随着第五代移动通信系统的普及,5G成为国家的新基建之首,5G安全性影响着社会的各行各业。通信安全性永远是用户最关心的问题。如在重要保密场所中,为了防止手机的使用,就需要对保密场所的手机进行管控。在警察执行反恐防爆任务中,为了防止手机引爆炸弹的情况发生,需要对任务地点进行手机管控。因此设计一种针对特定目标的终端管控系统具有很高的研究意义和实现价值。首先,对5G协议架构和组网模式以及5G存在的安全问题和安全机制进行了详细研究。然后对现有的终端管控方案进行分析,针对现有终端管控存在的问题,结合5G非独立组双连接在4G锚点基站鉴权之前信令未加密的特点,设计了一种5G非独立组网下基于身份认证信令的管控方案,实现对一定范围内的特定终端通信阻断。随后详细阐述了该方案在身份认证流程之前获取用户信息的信令流程设计原理以及通过获取到的用户信息对特定终端通信阻断的管控设计方案。其次,对终端接入管控系统涉及的基站搜索技术进行研究,介绍基站搜索要获取的系统信息和终端管控所需要的配置参数。介绍两种基站搜索方案,结合USRP和GNU Radio设计了一种获取服务小区信息的基站搜索方案。通过三种方案对比,验证本方案能够在较高成功率下准确的获取服务小区的参数信息。最后,通过Open Air Interrface开源项目搭建专网验证平台,通过本文的基站搜索方案获取公网服务小区系统相关信息并配置专网基站。在搭建的专网基站下对终端进行用户身份的获取和管控测试,测试结果表明本管控方案能够通过信令交互获取用户信息并且能够阻断特定终端的通信,验证了本方案的可行性和正确性。
随着第四代移动通信技术商业化的逐渐成熟,长期演进(Long Term Evolution,LTE)移动终端数量正逐年飞速增长。移动终端的普及一方面给人们生活带来越来越多的便利,另一方面也导致私密信息暴露的可能性大大增加,因此在诸多涉密场合配置一...
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随着第四代移动通信技术商业化的逐渐成熟,长期演进(Long Term Evolution,LTE)移动终端数量正逐年飞速增长。移动终端的普及一方面给人们生活带来越来越多的便利,另一方面也导致私密信息暴露的可能性大大增加,因此在诸多涉密场合配置一个能中断目标终端通信的管控系统具有很高的实践价值。本文旨在搭建一个能够获取指定目标身份信息和具有终端识别功能的管控系统,并对其控制信道检测算法进行优化从而提高管控系统的运行效率和稳定性。目前LTE管控系统的研究主要从协议栈和信令流程层面着手,极少对信道解调解码算法进行优化,提高管控系统的效率和稳定性。本文对现有管控方案流程进行分析,专注于优化LTE管控系统涉及的部分控制信道检测算法,通过提高信号检测解码速度降低时延,保证空口消息准确解码与上下行信令及时交互从而提升系统稳定性,并对已有管控方案不足之处作出改进从而提高管控效率。主要研究内容如下:首先,描述了已有LTE管控系统的实现方案,对已有方案的关键耗时步骤进行分析,在此基础上给出管控关键步骤中的控制信道算法优化方向。其次,使用LTE系统主同步分段重叠相关检测算法和基于卡尔曼自回归的天线端口数检测算法,减少了小区同步过程相关计算的计算量以及物理广播信道(Physical Broadcast Channel,PBCH)消息解码过程中盲检测造成的时延,提高了管控系统下行控制信道消息检测解码效率,并分析验证了算法的低复杂度、良好的抗噪性能与抗频偏性能。再次,使用哑呼方式触发网络重载,迫使终端进行小区重选从而获取目标终端的身份信息,并给出优化后的完整管控方案;通过基于根序列分组的半动态门限前导检测算法,提高小区重选过程中虚拟基站对随机接入请求的检测效率,从而降低管控方案的执行复杂度并提升系统目标识别的稳定性和准确性。最后,测试验证使用的控制信道优化算法和完整管控方案,通过软件无线电设备获取空口实测数据,结合工程机和路测软件显示结果,验证控制信道算法和管控系统的有效性和可执行性。
随着互联网经济的崛起、电子半导体产业的长足进步、智能手机的快速普及,使得移动通讯产业迎来了空前的发展。2004年3GPP标准化组织在加拿大启动长期演进(Long Term Evolution,LTE)项目。LTE移动通信网络以其高速率、低延时等特点,促使...
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随着互联网经济的崛起、电子半导体产业的长足进步、智能手机的快速普及,使得移动通讯产业迎来了空前的发展。2004年3GPP标准化组织在加拿大启动长期演进(Long Term Evolution,LTE)项目。LTE移动通信网络以其高速率、低延时等特点,促使消费结构向着宽带化、移动化的方向发展。在“互联网+”的创新经济中,LTE网络发挥着至关重要作用。LTE作为当前最新的商用移动通信网络,在普及率高、用户多的情况下,研究一种在机要会议室、档案馆、考场等,中断或保障特定移动终端网络形式的通信管制系统具有重要的价值。本文旨在研究一种针对LTE网络的通信管控系统,研究和设计基带优化算法和身份信息检测方案,从而满足管控系统的性能需求,形成一套具有身份甄别、高效可行的管控系统。当前,关于LTE管控系统的研究主要集中在协议栈和信令流程的分析,而极少深入考虑效率和管控系统基带算法的优化问题。本文主要以提高信号检测效率、降低参数估计复杂度和增强系统稳定性为切入点,同时针对实现过程中的一些问题给出解决方案,完成LTE管控系统的优化方案。其中主要的研究内容包括:首先,本文对当前已有的LTE管控系统进行分析对比,并对管控方案关键因素进行分析,针对关键因素,探索改进算法和管控优化方案,最后对本文管控系统的工作流程进行详细的分析。其次,本文对信号检测、参数估计和系统稳定性进行研究,给出了LTE系统主同步重叠与分段联合检测算法和LTE系统中基于信道估计的天线端口数检测算法。并进行算法推导和仿真分析。主要解决同步相关计算时运算量大,以及天线端口数检测中盲检、频偏和噪声影响大等造成时延增加的问题。旨在提高信号检测效率,降低天线端口数估计的复杂度。同时本文给出了LTE管控系统中IMSI获取方法,结合TMSI,形成完整的身份信息获取方案,提高管控系统的有效性和稳定性。最后,对本文所提出的优化算法和方案进行测试验证,通过软件无线电平台采集真实空口数据,对比工程机和路测软件显示信息,同时给出最终管控结果,验证优化算法和整个管控系统的正确性和可行性。
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