PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ VÀ GIÁM SÁT THUÊ BAO GSM ĐẶC THÙ QUA GIAO DIỆN VÔ TUYẾN (tt)

PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ VÀ GIÁM SÁT THUÊ BAO GSM ĐẶC THÙ QUA GIAO DIỆN VÔ TUYẾN (tt)PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ VÀ GIÁM SÁT THUÊ BAO GSM ĐẶC THÙ QUA GIAO DIỆN VÔ TUYẾN (tt)PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ VÀ GIÁM SÁT THUÊ BAO GSM ĐẶC THÙ QUA GIAO DIỆN VÔ TUYẾN (tt)PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ VÀ GIÁM SÁT THUÊ BAO GSM ĐẶC THÙ QUA GIAO DIỆN VÔ TUYẾN (tt)PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ VÀ GIÁM SÁT THUÊ BAO GSM ĐẶC THÙ QUA GIAO DIỆN VÔ TUYẾN (tt)PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ VÀ GIÁM SÁT THUÊ BAO GSM ĐẶC THÙ QUA GIAO DIỆN VÔ TUYẾN (tt)PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ VÀ GIÁM SÁT THUÊ BAO GSM ĐẶC THÙ QUA GIAO DIỆN VÔ TUYẾN (tt)PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ VÀ GIÁM SÁT THUÊ BAO GSM ĐẶC THÙ QUA GIAO DIỆN VÔ TUYẾN (tt)PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ VÀ GIÁM SÁT THUÊ BAO GSM ĐẶC THÙ QUA GIAO DIỆN VÔ TUYẾN (tt)PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ VÀ GIÁM SÁT THUÊ BAO GSM ĐẶC THÙ QUA GIAO DIỆN VÔ TUYẾN (tt)PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ VÀ GIÁM SÁT THUÊ BAO GSM ĐẶC THÙ QUA GIAO DIỆN VÔ TUYẾN (tt)

BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG _ LÊ DANH CƯỜNG PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ VÀ GIÁM SÁT THUÊ BAO GSM ĐẶC THÙ QUA GIAO DIỆN VÔ TUYẾN Chun ngành: Kỹ thuật Viễn thơng Mã số: 62.52.02.08 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2017 Cơng trình hồn thành Học viện cơng nghệ Bưu chínhViễn thơng, Bộ Thơng tin Truyền thông Người hướng dẫn khoa học: GS TSKH Đỗ Trung Tá Phản biện 1:……………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Phản biện 2: …………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Phản biện 3: …………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Vào hồi:…….giờ……, ngày……tháng……năm…… Có thể tìm hiểu Luận án tại: Thư viện Quốc gia; Thư viện Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Sự đời phát triển truyền thông GSM đem lại giá trị to lớn đời sống, kinh tế xã hội quốc gia Các phương tiện truyền thông đại sử dụng mạng GSM làm công cụ phổ biến để truyền tải thông tin thoại, fax, số liệu [14] Trong lĩnh vực An ninh - quốc phòng (ANQP), vấn đề định vị giám sát, quản lý đối tượng, thiết bị nghiệp vụ, trinh sát sử dụng thông tin di động số tình huống, điều kiện đặc thù chiến đấu, cứu hộ, thảm họa, phòng chống khủng bố… có ý nghĩa vơ quan trọng [4, 5] Các quan đặc biệt nhiều nước giới nghiên cứu xây dựng mạng liên lạc di động chuyên dụng riêng dựa mạng GSM sở nhằm đáp ứng yêu cầu liên lạc cho nguyên thủ, nhân viên làm công tác mật làm kênh truyền tín hiệu cho thiết bị nghiệp vụ (có gắn SIM GSM) Ở nước ta, từ sau năm 1995, có số cơng trình nghiên cứu định vị, giám sát phục vụ cho KT- XH thuộc nhóm nghiên cứu Viện Điện tử Đại học Bách khoa Hà Nội [48] Học viện Cơng nghệ bưu viễn thơng [5] Trong lĩnh vực ANQP, năm 2010 tác giả Nguyễn Văn Dư nhóm nghiên cứu hoàn thành đề tài Nghiên cứu giải pháp định vị thuê bao qua mạng điện thoại di động khơng có GPS thiết bị chun dụng hỗ trợ phục vụ công tác nghiệp vụ Công an [4], dựa kỹ thuật kết nối trực tiếp tới sở liệu server nhà mạng Beeline xử lý công nghệ đồ số GIS Các kết phụ thuộ c vào chất lượng định vị/ giám sát nhà cung cấp dịch vụ việc tạo lập đồ số Về khoa học, giải vấn đề định vị, giám sát bảo mật mạng GSM phải dựa sở nghiên cứu giải toán định vị, giám sát, bảo mật ứng dụng tiến kỹ thuật điện tử, tin học truyền thông Trước nhu cầu thực tiễn cần có giải pháp khoa học - cơng nghệ (KHCN) tổng thể định vị xác, giám sát chặt chẽ bảo mật cho thiết bị di động sử dụng mạng GSM đáp ứng đầy đủ yêu cầu công tác ANQP đặt ra, mà không phụ thuộc vào nhà mạng Việc nghiên cứu “Phát triển phương pháp định vị giám sát thuê bao GSM đặc thù qua giao diện vô tuyến” vấn đề mang tính cấp thiết, khoa học, thực có ý nghĩa lý luận thực tiễn Mục đích luận án Đưa giải pháp cụ thể để định vị xác vị trí, quản lý giám sát, hỗ trợ bảo mật mức độ cao cho thuê bao hoạt động lĩnh vực ANQP sử dụng mạng GSM nhà cung cấp dịch vụ Việc thực tốt nghiên cứu sở khoa học, thực tiễn vững lập kế hoạch, đầu tư triển khai, trang bị, góp phần định hướng cơng tác nghiên cứu sản phẩm thiết thực, đáp ứng yêu cầu nhiệm vụ quan Chính phủ Đối tượng phạm vi nghiên cứu luận án - Nghiên cứu tổng quan định vị, giám sát bảo mật thiết bị di động sử dụng mạng GSM nước giới - Đưa giải pháp nâng cao độ xác định vị MS cần quản lý (gọi tắt MS*) thơng qua việc đo tín hiệu RSS Cell giả lập - Phát hiện, xác thực giám sát MS* hoạt động mạng GSM nhà mạng thông qua chữ ký Kxs - Xây dựng giao thức thoả thuận khố, tạo khóa mã dịch để hỗ trợ cho MS* trao đổi thông tin mật qua mạng GSM thông thường - Thiết kế mạng GSM giả lập (GSMGL) thiết bị MS* phục vụ cho định vị, giám sát bảo mật lĩnh vực ANQP Phương pháp nghiên cứu luận án Kết hợp lý thuyết định vị, giám sát, bảo mật kết cơng trình nghiên cứu nước, đồng thời dựa thiết bị, điều kiện thực tế thời điểm nghiên cứu để giải mô tốn đặt Đóng góp luận án Đề xuất giải pháp nâng cao độ xác việc xác định vị trí thuê bao theo phương pháp tam giác đạc tín hiệu RSS kết hợp với việc xử lý liệu thu thập, đánh giá kết thu từ Cell giả lập thông qua xử lý thống kê Đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng giám sát, bảo đảm bí mật thơng tin cho thuê bao làm việc lĩnh vực ANQP 3 Đề xuất kiến trúc xây dựng hệ thống GSM giả lập chun dụng có tích hợp giải pháp đưa từ kết nghiên cứu luận án để định vị, giám sát hỗ trợ bảo mật thiết bị di động lĩnh vực ANQP Luận án hoàn thiện với bốn chương: Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu Trình bày tổng quan mạng GSM vấn đề định vị, giám sát mạng GSM Phân tích số nghiên cứu đánh giá giải pháp định vị, giám sát mạng GSM làm sở cho việc nghiên cứu giải pháp định vị, giám sát mức độ cao Nội dung khảo sát [J1] công bố Tạp chí Khoa học cơng nghệ - Đại học Công nghiệp Hà Nội Chương 2: Giải pháp nâng cao độ xác định vị mạng GSM Trình bày kết nghiên cứu giải pháp nâng cao độ xác định vị thuê bao mạng GSM phương pháp tính tốn dựa số cường độ tín hiệu RSS kết hợp Cell giả lập Kết nghiên cứu [J2] công bố tạp chí khoa học cơng nghệ Học viện Bưu viễn thông, 01 báo [J3] công bố tạp chí khoa học cơng nghệ Đại học Cơng nghiệp Hà Nội Chương 3: Nâng cao chất lượng giám sát mạng GSM chuyên dụng Trình bày kết giải pháp đảm bảo ANAT thông tin trao đổi hệ thống mạng GSM chuyên dụng sử dụng Cell giả lập, tương thích với mạng GSM có Các đóng góp luận án trình bày chương gồm: 03 báo đăng tạp chí Khoa học công nghệ Viện Khoa học công nghệ Quân [J6, J7, J10]; 02 báo đăng tạp chí Khoa học cơng nghệ Đại học Bách Khoa Hà Nội [J5, J9], 01 báo đăng tạp chí Thơng tin - lý luận khoa học công nghệ, Bộ Thông tin truyền thông [J8] Chương 4: Xây dựng hệ thống GSM chuyên dụng ứng dụng đảm bảo an ninh quốc gia Đề xuất mô hình, xây dựng chức hoạt động phân hệ thiết kế số modul chuyên dụng Đồng thời chế tạo đưa thiết bị Cell giả lập vào triển khai thử nghiệm công tác an ninh, giải toán định vị, giám sát số ứng dụng nghiệp vụ khác thuê bao GSM [P1] Kết ứng dụng tổng hợp đánh giá đăng tạp chí Khoa học cơng nghệ, Bộ Cơng an [J4] Phần kết luận trình bày tóm tắt kết nghiên cứu chính, thảo luận ưu điểm hạn chế đóng góp mới, từ đề xuất, định hướng nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Nội dung chương trình bày lịch sử, mơ hình, cấu trúc, thành phần, hoạt động mạng GSM; thủ tục xác thực thuê bao, trao đổi liệu, nguy an ninh, an tồn thơng tin liên quan tới vấn đề định vị, giám sát an ninh thông tin mạng GSM Chương phân tích số nghiên cứu liên quan, từ đề xuất hướng nghiên cứu, phạm vi, phương thức tiếp cận nghiên cứu 1.1 Tổng quan mạng GSM 1.1.1 Lịch sử đời phát triển 1.1.2 Cấu trúc thành phần mạng Mạng thông tin di động GSM gồm thành phần sau: Hình 1.1: Cấu trúc mạng GSM Các thành phần mạng GSM: + Thiết bị di động MS người thuê bao sử dụng; Hệ thống trạm gốc BS gồm trạm thu/phát (BTS) trạm điều khiển (BSC); Hệ thống mạng với phận trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC 1.1.3 Vấn đề sử dụng mạng GSM lĩnh vực ANQP Trình bày thực trạng, yêu cầu đặt ứng dụng mạng GSM hoạt động công tác thông tin liên lạc lĩnh vực ANQP 1.2 Phương pháp định vị thuê bao mạng GSM Bao gồm nhóm phương pháp định vị dựa mạng [12, 14, 18, 19, 24, 34, 36, 44, 60, 66, 67] thiết bị di động [7, 20, 32, 57, 61, 70] Kết nghiên cứu, khảo sát, so sánh, đánh giá phương pháp định vị thuê bao mạng GSM tổng hợp [J1]: CELL_ID Khơng Kích thước tế bào TA Khơng NA Phạm vi xác Khu vực Khu vực thành thị Nơng thơn 200m2km-20km 526m 80m-800m 500m-10km RSS Ít BS Cần thiết Đặc điểm Kênh 151 m Thuật toán Yêu cầu bổ sung RF Cơ sở liệu Dấu vân tay AOA DFA, Mảng Antenna DCM (NMR) Cần BS +1 BS phục vụ Hạn chế Môi trường Vấn đề kết nối (nhất vùng nông thôn) Nhiễu đa 50m đường mơi trường truyền sóng thay đổi 100mNhiều yếu tố 200m Nhiễu đa đường môi trường 25 m truyền sóng thay đổi 250m-35km Vài km Vài km Vài km TOA Cần BS, LMU có đồng thời gian Tầm nhìn thẳng LOS 200m550m NA TDOA > 3BS NA 100m300m Vài km UTDOA GPS A-GPS E-OTD 3BS+LMU Tầm nhìn thẳng LOS có BS tham chiếu gần 3BS+LMU Vấn đề kết nối (nhất vùng nông