Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Radio Localization with GSM
Linköping University, Department of Electrical Engineering, Automatic Control.
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Radiolokalisering med GSM (Swedish)
Abstract [en]

This thesis presents a feasibility study on unobtrusive localization of GSM en- abled cellphones using a Fake Base Station (FBS). An FBS is a radio transceiver that emulates the behaviour of a legitimate GSM Base Station (BS) to fool unal- tered cellphones to connect with it. This feasibility study investigates how an FBS can be utilized to estimate positions of connected cellphones in an area of interest. We present a proof of concept system that consists of a mobile FBS that measures the Time Of Arrival (TOA) and Received Signal Strength (RSS) to a cell- phone. The positions of the mobile FBS are determined with GPS. We employ calibration-free localization algorithms as we assume unknown environments and unknown hardware. Our experiments in an outdoor 180x100 m2 Line-Of- Sight (LOS) environment show that our calibration-free localization algorithms provide an average localization error less than 10 meters, which is sufficient for most applications of interest. In addition, our experiments show that RSS-based localization outperforms TOA-based localization when the average distance be- tween the FBS and cellphone is roughly 50 meters. Our experiments show that TOA-based localization outperforms RSS-based localization when the average dis- tance increases to roughly 75 meters.

This research is part of the Smart Savannah project in which a wide range of different surveillance systems are developed to protect rhinos from poachers. We envision that our localization system can be used to detect and localize these poachers in an unobtrusive way. In addition, we envision that our localization sys- tem can be used in Search And Rescue (SAR) operations to estimate the positions of cellphones of missing persons. 

Abstract [sv]

Detta examensarbete undersöker möjligheten att lokalisera mobiltelefoner med GSM teknologi genom att använda en Falsk Basstation (FBS). En FBS är en radio transceiver som emulerar beteendet hos en legitim GSM basstation för att lura omodifierade mobiltelefoner att ansluta till den. Undersökningen tar reda på hur en FBS kan användas för att estimera positionerna av anslutna mobiltelefoner inom ett målområde. För att undersöka detta har ett Proof-Of-Concept-system ta- gits fram. Systemet består av en mobil FBS som som mäter propageringstid (TOA) och mottagen signalstyrka (RSS). FBS:ens positioner bestäms med GPS. Systemet använder kalibreringsfria algoritmer för lokalisering, då vi antar att miljön och mobiltelefonernas hårdvara är okänd. Tester av systemet har utförts utomhus i ett 180x100 m2 Line-Of-Sight-område. Dessa tester visar att lokaliseringsalgorit- merna ger ett genomsnittligt fel på mindre än 10 meter. Detta anses vara till- räckligt för de flesta tillämpningar av intresse. Utöver detta visar även testerna att RSS-baserad lokalisering ger bättre resultat än TOA-baserad lokalisering när medelavståndet mellan FBS och mobiltelefon är omkring 50 meter. TOA-baserad lokalisering ger däremot ett bättre resultat än RSS-baserad lokalisering när me- delavståndet ökar till omkring 75 meter.

Denna undersökning är en del av Smart Savannah projektet som innefattar flera olika övervakningssystem, utvecklade för att skydda noshörningar från tjuv- skyttar. Målet med vårt lokaliseringssystem är att det ska kunna användas för att upptäcka och lokalisera tjuvskyttar utan deras vetskap. Vi tror även att lokalise- ringssystemet kan användas vid eftersökning- och räddnings-operationer för att lokalisera försvunna personers mobiltelefoner. 

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 40 p.
Keyword [en]
Radio Localization, GSM, Fake Base Station, FBS, TOA, RSS
National Category
Communication Systems
URN: urn:nbn:se:liu:diva-132395ISRN: LiTH-ISY-EX--16/5006--SEOAI: diva2:1044996
Subject / course
Communication Systems
Project Ngulia
Available from: 2016-11-09 Created: 2016-11-08 Last updated: 2016-11-11Bibliographically approved

Open Access in DiVA

master_thesis_radio_localization_with_gsm(1888 kB)24 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1888 kBChecksum SHA-512
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Automatic Control
Communication Systems

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 24 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 41 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link