铁路GSM-R通信系统学习宝典13_SIM卡.pdf

第 22 章 SIM 卡 第22章 SIM 卡 22.1 SIM 卡概述 GSM 是我国采用的第二代移动通信系统。GSM 引入了 SIM 卡技术，它通过对用户鉴权 来防止未授权的接入，保证了网络通信的安全可靠；通过对传输加密防止在无线信道上被窃 听，从而保护用户的隐私。SIM 卡也可完成计费、通知等功能，所以它是一种智能卡。在 GSM 中，SIM 卡作为一个用户识别模块，内部存储着与用户有关的个人信息和网络信息，其作用 是使移动台与用户数据个性化。它主要完成两种功能：存储数据（控制存取各种数据）和在 个人身份号码 PIN 和鉴权钥 Ki 正确的安全条件下，完成用户身份鉴权及用户信息加密算法的 全过程。因此 SIM 卡的主要作用可概括为无线通信增加了必威体育官网网址机制。 GSM-R 是构建在 GSM 之上的铁路移动通信平台。在 GSM-R 网络中，移动终端也必须通 过 SIM 卡才能进入 GSM-R 网。因此， GSM-R SIM 卡的编程系统具有铁路通信自身的特点， 同时，GSM-R SIM 卡必须兼容 GSM SIM 卡。 本章的目的是介绍满足 CIRENE 要求的 GSM-R SIM 卡的原理及其应用。 22.2 SIM 卡的结构和特性 SIM 卡是带有微处理器的智能芯片卡，它由以下几个模块构成： CPU 程序存储器（ROM） 工作存储器（RAM） 数据存储器（EPROM 或 E2PROM） 串行通信单元 这五个模块集成在一块集成电路中。在 GSM-R 通信中，SIM 卡和移动台处于人机分离状 态，其间设置了一个开放式的公共接口，使用户与其设备之间没有相互依存的关系。 第一代 SIM 卡（PHASE 1 AHN PHASE 2）仅能存储信息而不能做进一步处理。那些被存 储起来的信息构成基本文件（EF），在 SIM 卡上组成树状结构。储存在 SIM 卡上的数据分为 网络运营方数据和用户数据两类： 网络运营方：关于用户和安全性的基本 GSM-R 数据，以及运营方用的附加设备。 用户：目前主要用于电话簿和短信息。 第二代 SIM 卡在第一代 SIM 卡基础上增加了新的功能。除了以往 SIM 卡的功能外， phase2+ SIM 卡能够启动初始化过程（芯片制造商存储一个传输密钥，此密钥和给定的密钥相 同）以适应铁路应用的需求。因此 GSM-R SIM 卡需要在 GSM SIM 卡基础上扩充新的规范文 410 第 22 章 SIM 卡 件。SIM 卡中的信息可以由网络、MMI(人机界面)的用户、AT（应用传输）命令接入。其中 AT 命令能够： （1）通过标准 GSM 中规定的命令直接存储大部分基本文件； （2）通过 SIM 卡中基本文件的地址存储基本文件。（在这种情况下，基本文件必须处理 成一组线性的字节序列） 图 22-1 为 GSM-R SIM 卡应用和环境示意图。 图22-1 GSM-R SIM 卡应用环境 规范的 GSM-R SIM 卡嵌入在 GSM-R 移动台内。由于 GSM-R SIM 卡兼容 GSM，它也能 够在公共移动台内使用而并不影响 GSM 移动电话的正常工作。GSM-R 规范的数据以一定方 式储存在 SIM 卡中 22.3 SIM 卡对数据存储的要求 CIRENE（中国综合铁路无线通信增强网）要求 GSM-R 网络支持高级语音呼叫、语音广 播业务，语音组呼业务和 eMLPP（增强型多优先级及强拆）。由于高级语音呼叫特性是 GSM phase2+规范的一部分，则 GSM-R SIM 卡将兼容 phase2+ SIM 标准。 GSM-R SIM 卡应有至少为 16K 字节的存储空间。这个容量根据 GSM-R SIM 卡对应仿真 推导得出。随着铁路运营方对额外信息的需求（国家执行），这个容量可以增加。可获得 32K 的 SIM 卡或 64K 的 SIM 卡。