GSM/3G移动终端监管系统研究

摘要

移动通信技术在给人们提供巨大便利及优秀感官体验的同时，如何正确运用这项技术也受到了人们的关注。例如，犯罪分子和恐怖分子可以通过手机秘密传输盗取的信息或者协商违法犯罪行为;别有用心的商家会通过语音或者短信骗取不义之财，甚至影响到合法用户的正常通信。不正当的使用移动通信技术无疑会损害他人的利益，影响社会的稳定。因此，如何有效的监管移动终端，越来越受到有关安全部门的重视。
　　本论文提出了监管3G/GSM移动终端的实现方案，并设计了监管系统。针对GSM移动终端，监管系统实现了用户IMSI/TMSI和MSISDN的感知，以及同时实时监管语音短信通信。针对3G移动终端，监管系统实现了用户IMSI/TMSI的感知，以及实现监管语音通信。本文主要工作如下:
　　1.实现了针对GSM移动终端的用户IMSI/TMSI和MSISDN感知，以及语音短信的通信监管。研究3GPP规范中GSM部分关于小区重选、位置更新以及鉴权过程的详细协议，设计监管系统的系统信息，使GSM移动终端主动附着监管系统构建的虚拟小区，并提供用户身份信息。通过对GSM移动终端用户身份的模拟，由监管系统代理转发GSM移动终端的语音短信通信，实现同时实时监管GSM移动终端的语音短信通信。
　　2.实现了针对3G移动终端的用户IMSI/TMSI感知和语音通信监管。研究3GPP规范中UMTS部分关于小区重选、位置更新以及鉴权过程的详细协议，设计UMTS切换设备，使3G移动终端主动从UMTS小区切换至虚拟小区，并执行虚拟小区GSM协议，提供用户的身份信息。通过模拟3G移动终端用户的身份，由监管系统代理转发3G移动终端的语音通信，实现语音通信监管。
　　3.基于Qt开发套件，在UNIX环境下开发监管管理系统，采用图形界面实现系统的输入、输出管理，并可实时监控所感知的语音、短信及移动终端信息。

目录

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摘要

图表目录

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．3 本文工作

1．4 论文结构

第二章 基本理论

2．1 3GPP规范体系

2．1．1 位置更新过程

2．1．2 鉴权过程

2．1．3 小区选择重选过程

2．2 UNIX的进程控制

2．3 Qt图形化界面开发

2．3．1 信号／槽机制

2．3．2 Qt 的进程处理机制

2．3．3 Phonon

2．4 本章小结

第三章 GSM移动终端监管方案设计

3．1 MS接入方案设计

3．1．1 引导MS小区重选过程方案设计

3．1．2 IMSI／TMSI感知方案设计

3．2 语音短信通信监管和MSISDN感知方案设计

3．2．1 语音短信通信监管方案设计

3．2．2 MSISDN感知方案设计

3．3．同时实时语音短信监管方案设计

3．4．本章小结

第四章 3G移动终端语音监管方案设计

4．1 UMTS鉴权过程分析

4．2 UMTS小区重选过程分析

4．3 IMSI／TMSI感知和语音监管方案

4．3．1 方案设计

4．3．2 切换设备设计

4．4 本章总结

第五章 GSM／3G移动终端监管系统实现

5．1 监管系统硬件整体实现

5．2 监管系统软件整体实现

5．2．1 GNU Radio

5．2．2 OpenBTS

5．2．3 OsmocomBB

5．2．4 GSM模块管理程序

5．2．5 SIM卡模拟程序

5．2．6 通信管理程序

5．2．7 图形用户界面

5．3 IMSI／TMSI感知的实现

5．4 MSISDN感知的实现

5．5 语音短信通信监管的实现

5．6 本章总结

第六章 系统性能测试与分析

6．1 系统测试与运行环境

6．2 MS用户身份感知和通信监管测试与分析

6．2．1 感知MS用户IMSI／TMSI时间测试与分析

6．2．2 感知MS用户MSISDN时间测试与分析

6．2．3 语音短信通信监管时间测试与分析

6．2．4 语音监管性能测试与分析

6．3 MS同时实时语音短信监管测试与分析

6．3．1 通信成功率测试与分析

6．3．2 短信接收平均时延测试与分析

6．4 UE语音通信监管测试

6．4．1 感知UE用户IMSI／TMSI时间测试与分析

6．4．2 语音监管时间测试与分析

6．4．3 语音监管性能测试与分析

6．5 图形用户界面测试

6．6 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 全文工作总结

7．2 下一步工作及展望

参考文献

致谢

硕士阶段科研成果