基于信令流程的LTE终端管控关键技术研究

发布时间：2020-06-10 14:03

【摘要】：随着第四代移动通信技术的日趋普及,LTE移动智能终端已然成为人们日常生活不可缺少的信息工具。移动终端的普及给人类生活带来越来越多的便利的同时,也导致了越来越多的安全问题。在涉密场合,需要切断区域内的终端通信以防泄密。因此,研究LTE终端管控技术是具有重要的实践意义的。本文旨在设计一种基于信令流程的LTE终端管控系统,其独立于运营商工作,能够获取用户终端身份信息,可根据身份信息阻断特定用户终端通信,并能够代理目标终端进行语音及短信业务。首先,本文结合LTE系统特点,对终端管控所涉及到的终端身份信息获取、诱导终端接入虚拟基站、LTE与GSM联合管控三个关键技术的可行性进行了详细的分析。并在传统的虚拟基站式管控方案上进行了改进,提出一种新型的基于信令流程的LTE与GSM虚拟基站联合管控方案,并且设计了管控方案的总体流程。其次,本文将LTE终端管控系统分为LTE系统信息获取、目标用户身份获取、LTE终端重定向、中间人管控四个子模块,并对四个子模块进行了详细的研究与设计。然后,利用软件无线电平台实现了LTE终端管控系统。本文通过Motorola C118手机与开源项目OsmocomBB实现了目标用户身份获取模块;通过USRP B210与开源项目OpenLTE搭建了LTE虚拟基站,并修改源代码实现了LTE终端重定向模块;通过USRP B210与开源项目OpenBSC搭建了GSM虚拟基站,通过Motorola C118与开源项目OsmocomBB搭建了GSM虚拟终端,并修改源代码实现了中间人管控模块。最后,搭建了测试平台,对管控系统的功能进行测试。测试结果表明,管控系统能够与终端进行特定的信令交互流程,实现阻断目标终端的正常通信和代理目标终端语音及短信业务的管控需求。
【图文】：

终端,语音业务,目标用户,被叫用户

为了在用户无感知的情况下获取目标用户的 S-TMSI，管控设备既要触发基站对终端的寻呼还不能使目标用户察觉。本文研究了两种无感知获取 S-TMSI 的方案。1.语音哑呼语音哑呼是指向用户拨打电话，在基站侧下发寻呼消息之后，在被叫用户终端振铃之前挂断电话，使被叫用户终端不提示来电信息，从而到达用户无感知的目的。多次哑呼终端，即可通过统计空口中出现次数最多的 S-TMSI 确定目标用户的身份。语音哑呼的方式非常简单有效，但是在当前 LTE 网络环境下存在一定的局限性。我国通信运营商目前 LTE 网络不承载语音业务，当向 LTE 用户拨打电话时，语音业务会回落至 3G 或者 2G 网络，在语音业务结束后终端又会向 LTE 网络发送跟踪区更新(TAU)请求，LTE 网络会在 TAU Accept 消息中向终端返回新的 GUTI，而其 S-TMSI 也随之改变。哑呼前后终端的 GUTI 变化如图 3.3 所示：

软件无线电,硬件平台,频率范围

(a) USRP B210 (b) C118 (c) Sony Xperia图 4.1 软件无线电硬件平台USRP B210 是一款通用的软件无线电硬件平台，其性能优越，，具体参数见表4.1：表 4.1 USRP B210 性能指标参数指标频率范围 70MHz-6GHz采样深度 12bits采样速率 61.44Msps发送通道数 2接收通道数 2其频率范围支持当前 LTE 系统与 GSM 系统所有频段要求，并且 USRP B210
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5

【参考文献】