网络交换中心的存储器中已存储的内容(相当于档案室)与用户个人SIM卡的信息是相对应的。MSC将收到的信息与已存储的信息进行比较,这个过程实际上就是对SIM卡进行鉴权。因此,认卡不认机就是这个道理。

  2.SIM卡的个人化设置

  为保护SIM卡不被他人随便挪用,可以在手机菜单内进行SIM卡的个人化设置,初始值为1234,也可以设置其他的数码。以后每次把SIM卡插人手机中,用户必须在手机显示提示下键入正确的PIN码,如输入PIN码累计出错三次,SIM卡将被闭锁,将会导致“锁卡”现象,这时SIM卡无法使用。如要使SIM卡解除闭锁,此时只能输入PUK码来解锁,使得SIM卡恢复正常工作。PUK码累计输错十次会销卡,需要重新补卡。

  3.SIM卡的硬件组成

  SIM卡的硬件是一个单片微机,包括CPU、ROM、RAM、EEPROM和串行单元。在与外部连接时,最少要4个端口,即电源(SIM VCC)、时钟(SIM CLK)、数据(SIMDATA或SIM I/O)、复位(SIM RST)。

SIM卡的工作情况[1]

  SIM卡在电源开启后有两种方式:工作方式和空闲方式。工作方式时完成与手持机之间的信息传输;空闲方式时SIM卡将保持所有相关数据,并支持其内部处于全体眠、指令休眠或时钟休眠等方式,以有效地节省电能。记住测卡电源供电是否正常,应在开机过程机器自检时进行,否则,无法测到卡供电电压。

SIM卡故障[5]

  若手机出现“插入SIM卡”、“SIM卡被拒绝”的故障,可按如下所述的方法进行检修:

  首先,通过Phoenix软件设置故障机进入测试模式,看手机是否正常。若不正常,检查BSI线路,包括X100、C100、C240、R202、R206,或更换D200。

  若手机进入测试状态后看起来正常,检查C390、R386、R388、C203,或更换D200。

参考文献

  1. 1.0 1.1 刘建青编著,刘午平主编.GSM手机修理从入门到精通.国防工业出版社,2002
  2. 刘南平主编.手机原理与维修.北京师范大学出版社,2008
  3. 周祥瑜主编,陈良副主编.通信终端设备原理与维修.机械工业出版社,2006
  4. 梅秀江编.手机维修技能.机械工业出版社,2008
  5. 张兴伟等编著.彩屏手机电路原理与维修.人民邮电出版社,2003
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