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