Галкин В.А., Григорьев Ю.А. - Телекоммуникации и сети (1053870), страница 72
Текст из файла (страница 72)
Частоты, вьщеленные для передачи от подвижной станции на базовую и вобратном направлении, группируют парами, организуя дуплексный канал с разносом 45 МГц. Эти пары частот сохраняются и при перескоках частоты. Каждая ячейка (сота) характеризуется присвоением определенного количества парчастот от 1 до 15 (не более).Каждая частотная несущая содержит 8 физических каналов, размещенныхв 8 временных интервалах (слотах) в пределах TDMA-кадра.
Каждый физический канал использует один и тот же слот в каждом временном TDMAкадре.До формирования физического канала сообщения и данные, представленные в цифровой форме, группируются и объединяются в логические каналыдвух типов: каналы связи для передачи кодированной речи или данных (ТСН),каналы управления для передачи сигналов управления и синхронизации. Различают 4 вида каналов управления: ВССН (Broadcast Control CHannels) - каналыпередачи сигналов управления, СССН (Common Control CHannels) - общие каналы управления, DCCH (stand-alone Dedicated Control CHannels) - индивидуальные каналы управления, АССН (Associated Control CHannels) - совмещенныеканалы управления.Каналы передачи сигналов управления (ВССН) используют только в направлении с базовой станции на все подвижные станции.
Они несут информацию,необходимую подвижным станциям для работы в системе. Различают три видаканалов передачи сигналов управления:FCCH (Frequency Correction CHannel) - канал подстройки частоты, используемый для синхронизации несущей в подвижной станции. По этому каналупередают немодулированную несущую с фиксированным частотным сдвигомотносительно номинального значения частоты канала связи.SCH (Synchronisation CHannel) - канал синхронизации, по которому передают информацию на подвижную станцию с кадровой (временнбй) синхронизацией.ВССН (Broadcast Control CHannel) ~ канал управления передачей, обеспечивающей передачу основных команд по управлению передачей (номер общихканалов управления тех из них, которые объединены с другими каналами, втом числе и с физическими и т. д.)305u>оДиапазон общегопользования для средствмалой мощностиON8709158901870880890900910933 I920К930928917Международнаяподвижная служба связи(наземная и морская)Передача базовой станцией12 МГцПрием мобилыюйстанциейоилыюис:^940950935 940 950960/ М Г ц ^NT915/МГц952925HCMTSAMPS, D-AMPS20 МГцКTACSНETACS825830872845840850860870870NMT-900883 888880885HCMTS ^895 905890900907Z-Национальные сети GSMК^Передача мобильной станциейПрием базовой станцией^.
^, „^ ^ „ ^Рис. 4.26. Частотные планы ССПС:GSM - общеевропейский стаццарт на цифровые ССПС; AMPS - стаццарт на аналоговые ССПС Северной Америки;D - AMPS (ADS) - стаццарт на цифровые ССПС Северной Америки; TACS (ETACS) - стаццарт Великобритании нааналоговую ССПС; NMT-900 - стаццарт скаццинавских стран на аналоговую ССПС; HCMTS - стаццарт нааналоговые ССПС Японии4.5. Технология мобильных сетейОтображение логических каналов на физические каналы осуществляетсячерез процессы кодирования и шифрования передаваемых сообщений. Для защиты логических каналов от ошибок, имеющих место в процессе передачи,используют три вида кодирования:блочное - для быстрого обнаружения ошибок при приеме;сверточное - для исправления одиночных ошибок;перемежение - для преобразования пакетов ошибок в одиночные.Для защиты каналов от подслушивания в каналах связи и управления применяют шифрование.Аспекты безопасности в мобильных сетяхСотовые системы подвижной связи нового поколения могут принять всехпотенциальных пользователей, если будет гарантирована безопасность связи:секретность и аутентификация.
Секретность должна исключрггь возможностьизвлечения информации из каналов связи кому-либо, кроме санкционированного получателя. Проблема аутентификации заключается в том, чтобы помешать кому-либо, кроме санкционированного пользователя (отправителя), подменить канал, т. е. получатель должен быть уверен, что в настоящий моментон принимает сообщение от санкционированного пользователя. Основным способом обеспечения секретности является шифрование.
Новой концепцией использования шифрования является аутентификация сообщений.Аутентификацию сообщений через шифрование осуществляют за счет включения в текст так называемого кода идентификации (т. е. фиксированного илизависящего от передаваемых данных слова, которое знают отправитель и получатель, или которое они могут вьщелить в процессе передачи). Получательрасшифровывает сообщение и путем сравнения получает удостоверение, чтопринимаемые данные являются именно данными санкционированного отправителя.К системе шифрования предъявляют следующие основные требования:• обеспечение нелинейной связи между исходным текстом и зашифрованным;• возможность изменения параметров ышфрования во времени.Если алгоритмы шифрования отвечают первому требованию, то, не знаяключа, исключена возможность изменить код идентификации.
Второе требование исключает возможность нарушения работы системы за счет воспроизведения противником перехваченного ранее сообщения.Одним путем из обеспечения этих требований является применение синхронных систем передачи, но при этом необходимы системы цикловой и тактовой синхронизации, что во многих случаях неприемлемо. Второй путь состоитво включении в информационную последовательность (каждое сообщение) временных меток, так чтобы зашифрованные данные бьши бы однозначно с нимисвязаны.3074.
Технологии глобальных сетейАлгоритмы пшфрования делят на два класса:классические,с открыгым ключом.Классические алгоритмы используют один ключ для шифрования и дешифрования. Алгоритмы с открыгым ключом используют два ключа :1) для перехода от нешифрованного текста к шифрованному;2) для обратного перехода от шифрованного к нешифрованному.Алгоритм шифрования с открытым ключом RSA обеспечивает высокуюстепень безопасности передачи речевых сообщений.В стандарте GSM термин «безопасность» подразумевает исключение несанкционированного использования системы и обеспечение секретности переговоров подвижных абонентов.
В стандарте GSM определены следующие механизмы безопасности:• аутентификация;• секретность передачи данных;• секретность абонента;• секретность направлений соединения абонентов.Защита сигналов управления и данных пользователя осуществляется только по радиоканалу.Рассмотрим механизмы аутентификации и секретности передачи данных.Механизмы аутентификации. Для исключения несанкционированногоиспользования ресурсов системы связи определены механизмы аутентификации - удостоверения подлинности абонента.Каждый подвижный абонент на время пользования системой связи получает стандартный модуль подлинности абонента (SIM), который содержит:• международный идентификационный номер подвижного абонента (IMSI);• свой индивидуальный ключ аутентификации (Ki);• алгоритм аутентификации (A3).С помощью заложенной в SIM информации в результате взаимного обменаданными между подвижной станцией и сетью осуществляется полный циклаутентификации и разрешается доступ абонента к сети.Процедура проверки сетью подлинности абонента изображена на рис.
4.27.Мобильная станцияРадиоканалСетьRANDKiiA3SPEStSPESРис. 4.27. Процедура ^тентификации абонента308X.Да/Нет4.5. Технология мобильных сетейПроцедура проверки сетью подлинности або-Мобильная станциянента реализуется следующим образом. Сеть к1RANDпередает случайный номер (RAND) на подвижную станцию. На ней с помощью ключа Ki иалгоритма аутентификации A3 определяетсяА8значение отклика (SRES), т.
е.SRES = Ki[RAND]."JTКсПодвижная станция посылает вычисленноезначение SRES в сеть, которая сверяет значе^^^- '*-^^- Схема полученияние принятого SRES со значением SRES, выключа шифрованиячисленным сетью. Если оба значения совпадают, подвижная станция приступает к передаче сообщений. В противном случае связь прерывается, и индикаторподвижной станции показывает, что опознавание не состоялось. Для обеспечения секретности вычисление SRES происходит в рамках SIM.Секретность передачи данных. Для обеспечения секретности передаваемой по радиоканалу информации введен следующий механизм защиты. Всеконфиденциальные сообщения необходимо передавать в режиме защиты информации.
Алгоритм формирования ключей шифрования (А8) хранится в модуле SIM. После приема случайного номера RAND подвижная станция вычисляет, кроме отклика SRES, также и ключ шифрования (Кс), используя RAND,Ki и алгоритм А8 (рис. 4.28.)Kc=Ki[RAND].Ключ шифрования Кс не передается по радиоканалу. Как подвижная станция, так и сеть вычисляют ключ шифрования, который используют другие подвижные абоненты.
По причине секретности вьгшсление Кс происходит в SIM.Спутниковые системы подвижной связиПримером спутниковой системы подвижной связи является система «Глобалстар».Эта система, используя сеть низкоорбитальных спутников или объектов(НОО), предоставляет услуги по передаче голоса, данных, обмену сообщениями, факсимиле и услуги определения местонахождения для клиентов во всеммире, использующих существующие общественные или частные телефонныекомпании. Она состоит из трех основных сегментов (космический сегмент,сегмент пользователя, наземный сегмент), взаимодействующих с существующими наземными сетями связи (рис. 4.29).Космический сегмент системы «Глобалстар» представляет собой группировку из 48 низкоорбитальньпс спутников со следующими характеристиками:Число орбит8Высота орбит, км1414Наклонение, град52Число спутников на одной орбите6Число космических аппаратов,одновременно обслуживающих территорию России,не менее43094.
Технологии глобальных сетейКосмическийсегменти I// I-^М—Сегментпользователя/IIIIIIIIIIIIIIIIII-IIIIIIII/XIIПАУНООНООНООIIиСАУМАУ/•П^АКЦУНСЦУКСЦУПУАКАКСтанция сопряженияСтанция сопряженияНаземнЫ1ясегме!гг1 \^истемWVIU n\tn. IIU Д 0 1 Х Я и п и 1 1спл\лпi/'ТГ''^тт14.1Рис.4.29. Структурная схема системы «Глобалстар»Каждый спутник содержит антенный комплекс, формирующий 16 лучей, создающих на поверхности Земли зону обслуживания диаметром в несколькотысяч километров, внутри которой возможна коммутация на любую CDMAнесущую с шириной полосы развертывания 1,25 МГц.Благодаря низкой орбите спутников задержка сигнала и его искажения минимальны. Спутниковая система «Глобалстар» разработана таким образом,что не требует сложных и мощных пользовательских терминалов и наземныхстанций, что позволяет использовать портативные пользовательские терминалы, сопоставимые по размерам с обьгшыми сотовыми телефонами.Пользовательский сегмент состоит из портативных (ПАУ), мобильных(МАУ) и стационарных (САУ) терминальньпс устройств, использующихся дляпередачи голоса, данных и определения местоположения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
