Reverse-engineering von Mobilfunktopologien

Forschung an zukünftigen Mobilfunksystemen, etwa im Kontext von 6G, erfordert ein tiefes Verständnis der Struktur heutiger Mobilfunknetze. Detaillierte Informationen zur Topologie moderner Mobilfunkinfrastrukturen werden von Netzbetreibern jedoch in der Regel nicht veröffentlicht.

Eine Möglichkeit, dennoch Einblicke in solche Netze zu gewinnen, ist das Reverse Engineering der Netzwerktopologie aus Endgerätesicht. Durch gezielte Messungen von Verbindungsdaten eines mobilen Mobilfunkendgeräts – etwa Latenzen, sichtbare Netzwerkpfade oder IP-Adressen – lassen sich beobachtbare Eigenschaften der zugrunde liegenden Mobilfunkinfrastruktur ableiten. In Kombination mit der jeweiligen Position (GPS) können daraus Annahmen über die zugrundeliegende Topologie getroffen werden. So könnten beispielsweise Netzübergabepunkte, Clustergrößen, oder andere interne Strukturen erkannt werden.

In der Bachelorarbeit soll analysiert werden welche Metriken bzw. Datenpunkte sich zur Ableitung solcher Topologieeigenschaften eignen. Dazu sollen geeignete Softwarekomponenten entworfen und implementiert werden, die auf einem mobilen Endgerät Messdaten erheben und strukturiert abspeichern, sodass diese im Anschluss ausgewertet werden können. Auf dieser Grundlage sollen Experimente mit verschiedenen Mobilitätsmustern (zu Fuß, ÖPNV, ...) durchgeführt werden und die erhobenen Daten im Anschluss analysiert werden.

Als Messplattform kommt ein Raspberry Pi 5 mit einem 5G-Modul (Quectel RM520N) zum Einsatz. Auf diesem werden Metriken und Messdaten mithilfe gängiger Linux Messwerkzeuge (z.B. ping, traceroute, iperf3, …) sowie über das 5G Modem erhoben.