3G-laboratorioverkon rakentaminen ja rajapintamittausten analysointi

Tässä insinöörityössä tutkittiin 3G-verkon rakennetta, tiedonsiirrossa käytettäviä protokollarakenteita ja tarkasteltiin UMTS -verkon ilmarajapintaa kirjallisuuden sekä WCDMA -analysaattorin avulla. Työssä perehdyttiin 3G-verkon rakenteeseen ja siinä käytettäviin verkkoelementteihin ja niiden välisissä ja sisäisissä tiedonsiirroissa käytettäviin protokollarakenteisiin. Päätelaitteen ja UTRA -verkon välillä tapahtuvaa liikennöintiä mitattiin WCDMA -analysaattorilla. Mittaukset suoritettiin päätelaitteen kytkeytyessä verkkoon, kolmen erilaisen puhelun muodostuksen osalta sekä puhelunaikaisen yhteysvastuun vaihdon osalta. Mittauksista saatiin tietoa hyvin monipuolisesti. Analysaattorilla saatiin mitattua puhelimen verkkoon kytkeytymistä, puhelunaikaisia tapahtumia, Layer 2 ja Layer 3 -tason liikennettä sekä tukiasemiin liittyviä tietoja. Mittaustuloksia analysoimalla saatiin tarkkoja tietoja matkaviestimen ja radioverkko-ohjaimen välisestä signaloinnista. Mittaustulosten perusteella voidaan havaita päätelaitteen kytkeytyminen verkkoon sekä puhelunmuodostukset hyvin tarkkaan loogisella tasolla. Tiedonsiirto protokollien mukaan jää kuitenkin havaitsematta niin syvällisesti kuin se teoriassa on esitetty.

Radioverkon mallintaminen nurba-pintaa hyödyntäen

Tässä työssä perehdytaan erilaisiin tapoihin mallintaa radioverkon kuuluvuutta verkon suunnittelua ja erilaisia palveluja varten. Tämän tarkastelun perusteella muodostetaan ongelmaan NURBS-pintaan perustuva ratkaisu, jolla radioverkon kuuluvuutta voidaan tarkastella kolmiulotteisesti. Radioverkon kuuluvuutta mallinnettaessa työssä kehitetty malli ottaa syötteenään tietoja rakennuksesta ja mitattuja signaalivoimakkuuksia ja luo näiden perusteella kolmiulotteisen pinnan, jonka avulla pystytään tarkastelemaan kuuluvuusaluetta. Kehitetyn mallin perusteella työssä toteutettiin radioverkon kuuluvuutta mallintava sovellus, joka pystyy tarjoamaan tietoa signaalin voimakkuudesta myös muiden sovellusten tarpeisiin.

Viranomaisverkon tietoturvallisuus

Viranomaisverkko on TETRA-standardin mukaan rakennettu digitaalinen radioverkko. Sen vaatimuksia ovat nopeus, monikäyttöisyys ja turvallinen kommunikointi. Nopeaan tahtiin kehittyvä tietotekniikka ja jatkuvasti kehittyvä kryptoanalyysi aiheuttavat tietoturvaominaisuuksien nopeaa vanhenemista. Tämän takia tulee analysoida tietoturvallisuusominaisuuksia tasaisin väliajoin. Tutkimuksen päätutkimuskysymyksenä on, miten on varmistettu, että viranomaisverkossa lähetetty tieto ei pääse sivullisten käytettäväksi. Tämän lisäksi tutkimuksessa vastataan alatutkimuskysymyksiin, riittääkö viranomaisverkon salaus muodostamaan murtamisesta taloudellisesti kannattamatonta ja riittääkö salaus myös lähitulevaisuudessa estämään salakuuntelun. Tutkimus on suoritettu pääasiassa kirjallisuusselvityksenä. TETRA-standardissa tietoturva perustuu perustason ja ylemmän tason tietoturvaan. Perustaso käsittää molemminpuolisen tunnistamisen sekä radiopuhelimien salakuuntelun estävän ilmarajapinnan salauksen. Ylemmän tason salaus on tarkoitettu puheen ja datan päästä päähän - salamiseen. Salauksia tarkasteltaessa tulee muistaa, että täysin varmaa salausjärjestelmää ei ole olemassa, on vain kyse siitä, kuinka paljon aikaa ja rahaa ollaan valmiita kuluttamaan sen murtamiseen. Perustason turvallisuus on murrettavissa lähitulevaisuudessa brute forcen avulla, mutta ylemmän tason salauksen purkamiseen vaaditaan onnistunutta kryptoanalyysiä tai tulevaisuuden kvanttitietokoneiden laskentakapasiteettia. Tunnistusmekanismia vastaan voidaan hyökätä esimerkiksi kloonaamalla päätelaite.