一种TD-LTE终端管控系统中基站搜索和基站同步研究与实现
发布时间：2021-06-12 22:37
一方面,移动终端的遍及给人们生活带来了越来越多的便利;另一方面它们在私密窃取和隐私安全等方面仍然面临着巨大挑战。因此在诸多涉密场合配置一个能够对特定用户进行中断通信或者保障的管控系统具有重要的实践价值。论文主要是基于工程建设实践而引出的课题,研究一种基于伪基站式TD-LTE网络的通信管控设备,而基站搜索和基站同步是管控设备实现管控的必要前提。目前现有的基站搜索和同步模块设备过于庞大、价格昂贵,且大多数未能真正用于工程开发当中去。论文旨在设计基站搜索和基站同步方案并具有实际工程应用价值,同时达到管控设备参数需要。在如下几个方面展开具体研究。首先,论文分析了 TD-LTE终端管控系统现有的方案。讨论了目前存在的大功率噪声遮盖式、监听式管控方法的优劣势,设计出一套基于IMIS身份信息的TD-LTE伪基站式管控方案,并对管控方案的工作流程进行了详细设计。然后,由TD-LTE相关技术入手,对TD-LTE系统架构、系统消息、同步信号算法等相关原理和技术进行了分析研究。其次,详细介绍了基站搜索方案,设计应用LTE基站搜索软件LTE-Cell-Scanner加入对HACKRF的支持,使用C语言进行开发...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?４Ｇ移动干扰器??对于最早的传统终端管控技术，可以回溯到电磁屏蔽室
?第１章绪论???出的移动终端信号屏蔽仪，此类屏蔽仪通过干扰ＴＤ－ＳＣＤＭＡ系统的下行信号，??来实现管控的，如图１．２所示。??图１．２?ＴＤ－ＳＣＤＭＡ终端屏蔽仪??而同时在国外，一些类似的移动终端屏蔽设备也出现了。欧洲的某通信设备??研发公司发布的Ｐａｕｓｅ盒子。此类屏蔽设备能够在家庭亲子时间或高级别涉密会??议时登记最多５部移动终端，并且屏蔽其无线通信网络呼叫、短信及邮件。??在一些小型场合，使用信号屏蔽仪即可，对于一些特殊领域，科研工作者的??研宄主要是从通信协议方面展开的，通过对协议的研究和分析找出突破口。??第二代移动通信蜂窝网系统是我们接触最早所了解的通信系统，并且第二??代移动通信网络蜂窝网系统仍然是用户群最大、网络覆盖最全面的蜂窝网系统。??而ＧＳＭ认证方式采用的是单向鉴权，网络会对终端的合法性进行验证，而终端??将不会验证服务基站的合法性。由于存在这些漏洞，通过对其协议的研究，诞生??了?ＧＳＭ伪基站。在ＧＳＭ伪基站式侦察机技术中万国金、潘杰等人做了相关研??究，通过对公网基站大功率压制，通过使用ＧＳＭ伪基站，诱导移动终端吸附着??到ＧＳＭ伪基站上，同时鉴于ＧＳＭ网络协议的漏洞，迫使ＧＳＭ伪基站同时向??移动终端发送三次身份请求（Ｉｄｅｎｔｉｔｙｒｅｑｕｅｓｔ）信令引诱终端上报附着ＩＭＳＩ、国??际移动设备识别码、临时标识符的信息，从而完成对终端身份信息检测的功能［１２］。??伪基站的另一个别称又叫虚拟基站，周凯、陈通海通过对虚拟基站的相关原理做??了具体研究，实现应用ＶＳ２０１０与ＴＣ３５Ｉ的虚拟基站监控功能设计方案，该设计??方法具有成本低、搭配性强、易于维护等优势［１３］。??Ｌ
１???第２章ＴＤ－ＬＴＥ终端管控系统方案设计???关于当前ＴＤ－ＬＴＥ终端管控系统的不足之处，论文所讨论和设计的基于ＩＭＩＳ??身份信息的ＴＤ－ＬＴＥ伪基站式管控方案满足以下需求：??（１）能够对重点目标手机ＴＤ－ＬＴＥ通信进行阻断；??（２）能够控制目标手机（非锁网状态）转移至ＧＳＭ网络；??（３）能够设置黑白名单，黑名单手机ＴＤ－ＬＴＥ通信受限制，白名单手机通??信将不受限制。??２．２管控方案??２．２．１大功率噪声迪盖式干扰方案??功率干扰设备是目前使用较多的一种管控方案，首先是要得知目标用户使??用的通信频段，通过在ＴＤ－ＬＴＥ网络通信频段内发射大功率噪声干扰信号，造成??信号强度降低，终端无法正常接收，实现基站与终端在指定区域内通信阻断??噪声干扰性能不错，而且要求电路容易实现，对协议栈信令解码和基带中的算法??可以不用考虑，是目前基本管控方案中思路设计不太复杂的一种，图２．１为被动??式噪声干扰方案的工作原理图。??产基?３?射??生带?Ｐ?频天??带Ｐ声＿一＂＾步声发??噪放?控方射??声?大?制?法??图２．１大功率噪声遮盖式干扰原理框图??ＴＤ－ＬＴＥ通信网络采用时分双工模式，该通信系统抗噪声性能逊色于前代的??ＣＤＭＡ２０００和ＷＣＤＭＡ等码分多址系统。虽然大功率噪声压制式管控对设备性??能需求不高、易于实现，原理机制简单［｜５］，但当对噪声干扰进行仿真测试后观察，??直到干扰噪声到达相应强度时，对于特定的ＴＤ－ＬＴＥ系统来说，初始信号将会被??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]通信电子干扰的分类与发展[J]. 逄天洋,李永贵,牛英滔,韩晨,夏志. 通信技术. 2018(10)
[2]基于HackRF的软件无线电扩展应用研究[J]. 田兆丰,文勇军. 信息与电脑(理论版). 2018(07)
[3]一种移动终端完备身份信息的识别方案[J]. 潘杰,万国金,胡杰. 电子器件. 2015(04)
[4]LTE F/D/E多频段混合组网策略的应用[J]. 张晨,陆清清. 移动通信. 2015(08)
[5]基于TC35I的伪基站监测系统设计[J]. 陈通海,周凯,李询. 中国无线电. 2014(11)
[6]LTE基站同步方式浅析[J]. 闫震,史楠. 信息通信. 2014(11)
[7]浅谈如何防范手机泄密[J]. 孙辉. 中国无线电. 2014(02)
[8]家庭基站时间同步需求导航卫星授时和PTP1588[J]. 涂涛,杨德朝,顾胜,范伟. 数字通信世界. 2014(02)
[9]基于传输分集信号检测的TD-LTE系统PDCCH解资源映射的算法研究[J]. 李小文,罗佳. 计算机应用研究. 2013(10)
[10]浅谈企业信息安全——数据防泄露管理[J]. 武芳. 计算机光盘软件与应用. 2013(03)
硕士论文
[1]基于HackRF的室内无线电频谱检测仪的设计与实现[D]. 樊雨沛.海南大学 2019
[2]基于信令流程的LTE终端管控关键技术研究[D]. 李伟光.重庆邮电大学 2018
[3]LTE终端管控系统基带算法研究与实现[D]. 徐建.重庆邮电大学 2018
[4]基于HackRF的频谱检测与分析平台设计与实现[D]. 武韬.北京邮电大学 2018
[5]TD-LTE终端管控中PBCH快速检测与目标身份识别算法研究[D]. 魏珊.重庆邮电大学 2017
[6]TD-LTE终端管控系统干扰设计与实现[D]. 王勇.重庆邮电大学 2016
[7]基于UE测量辅助的TD-LTE家庭基站时间同步算法[D]. 张扬.安徽大学 2016
[8]TD-LTE小区搜索与时频同步技术研究与实现[D]. 达曼青.北京邮电大学 2016
[9]LTE移动通信网络动态TDD技术研究[D]. 陈昊.厦门大学 2014
[10]TD-LTE下行小区搜索算法研究与实现[D]. 徐滢.电子科技大学 2014
本文编号：3226422
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?４Ｇ移动干扰器??对于最早的传统终端管控技术，可以回溯到电磁屏蔽室
?第１章绪论???出的移动终端信号屏蔽仪，此类屏蔽仪通过干扰ＴＤ－ＳＣＤＭＡ系统的下行信号，??来实现管控的，如图１．２所示。??图１．２?ＴＤ－ＳＣＤＭＡ终端屏蔽仪??而同时在国外，一些类似的移动终端屏蔽设备也出现了。欧洲的某通信设备??研发公司发布的Ｐａｕｓｅ盒子。此类屏蔽设备能够在家庭亲子时间或高级别涉密会??议时登记最多５部移动终端，并且屏蔽其无线通信网络呼叫、短信及邮件。??在一些小型场合，使用信号屏蔽仪即可，对于一些特殊领域，科研工作者的??研宄主要是从通信协议方面展开的，通过对协议的研究和分析找出突破口。??第二代移动通信蜂窝网系统是我们接触最早所了解的通信系统，并且第二??代移动通信网络蜂窝网系统仍然是用户群最大、网络覆盖最全面的蜂窝网系统。??而ＧＳＭ认证方式采用的是单向鉴权，网络会对终端的合法性进行验证，而终端??将不会验证服务基站的合法性。由于存在这些漏洞，通过对其协议的研究，诞生??了?ＧＳＭ伪基站。在ＧＳＭ伪基站式侦察机技术中万国金、潘杰等人做了相关研??究，通过对公网基站大功率压制，通过使用ＧＳＭ伪基站，诱导移动终端吸附着??到ＧＳＭ伪基站上，同时鉴于ＧＳＭ网络协议的漏洞，迫使ＧＳＭ伪基站同时向??移动终端发送三次身份请求（Ｉｄｅｎｔｉｔｙｒｅｑｕｅｓｔ）信令引诱终端上报附着ＩＭＳＩ、国??际移动设备识别码、临时标识符的信息，从而完成对终端身份信息检测的功能［１２］。??伪基站的另一个别称又叫虚拟基站，周凯、陈通海通过对虚拟基站的相关原理做??了具体研究，实现应用ＶＳ２０１０与ＴＣ３５Ｉ的虚拟基站监控功能设计方案，该设计??方法具有成本低、搭配性强、易于维护等优势［１３］。??Ｌ
１???第２章ＴＤ－ＬＴＥ终端管控系统方案设计???关于当前ＴＤ－ＬＴＥ终端管控系统的不足之处，论文所讨论和设计的基于ＩＭＩＳ??身份信息的ＴＤ－ＬＴＥ伪基站式管控方案满足以下需求：??（１）能够对重点目标手机ＴＤ－ＬＴＥ通信进行阻断；??（２）能够控制目标手机（非锁网状态）转移至ＧＳＭ网络；??（３）能够设置黑白名单，黑名单手机ＴＤ－ＬＴＥ通信受限制，白名单手机通??信将不受限制。??２．２管控方案??２．２．１大功率噪声迪盖式干扰方案??功率干扰设备是目前使用较多的一种管控方案，首先是要得知目标用户使??用的通信频段，通过在ＴＤ－ＬＴＥ网络通信频段内发射大功率噪声干扰信号，造成??信号强度降低，终端无法正常接收，实现基站与终端在指定区域内通信阻断??噪声干扰性能不错，而且要求电路容易实现，对协议栈信令解码和基带中的算法??可以不用考虑，是目前基本管控方案中思路设计不太复杂的一种，图２．１为被动??式噪声干扰方案的工作原理图。??产基?３?射??生带?Ｐ?频天??带Ｐ声＿一＂＾步声发??噪放?控方射??声?大?制?法??图２．１大功率噪声遮盖式干扰原理框图??ＴＤ－ＬＴＥ通信网络采用时分双工模式，该通信系统抗噪声性能逊色于前代的??ＣＤＭＡ２０００和ＷＣＤＭＡ等码分多址系统。虽然大功率噪声压制式管控对设备性??能需求不高、易于实现，原理机制简单［｜５］，但当对噪声干扰进行仿真测试后观察，??直到干扰噪声到达相应强度时，对于特定的ＴＤ－ＬＴＥ系统来说，初始信号将会被??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]通信电子干扰的分类与发展[J]. 逄天洋,李永贵,牛英滔,韩晨,夏志. 通信技术. 2018(10)
[2]基于HackRF的软件无线电扩展应用研究[J]. 田兆丰,文勇军. 信息与电脑(理论版). 2018(07)
[3]一种移动终端完备身份信息的识别方案[J]. 潘杰,万国金,胡杰. 电子器件. 2015(04)
[4]LTE F/D/E多频段混合组网策略的应用[J]. 张晨,陆清清. 移动通信. 2015(08)
[5]基于TC35I的伪基站监测系统设计[J]. 陈通海,周凯,李询. 中国无线电. 2014(11)
[6]LTE基站同步方式浅析[J]. 闫震,史楠. 信息通信. 2014(11)
[7]浅谈如何防范手机泄密[J]. 孙辉. 中国无线电. 2014(02)
[8]家庭基站时间同步需求导航卫星授时和PTP1588[J]. 涂涛,杨德朝,顾胜,范伟. 数字通信世界. 2014(02)
[9]基于传输分集信号检测的TD-LTE系统PDCCH解资源映射的算法研究[J]. 李小文,罗佳. 计算机应用研究. 2013(10)
[10]浅谈企业信息安全——数据防泄露管理[J]. 武芳. 计算机光盘软件与应用. 2013(03)
硕士论文
[1]基于HackRF的室内无线电频谱检测仪的设计与实现[D]. 樊雨沛.海南大学 2019
[2]基于信令流程的LTE终端管控关键技术研究[D]. 李伟光.重庆邮电大学 2018
[3]LTE终端管控系统基带算法研究与实现[D]. 徐建.重庆邮电大学 2018
[4]基于HackRF的频谱检测与分析平台设计与实现[D]. 武韬.北京邮电大学 2018
[5]TD-LTE终端管控中PBCH快速检测与目标身份识别算法研究[D]. 魏珊.重庆邮电大学 2017
[6]TD-LTE终端管控系统干扰设计与实现[D]. 王勇.重庆邮电大学 2016
[7]基于UE测量辅助的TD-LTE家庭基站时间同步算法[D]. 张扬.安徽大学 2016
[8]TD-LTE小区搜索与时频同步技术研究与实现[D]. 达曼青.北京邮电大学 2016
[9]LTE移动通信网络动态TDD技术研究[D]. 陈昊.厦门大学 2014
[10]TD-LTE下行小区搜索算法研究与实现[D]. 徐滢.电子科技大学 2014
本文编号：3226422
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