SIM卡

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SIM卡(Subscriber Identity Module Card,用戶識別模塊卡)

目錄

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卡触点功能

  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。

參考文獻

  1. 1.0 1.1 劉建青編著,劉午平主編.GSM手機修理從入門到精通.國防工業出版社,2002
  2. 劉南平主編.手機原理與維修.北京師範大學出版社,2008
  3. 周祥瑜主編,陳良副主編.通信終端設備原理與維修.機械工業出版社,2006
  4. 梅秀江編.手機維修技能.機械工業出版社,2008
  5. 張興偉等編著.彩屏手機電路原理與維修.人民郵電出版社,2003
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