Tổng quan quá trình phát triển của hệ thống thông tin di động- CDMA

Có hai thế hệ trong các công nghệ di động được coi là tương tự. Các công nghệ này được gọi là 0G và 1G. 1G là công nghệ di động tổ ong (cellular) đầu tiên, còn 0G là công nghệ di động tiền tổ ong (pre – cellular).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng quan quá trình phát triển của hệ thống thông tin di động- CDMA CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG1.1 Công nghệ tương tự 0G và 1G Có hai thế hệ trong các công nghệ di động được coi là tương tự. Cáccông nghệ này được gọi là 0G và 1G. 1G là công ngh ệ di động t ổ ong(cellular) đầu tiên, còn 0G là công nghệ di động tiền tổ ong (pre – cellular).Các thiết bị đầu cuối sử dụng trong 0G khó có thể gọi là thi ết b ị di đ ộng. Cácmẫu mã đầu tiên rất lớn và thường được gắn vào xe ô tô. Sau đó, các thi ết b ịcầm tay ra đời, nhưng 0G bị thay thế bởi thế hệ kế tiếp, 1G. Khía cạnh chủ yếu phân biệt giữa 0G và 1G là công nghệ 1G sử dụngmạng tổ ong (cellullar network). Một mạng tổ ong là một mạng tạo nên bởimột số các cell. Mỗi cell này được phục vụ bởi một máy phát cố định, thườnggọi là trạm gốc. Trên thực tế, cũng có một vài ví dụ về việc sử dụng mạng tổong trong 0G, nhưng điều làm nên sự khác biệt giữa 1G và 0G là 1G hỗ trợviệc kết nối liền mạch khi di chuyển từ cell này sang cell khác. Điều này cónghĩa là, khi người dùng ra khỏi tầm hoạt động của một trạm gốc trong khiđang thực hiện cuộc gọi, nếu sử dụng công nghệ 0G thì người dùng s ẽ b ịngắt kết nối, trong khi sử dụng công nghệ 1G người dùng s ẽ không nh ậnthấy sự ngắt quãng nào. Một khía cạnh khác phân biệt 0G và 1G là các côngnghệ 0G thường là bán song công (có nghĩa là việc thu và phát âm thanh khôngxảy ra đồng thời). Vào những năm 1970, các mạng sử dụng công nghệ 0G bị quá tảinghiêm trọng. Một chuẩn tương tự khác được giới thiệu, đó là 1G. Giống như0G, 1G sử dụng băng tần vô tuyến UHF. Việc truy ền âm thanh đ ược th ựchiện mà không có sự mã hóa trên giao diện vô tuyến. Đi ều này có nghĩa là b ấtcứ ai có một máy quét đơn giản cũng có thể nghe được các cuộc điện đàm.Các cố gắng của nhà chức trách nhằm ngăn chặn việc xâm nhập b ất h ợp Trang 1pháp này đều không giải quyết được vấn đề. Bên cạnh việc bảo v ệ thông tincá nhân, nhược điểm này của hệ thống còn đưa đến một vấn đề khác. B ởi vìdữ liệu truyền được gửi đi mà không mã hóa, các kỹ thuật bảo mật còn thôsơ dễ dàng lộ ra cho các hacker. Hầu hết các công nghệ 1G chỉ có một dạng bảo mật, một th ủ tục nhậnthực hết sức thô sơ. Thủ tục này bao gồm việc xác nh ận hai s ố: s ố nh ậndạng di động MIN và số thuê bao điện tử ESN. Quá trình xác nhận này diễnra khi một thiết bị di động bắt đầu liên lạc với hệ th ống. Đầu tiên, sổ đen(blacklist) sẽ được kiểm tra xem thiết bị di động này có bị khóa hay không.Tiếp theo, một bản tin được gửi tới HLR để thông qua sự kết hợp của MINvà ESN. Cả hai số này được truyền không mã hóa qua giao di ện vô tuy ến.Hacker có thể nghe trộm và có thể sử dụng các số này để tạo ra các bản saobất hợp pháp mà với chúng, các hacker có thể nhận thực thành công dướidạng một thuê bao khác. Vấn đề càng trở nên trầm trọng khi nhiều nhà cungcấp thậm chí không thực hiện việc nhận thực trên các máy di động do vi ệcthiếu hụt sự chuẩn hóa và các lý do về hiệu suất. Điều này gây nên việc sửdụng trái phép vô cùng lớn trong các mạng di động.1.2 Công nghệ số 2G và 3G1.2.1 2G ( second generation ) Mốc đánh dấu quan trọng trong quá trình phát triển của các công ngh ệ diđộng là sự ra đời của xử lý tín hiệu số DSP. Nhờ c ó DSP, chất lượng thoạiđược cải tiến đáng kể vì thông tin số không bị ảnh hưởng bởi méo. Thêm vàođó, dải phổ có thể được sử dụng một cách hiệu quả hơn hẳn nhờ có các kỹthuật hợp kênh. Bởi vì các kỹ thuật tương tự sử dụng FDMA, ch ỉ có mộtngười dùng có thể sử dụng một tần số xác định tại bất kỳ thời gian nào trongmột cell. Với công nghệ 2G, vấn đề này được giải quy ết bằng cách sử d ụngTDMA và CDMA. Các kỹ thuật này cho phép nhiều ng ười dùng chia sẻ cùngmột tần số. Trang 2 Cấu trúc bảo mật cũng có những bước cải tiến đáng kể. Có hai chuẩnchính trong 2G: GSM và cdmaOne. Cả hai chuẩn này đều sử dụng kỹ thuậtđòi hỏi – đáp ứng (challenge – response) để nhận diện người dùng. Khi thựchiện cuộc gọi, thiết bị di động cần tính toán một đáp ứng cho đòi h ỏi (d ướidạng một số ngẫu nhiên) được gửi bởi mạng. Đáp ứng này được tính toán sửdụng một khóa bí mật duy nhất được lưu trên thiết bị di động đó. Đáp ứngnày sau đó có thể được xác nhận bởi mạng, vì nó cũng lưu trữ khóa bí mậttrùng với khóa lưu tại thiết bị di động của người dùng. Khóa này sau đó cóthể sử dụng để thiết lập việc mã hóa trên đường truyền qua giao di ện vôtuyến. Nhìn lại những vấn đề đối với thế hệ tương tự, có thể kết luận rằng ítnhất về mặt lý thuyết những vấn đề này đã được giải quy ết. Việc truy ềndẫn đã được mã hóa để bảo vệ thông tin cá nhân người dùng và sự tin cậy,một phương pháp nhận thực tốt hơn được sử dụng. Trên thực tế, lạ ...