SIM卡
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- SIM卡(Subscriber Identity Module Card，用戶識別模塊卡)
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什麼是SIM卡[1]
SIM卡是數字蜂窩行動電話的用戶識別卡，在GSM數字行動電話系統中，SIM卡起著極其重要的作用，它既是手機的一個重要組成部分，又是為每一個GSM行動電話用戶配備的身份卡，因此，SIM卡實現了認人不認機的構想。
SIM卡存儲的信息[2]
(1)安全數據。SIM卡中有安全數據和計數裝置，這些數據如下：
①CHVl用戶個人通行字。
②CHVl的激活或免激活指針。
③CHVl的錯誤計數。
④CHVl的解鎖密鑰。
⑤解鎖密鑰的錯誤計數。
⑥Ki，用戶鑒權密鑰。
(2)GSM目錄的強制性數據。好幾個文件應強制性存在於GSM目錄中，並由SIM卡管理，這些數據如下：
①管理信息，該參數允許好幾種移動運算形式。例如，運營者可以做一些網路測試用的SIM卡。
②SIM卡GSM階段的識別。
③IMSI，用戶身份的國際同一性。
④接入控制級別，該參數可以限制用戶的接入(即在RACH通道上發出申請)，可限制在原始國內、原始網內或給他授權的範圍內。
⑤命名網路的搜尋周期，該值用分鐘錶示，當移動台漫游到原始國之外時，該值用來強制移動台周期性地返回其命名網路。
⑥SIM服務表，指示由中繼授權選擇的功能並由使用者激活。
下麵的文件記錄了移動台使用中最近發生的情況，一旦使用者進入了CHVl碼，通過終端可修改以下數據。
①定位信息，該記錄包括當日周期性定位記時和當日狀態等。
②頻率表，當移動台選擇一個小區時，優先在表中尋找信標頻道。該頻率表包括有常用小區的相鄰小區的信標頻道，從而減少了搜尋時問。
③4個網路表，是最近試圖登錄和被拒絕登錄的網路表。
④密鑰Kc和密鑰號碼。
(3)GSM目錄的可選性數據。有些數據可存儲於SIM卡中，但不是強制性的，它們是：
①短消息類型，移動台可收到的短消息。
②運營商名(僅由管理模塊修改)。好幾個文件與收費通知單的附加業務有聯繫，如單位計數器、單價表等。
(4)電信目錄的可選性數據。一定數量的數據與電信服務相聯繫或組合在電信目錄中，下列文件記錄了在用戶終端上的新近活動：
①最近的被叫號碼。
②縮位號碼表和附加業務控製表。
③結構／容量參數，它給出了支持服務所必需的容量。
SIM卡的結構[3]
SIM卡是帶有微處理器的晶元，包括5個模塊，每個模塊對應一個功能：微處理器、程式存儲器、工作存儲器、數據存儲器和串列通信單元。一般有6個埠：電源、時鐘、數據、複位、接地端和編程端。如下圖所示。
SIM卡座在手機中提供手機與SIM卡通信的介面。通過卡座上的彈簧片與SIM卡接觸，所以如果彈簧片變形，會導致SIM卡故障，如顯示“檢查卡”或“插人卡”等。卡電路中的電源SIM Vcc、SIM GND是卡電路工作的必要條件。卡電源可通過萬用表檢測到。SIM卡插人手機後，電源埠提供電源給SIM卡內的單片機。檢測SIM卡存在與否的信號只在開機瞬時產生，當開機檢測不到SIM卡存在時，將提示“Insert Card”(插入卡)；如果檢測SIM卡已存在，但機卡之間的通信不能實現，會顯示“Check Card”(檢查卡)；當SIM卡對開機檢測信號沒有響應時，手機也會提示“Insert Card”(插入卡)。SIM卡的供電分為5V(1998年前發行)、5V與3V兼容、3V、1．8V等，當然這些卡必須與相應的手機配合使用，即手機產生的SIM卡供電電壓與該SIM卡所需的電壓要匹配。
對於卡電路中的SIM I／O、SIM CLK、SIM RST，全部是由CPU的控制來實現的。雖然基站與網路之間的數據溝通隨時隨地進行著，但確定哪個時刻數據溝通往往很難。但當手機開機時刻與網路進行鑒權時必有數據溝通，儘管時間很短，測量一定有數據，所以在判定卡電路故障時，在這個時刻進行監測為最佳監測時間。正常開機的手機，在SIM卡座上用示波器可以測量到SIM I／O、SIM CLK、SIM RST信號，它們一般是一個3V左右的脈衝。若測不到，說明SIM卡座供電開關管周邊電阻電容元件脫焊、SIM卡座脫焊，也有可能是卡座接觸不良，SIM卡錶面臟或使用廢卡。使用SIM卡時要小心，不要用手去觸摸上面的觸點，以防止靜電損壞，更不能摺疊。如果SIM卡髒了，可用酒精棉球輕擦。
SIM卡的存儲容量有3KB、8KB、16KB、32KB和64KB等。
每當移動用戶重新開機時，GSM系統要自動鑒別SIM卡的合法性，GSM網路的身份鑒權中心對SIM卡進行鑒權，即與手機對一下“口令”，只有在系統認可之後，才為該移動用戶提供服務，系統分配給用戶一個臨時號碼(TMSI)，在待機、通話中使用的僅為這個臨時號碼，這就增加了保密度。
目前，網路營運商在用戶入網時沒有對手機的國際移動設備識別碼(IMEI)實行鑒別，如果實行鑒別，帶機入網的用戶數量可能會下降，不利於吸引更多的用戶使用GSM手機。
SIM卡的硬體組成[4]
- 1．認卡不認機的道理
SIM卡在GSM網路中代表用戶，網路經營者對用戶的管理實際上是對SIM卡的管理。手機開機後就將SIM卡記憶體儲的本地系統信息、用戶個人信息等發送到基站，然後由基站送到移動網路交換中心MSC，移動網路交換中心的存儲器中已存儲的內容(相當於檔案室)與用戶個人SIM卡的信息是相對應的。MSC將收到的信息與已存儲的信息進行比較，這個過程實際上就是對SIM卡進行鑒權。因此，認卡不認機就是這個道理。
- 2．SIM卡的個人化設置
為保護SIM卡不被他人隨便挪用，可以在手機菜單內進行SIM卡的個人化設置，初始值為1234，也可以設置其他的數位。以後每次把SIM卡插人手機中，用戶必須在手機顯示提示下鍵入正確的PIN碼，如輸入PIN碼累計出錯三次，SIM卡將被閉鎖，將會導致“鎖卡”現象，這時SIM卡無法使用。如要使SIM卡解除閉鎖，此時只能輸入PUK碼來解鎖，使得SIM卡恢復正常工作。PUK碼累計輸錯十次會銷卡，需要重新補卡。
- 3．SIM卡的硬體組成
SIM卡的硬體是一個單片微機，包括CPU、ROM、RAM、EEPROM和串列單元。在與外部連接時，最少要4個埠，即電源(SIM VCC)、時鐘(SIM CLK)、數據(SIMDATA或SIM I／O)、複位(SIM RST)。
SIM卡的工作情況[1]
SIM卡在電源開啟後有兩種方式：工作方式和空閑方式。工作方式時完成與手持機之間的信息傳輸；空閑方式時SIM卡將保持所有相關數據，並支持其內部處於全體眠、指令休眠或時鐘休眠等方式，以有效地節省電能。記住測卡電源供電是否正常，應在開機過程機器自檢時進行，否則，無法測到卡供電電壓。
SIM卡故障[5]
若手機出現“插入SIM卡”、“SIM卡被拒絕”的故障，可按如下所述的方法進行檢修：
首先，通過Phoenix軟體設置故障機進入測試模式，看手機是否正常。若不正常，檢查BSI線路，包括X100、C100、C240、R202、R206，或更換D200。
若手機進入測試狀態後看起來正常，檢查C390、R386、R388、C203，或更換D200。
