联通公司机卡分离的构想与实现

因加入ＷＴＯ之后中国电信产业面临的机遇和挑战，信息产业部相继出台了一系列重大举措，以加大电信改革和电信市场开放的深度和力度。这其中一项重要的决策就是：将８００ＭＨｚ ＣＤＭＡ数字移动通信网的独家建设和经营权给予了中国联通公司，以支持其发展、壮大。

     中国联通公司在考虑ＣＤＭＡ建设和经营问题时，对市场需求和用户行为进行了分析，着重比较了ＣＤＭＡ网络与ＧＳＭ网络的市场定位。ＣＤＭＡ手机具有很多优点，如待机时间长、发射功率小、电磁污染少等，但与ＧＳＭ手机相比，有一个重大的区别，即：ＣＤＭＡ手机没有ＳＩＭ卡。这主要是由于ＣＤＭＡ是完全不同于欧洲ＧＳＭ的北美技术制式，设计时没有考虑机卡分离的应用。而中国是各种技术制式融汇的通信市场，ＣＤＭＡ作为一种新兴技术，在占领市场的竞争中，应不但具有ＧＳＭ原有优势，还需有更高的要求。中国移动用户在习惯频繁更换手机，习惯终端与网络服务相分离后，对于使用机卡不分离的ＣＤ-ＭＡ手机，相信会带来很大的不便。此外，机卡不分离对于以下情况也会造成困难：手机款式的推陈出新；由于手机功能限制，用户享受的服务不能随着网络新业务、新服务的不断推出而更新；手机故障或没电时，不能通过立即更换手机来继续享受服务；不利于异网漫游的实现。因此，中国联通公司作出决策，积极推进ＣＤＭＡ机卡分离的工作。

１ 中国联通公司机卡分离的定位

  中国联通公司在考虑机卡分离时，确定了以下几点原则：

（１）手机与ＵＩＭ（Ｕｓｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ）卡要实现彻底分离。

（２）机卡分离后，手机原功能、性能应不受影响。

（３）中国联通公司的ＣＤＭＡ网络应是有无卡手机同时存在的网络。

（４）有卡手机应能够在其他ＣＤＭＡ网内使用。

（５）机卡分离的过程应尽量使现有网络改动最小。

  要遵守上述原则，在技术上就要求：

（１）网络号码（如ＭＩＮ）应存储于ＵＩＭ卡上，而不是在手机上。

（２）机卡分离后，手机的登记、呼叫、鉴权等功能能正常工作。

（３）改动后的手机和网络都能够后向兼容原系统标准协议，比如ＩＳ－４１、空中接口等。

（４）手机能够实现国际漫游。这就需要我们在满足上述要求的基础上，还要使机卡分离规范成为国际标准，为运营商所接受。

（５）机卡分离应简便易行，尽量少改动设备规范，特别是系统侧规范。

２ 机卡分离工作进展情况

    中国联通公司作出ＣＤＭＡ机卡分离的决定后，就将这一重大决定在１９９９年６月全球ＣＤＭＡ大会上，向ＣＤＧ（ＣＤＭＡ Ｄｅｖｏｌｐｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）正式提出。此建议得到了ＣＤＧ的大力支持，不久即正式启动了机卡分离标准化进程。机卡分离的标准化工作主要在中国联通、ＣＤＧ组织和３ＧＰＰ２三者之间展开。经过国内外运营商、ＳＩＭ卡商、生产制造商的共同努力，机卡分离规范经过若干次版本的大幅修改和讨论，于２０００年初在３ＧＰＰ２获批准通过。中国无线通信标准组（ＣＷＴＳ）也即将完成机卡分离规范。

３ 机卡分离技术规范介绍

    ３ＧＰＰ２组织的规范名称为Ｒｅ-ｍｏｖａｂｌｅ Ｕｓｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ（Ｒ－ＵＩＭ） Ｆｏｒ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｓｙｓｔｅｍｓ，即扩频系统的可移动用户识别模块，中国联通公司简称其为ＵＩＭ卡规范。

    机卡分离规范是按照最新ＧＳＭ系统用户识别模块（ＳＩＭ）的ＧＳＭ１１．１１标准制定的，适用于在以ＴＩＡ／ＥＩＡ－９５／ＡＮＳＩ－４１协议为基础的移动电话系统（包括ＡＭＰＳ、基于９５Ａ或Ｂ的ｃｄｍａＯｎｅ、ｃｄｍａ２０００等）。机卡分离规范主要描述了ＵＩＭ卡的物理和电气性能，用户与ＵＩＭ卡的接口，以及手机与ＵＩＭ卡的信令协议。

３．１ 物理和电气性能

     ＵＩＭ卡的物理、电气、逻辑特性均遵从ＧＳＭ１１．１１相关章节的定义。ＵＩＭ卡同ＳＩＭ卡一样，支持３Ｖ和１．８Ｖ的电压。

３．２ 文件结构

     无论是ＤＦ和ＥＦ文件，均由一个文件标识符（ＩＤ）标识，ＩＤ由两个字节１６进制编码组成，ＣＤＭＡ的目录文件标识为７Ｆ２５。

３．３ 手机与ＵＩＭ卡之间参数分离及操作

（１）参数的再分配

   机卡分离后，原手机的参数（包括固有的、从网络侧传送来的）需要经过再分配，主要参数存于ＵＩＭ卡中。

    ＵＩＭ卡存储的参数有：

     鉴权算法ＣＡＶＥ。            Ａ钥（Ａ－ｋｅｙ），固有或通过无线方式传送过来。

     共享保密数据（ＳＳＤ）。   鉴权后的密钥生成所用临时保密参数。

     计数参数ＣＯＵＮＴ。          国际移动识别码ＩＭＳＩ。

     ＲＵＩＭＩＤ参数。                  业务编程代码（ＳＰＣ）。

     ＯＴＡＰＡ／ＳＰＣ＿Ｅｎａｂｌｅ参数。       ＮＡＭ＿ＬＯＣＫ参数。

    在手机中存储的参数有：

    所有用于话音、用户数据和信令消息加密的算法。

    ＥＣＭＥＡ和ＥＣＭＥＡ＿ＮＦ的密钥处理。

     手机电子序列号ＥＳＮ。

     空中激活参数ＯＴＡＳＰ／ＯＴＡＰＡ过程的控制机制。

 （２）ＵＩＭ卡完成的操作

     ＵＩＭ卡主要完成３类操作，即存储和管理ＳＳＤ；执行鉴权计算和产生密钥；生成并管理呼叫历史参数ＣＡＬＬ ＣＯＵＮＴ。

    以运行ＣＡＶＥ鉴权算法为例（如图２所示），此过程为执行Ｒｕｎ ＣＡＶＥ操作。鉴权ＣＡＶＥ要求输入参数有：ＲＡＮＤ或ＲＡＮＤＵ参数，其他由手机发出的参数如拨叫号码；手机发出的ＥＳＮ（在ＵＩＭ卡插入手机时得到）或ＵＩＭ ＩＤ；ＩＭＳＩ参数，包括ＩＭＳＩ＿Ｍ、ＭＳＩ＿Ｔ、ＭＩＮ（在ＵＩＭ卡插入手机时得到）。经过鉴权运算，在Ｇｅｔ ＲＥ-ＳＰＯＮＳＥ命令下，ＵＩＭ卡将结果ＡＵ-ＴＨＲ或ＡＵＴＨＵ经手机传递给网络。

４ 小结

    ＣＤＭＡ机卡分离的过程经过初期的酝酿、决策及标准化的促进和推进，初步的标准规范基本完成。今后更多的工作集中在产品化和市场推广宣传上面，使机卡分离的观点基本上为产业界所接受。许多厂家积极投入到ＵＩＭ卡手机的开发研制工作中，如：中兴通讯在２０００年６月的上海电信展中就展示了自我研发的ＵＩＭ手机样机。相信随着国内ＣＤＭＡ项目的大规模开展，机卡分离的手机也会大批量生产制造出来，以满足消费者的需求。

（收稿日期：２０００－０９－０４）

[摘要] 文章介绍了中国联合通信公司推行CDMA机卡分离工作的定位及进展情况，并着重描述了机卡分离的技术规范。

[关键词] CDMA移动通信网 机卡分离 用户识别模块

[Abstract] The China Unicom is making great efforts to separate UIM card from CDMA mobile phone in order to better serve the CDMA mobile phone users. This paper briefs the necessity and present advances of the work,discusses its general principles and technical requirements,especially puts emphasis on the introduction of technical specifications for the separation of UIM card from CDMA mobile phone.

[Keywords] CDMA network Separation of UIM card from mobile phone SIM