ZESTAW 11

1. Uwierzytelnianie w GSM.

Uwierzytelnianie abonenta

• Realizowane jest w celu zabezpieczenia przed nieautoryzowanym dostępem do systemu i podszywanie się intruzów za abonentów systemu - w celu realizacji usług na koszt tychże abonentów

• Uwierzytelnienie abonenta jest realizowane przez sieć, gdy:

• użytkownik po raz pierwszy przyłącza się do systemu,

• użytkownik zamierza zrealizować usługę lub zmienić usługę,

• zachowanie użytkownika wymaga dokonania zmian w rejestrach (HLR, VLR),

• Dostęp do usług abonenta jest możliwy tylko po jego bezpiecznej identyfikacji i uwierzytelnieniu zarówno w sieci macierzystej jak i sieci innego operatora 

• Procedura uwierzytelniania jest procedurą symetryczną (taki sam algorytm i klucz uwierzytelniający w sieci i u abonenta w karcie SIM),

• Procedura uwierzytelniania uwzględnia niebezpieczeństwo związane z transmisją nieszyfrowanych informacji w kanale radiowym oraz konieczność przekazywania informacji innym operatorom

• Uwierzytelnienie realizowane jest przez centrum uwierzytelniania AuC oraz terminal z kartą SIM

• Klucz Ki jest przydzielany abonentowi przy rejestracji w systemie i zapisywany wraz z algorytmami A3 i A8 w karcie SIM oraz AuC

• Algorytmy A3 i A8 definiuje operatora i nie udostępnia abonentom oraz innym operatorom

• Zestandaryzowano jednak zawartość i długość binarną elementów trypletu:

• RAND (128 bit)

• SRES (32 bity)

• Kc (64 bity)

• Abonent nie zna klucza Ki oraz algorytmów A3 i A8

• Podczas uwierzytelniania stacji ruchomej porównywane są w MSC i/lub SGSN (GPRS) wartości SRES przekazane przez AuC oraz stację ruchomą (czas procedury < 0.5s)

• Uwierzytelnianie jest realizowane w podobny sposób w MSC i SGSN, jednak za pomocą różnych zestawów trypletów

• Do każdego uwierzytelnienia i szyfrowania (szczególnie przy zmianie VLR) powinien być wykorzystany nowy tryplet, który po użyciu jest kasowany lub oznaczany jako użyty

• W systemie GSM dopuszcza się ponowne wykorzystanie wektorów (np. roaming)

• Pozytywne uwierzytelnienie abonenta umożliwia realizację szyfrowania danych transmitowanych w kanale radiowym

• W systemie GSM stacja ruchoma (MS) nie może uwierzytelnić sieci macierzystej - brak odpowiedniej procedury

2. Noise Ratio

Stosunek sygnał - szum

• SNR (Signal-to-noise ratio) - współczynnik określający stosunek mocy sygnału do mocy szumu - podstawowe zagadnienie rozważane przy transmisji sygnałów

• Zazwyczaj mierzony jest w odbiorniku

• Oznaczany jest jako SNR lub S/N

• Większa wartość SNR oznacza większą jakość sygnału

• SNR określa górną granicę uzyskiwanych szybkości transmisji

Rodzaje szumów:

• Termiczny

• związany z charakterem poruszania elektronów

• występuje w urządzeniach elektronicznych i mediach transmisyjnych

• nie może być wyeliminowany

• zależy od temperatury

• Intermodulacyjny

• zakłócenia o częstotliwości sumy lub/i różnicy silnych sygnałów występujących na elemencie nieliniowym (aktywnym lub pasywnym - złączach)

• przesłuchy

• impulsowy

• nieregularne impulsy zakłócające o krótkim czasie trwania i dużej amplitudzie (trzaski)

3. Zależność mocy od obciążenia.

4. Zanik w łączności radiowej ???(troszke niewyraźnie napisane).

• Zmienność w czasie wartości natężenia pola w miejscu odbioru powoduje powstawanie zaników

• Zanik - znaczne obniżenie poziomu sygnału w stosunku do wartości średniej.

• Wyróżnia się dwa podstawowe rodzaje zaników:

• wolnozmienne - związane ze zmianą stanu ośrodka, w którym odbywa się propagacja fali (zwłaszcza troposfery)

Rozkład prawdopodobieństwa obwiedni sygnału można aproksymować jako rozkład logarytmiczno-normalny

• szybkozmienne - związane ze zjawiskiem propagacji wielodrogowej (fale radiowe docierają do anteny odbiorczej z różnych kierunków i z różnym opóźnieniem) oraz poruszaniem się terminali abonenckich

• Rozkład prawdopodobieństwa obwiedni sygnału jest rozkładem Rayleigha, a fazy rozkładem równomiernym

• Zaniki o głębokości 10 dB występują z prawdopodobieństwem 10%, 20 dB z prawdopodobieństwem 1%, 30 dB z prawdopodobieństwem 0,1%.

• Poziom zaników zależy od odległości między antenami nadawczą i odbiorczą

5.Simplex,duplex, semiduplex, duosimplex

Są to podstawowe tryby pracy systemów radiowych

SIMPLKS

• jeden kanał jednoczęstotliwościowy,

• łączność oczno dyspozytorem,

• łączność z innymi użytkownikami pozostającymi w zasięgu stacji

Możliwa bezpośrednia łączność między radiotelefonami oraz występowanie wzajemnych zakłóceń sąsiednich, wspólnokanałowych stacji bazowych i terminali pracujących w ich zasięgu

DUPLEKS

• jeden kanał dwuczęstotliwościowy

• nadawanie i odbiór - jednocześnie.

Możliwość łączności między radiotelefonami wyłącznie za pośrednictwem stacji bazowej, jednak każde indywidualne połączenie dupleksowe wymaga niezależnej pary kanałów. Łączność grupowa jest ograniczona zasobami stacji bazowej (liczbą dostępnych kanałów). Zakłócenia wspólnokanałowe podobne jak dla trybu duosimpleks i semidupleks.

SEMIDUPLEKS

• jeden kanał dwuczęstotliwościowy,

• stacja A - praca w dupleksie,

• stacja B - duosimpleks

• nadawanie i odbiór - przełączane,

• Stacja bazowa retransmituje odebrane sygnały

Stacja bazowa pracuje w trybie dupleks a terminale w duosimpleks. Dyspozytor z terminalem radiowym lub liniowym jest jednym z użytkowników. Możliwość łączności między radiotelefonami wyłącznie za pośrednictwem stacji bazowej (aktywna retransmisja). Łączność grupowa z wykorzystaniem jednego kanału dwuczęstotliwościowego. Zakłócenia wspólnokanałowe podobnie jak dla trybu duosimpleks.

DUOSIMPLEKS

• jeden kanał dwuczęstotliwościowy,

• nadawanie i odbiór - przełączane,

• łączność użytkowników z dyspozytorem,

• łączność z innymi użytkownikami via dyspozytor.

Brak możliwości bezpośredniej łączności między radiotelefonami (pośrednikiem jest dyspozytor) oraz występowanie wzajemnych zakłóceń sąsiednich wspólnokanałowych stacji bazowych oraz wzajemnych zakłóceń terminali pracujących w zasięgu tych stacji bazowych.

---