CDMA系统中的用户识别卡（UIM）和空中激活技术（OTA）

CDMA系统中的用户识别卡（UIM）和空中激活技术（OTA）

信息产业部电信传输研究所
万屹

—— 今年4月，中国联通公司宣布规模发展CDMA网络，明确提出要在CDMA系统中实现类似GSM系统的SIM卡的功能。此举立即在国内外引起强烈反响。在国内，很多人对SIM卡（在CDMA系统中被称为UIM卡）和CDMA系统中另外一种技术——空中激活技术(OTA)的优劣争论不休。
    我们知道，移动台是直接面向最终用户的，普通用户对移动台的性能、价格、款式，甚至颜色的需求是千差万别的。如运营者直接设立销售网点销售移动台，则需要在广告、设立销售网点、维修等方面投入大量的资金，并承担移动台的市场风险。在社会分工越来越明确的今天，运营者希望集中精力销售移动通信服务，而将移动终端的销售业务交给制造商或销售商。CDMA系统中的用户识别卡（UIM）和空中激活技术（OTA）就是为了实现这个目的而产生的技术。

用户识别卡（UIM）

    在CDMA系统的原始设计中，用户识别信息是直接存储在移动终端中的，并没有一个与移动终端可以分离的存储用户信息的功能实体。虽然一些运营者和制造商希望在CDMA系统中也能有一个与GSM系统中的SIM卡类似的设备以实现机卡分离，但这种思想一直没有成为主流思想。直到中国联通公司声明希望在CDMA手机上实现SIM卡的功能，才极大地加快了在CDMA系统中实施UIM卡的进程。UIM卡的标准化工作由3GPP2（第三代伙伴计划2）负责进行。目前，这项工作已经接近完成。

  根据UIM卡标准，CDMA系统的UIM卡将采用与GSM系统相同的物理结构、电气性能和逻辑接口,　并将在SIM卡的基础上，根据CDMA系统的要求，增加相关的参数和命令，以实现CDMA系统的功能。换句话说，UIM卡可以理解为是SIM卡针对CDMA系统的功能扩展。图1描述了支持多种系统的UIM卡的文件结构，通过这张图，我们可以清楚地了解CDMA系统的UIM卡与GSM系统的SIM卡之间的关系。

  整个多模UIM卡的信息存储结构非常类似于计算机的文件存储结构。图1中，上面的两个目录文件是GSM系统使用的有关信息，其中包括ＰCS1900。下面右侧是CDMA系统需要使用的信息件。这个协议经过进一步扩展，也可以支持北美的其他蜂窝技术（例如：D-AMPS），如图下层左侧所示。换个角度来说，无论是SIM卡还是UIM卡，都是基于IC卡技术的，不同的蜂窝系统就是在IC卡中存储与自己系统有关的信息。
CDMA系统在UIM卡中存储的信息可以分为三类：一是用户识别信息和鉴权信息，主要是IMSI号码和CDMA系统的专有的鉴权信息，其中包括A-Key、SSD-A和SSD-B。第二类是业务信息， CDMA系统中与业务有关的信息存储在HLR中，这类信息在UIM卡中并不多，主要有短消息状态等信息。第三类是与移动台工作有关的信息，包括优选的系统和频段，归属区标识（SID、NID组）等参数。除上述保证系统正常运行的信息以外，用户也可以在UIM卡中存储自己使用的信息，如电话号码本等。这样，采用UIM卡以后，CDMA系统就可以象GSM系统一样，放开移动台的销售，使用户可以自由地选择不同样式的移动台。运营者的运作方式也将与GSM的运营者一样，仅需要设立销售网点销售UIM卡。

空中激活技术（OTA）

    空中激活技术是CDMA系统自身的原始设计之一。从技术角度来说，空中激活是一种空中写码技术。这种技术通过空中接口将移动台正常工作所需要的信息输入到移动台中。从服务角度来说，空中激活技术是一种销售电信业务的手段，采用这项技术的运营者允许用户使用自备机入网。用户自己购买了移动台后，可以用这个移动台打电话接入运营者的中心，向服务人员说明自己需要的业务种类等内容，服务人员在确认用户需求以后，使用OTA技术通过空中接口向移动台写入必要的信息。然后，就可以正常使用新加入的业务了。图2是一个简化的OTA执行过程。

一个新用户使用OTA技术开通服务的基本过程包括以下步骤：

1.一个新的用户首先使用自己购买的手机拨打一个特殊的号码（例如：*FC XX）。其中FC表示特定的业务号码，这里是OTA。XX表示系统选择码，用户可以通过它选择一个运营者。

2.移动台分析号码，根据FC确定用户要求执行OTA，移动台根据XX重新搜索CDMA的导频信道，在选定运营者的网络中登记，并发起呼叫。

3.MSC将呼叫接到客户服务中心。

4.服务人员应答呼叫，并了解用户的业务需求以及付费方法。

5.确认用户信息以后，系统开始自动向移动台输入数据的过程。这个过程可能包括：了解移动台能力；启动加密过程，保证后面的数据传输安全；传输用户识别信息；初始化鉴权信息；相关漫游信息和其他数据等。

6.在成功地传输了上述数据后，用户可以结束这次呼叫，移动台重新激活，就正常使用了。

  OTA技术通过空中接口写入移动台的信息是保证蜂窝信息运行所必须的信息。这些信息与UIM卡中存储的信息基本相同。当然，用户自己存储的信息（如电话号码本等）是不可能通过OTA输入移动台的，这也是OTA的一个缺点，因为用户在更换手机时只好重新输入自己的电话号码本。
  总的说来，用户识别卡（UIM）和空中激活技术(OTA)都能实现电信服务与电信终端相分离。在这两种技术支持下，用户都可以在任意移动终端销售商处购买手机，因而用户可以按照自己的爱好自由选择手机的功能、价格和外观等特性；制造商可以直接面向用户推销产品，而不必经过运营者的中介；运营者也可以降低手机销售的成本和风险。这无疑对各方都是有好处的。另外，由于这两种技术在实现方式上的不同，也就适合于不同的社会背景。
    中国移动和中国联通都已经采用了GSM技术，虽然运营者仍然需要投资建立一定数量的销售网点以销售UIM卡，但运营者在运营GSM网络时已经建立了这些网点，所以这并不是新的投资。OTA技术虽然可以使运营者尽可能少地建立销售网点，但它的实现是建立在高效的客户服务中心的基础上的。这也是我国运营者与美国运营者最大的区别之一，我国的运营者在客户服务中心的建设方面还很薄弱。另外，由于用户是通过电话接入客户服务中心的，因此，只能使用信用卡作为付费手段，而信用卡在我国普及率也不高。同时，UIM卡还有其他附加的功能，例如：存储电话号码本或短消息；更换手机特别方便，可以借用别人的手机等。这些特点大得人心，也符合我国用户的习惯。因此可以说，UIM卡比较适合我国的国情，而OTA技术比较适合于美国的运营者。