基于离线指纹库的伪基站快速定位方法与系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域，更具体地说，涉及一种基于离线指纹库的伪基站快速 定位方法与系统。
【背景技术】
[0002] 伪基站是通过仿真移动通信无线基站，采用大功率的无线信号发射器，强迫用户 手机在仿真基站上进行登记，获取用户的MSI、MEI等信息。该系统原本是公安部门出于 安全因素研制的一种监控仪器，自2013年以来我国多地出现大量利用伪基站技术拦截、冒 用手机号码，窃取移动设备SIM信息，强行向不特定群体发送短信，大肆实施电信诈骗和非 法广告推销等违法犯罪活动，给手机用户带来骚扰和损失，给移动通信系统也造成了有害 干扰。
[0003] 为了对违法使用伪基站的行为开展打击，首先需要对伪基站进行精确的定位。目 前主流的对伪基站的侦测方法都是通过统计从伪基站重选到移动小区的频次找出附近有 伪基站的移动小区，利用路测和网关统计数据等，或者利用MC 口信令监测系统监测LAC号 来进行伪基站的定位。这样的处理方法虽然能发现伪基站的大概位置，但是处理统计的时 延比较长，定位范围不精确，难以有效的实时追捕伪基站。
[0004] 采用传统的三点定位法，在高楼林立的密集城区（Dense Urban)定位无线伪基站， 无线电信号易于被建筑等各种障碍物所阻挡，其次无线电信号遇到建筑物、车辆以及其他 物体时会发生反射，造成多径效应，使得接收端难于筛选出有效信息完成精确的测量和计 算准确的位置，导致较大的定位误差。
[0005] 中国专利《伪基站定位方法、设备及信息上报方法、设备》（公开号CN103997757A) 本发明公开了一种伪基站定位方法、设备及一种信息上报方法、设备，用以实现伪基站的定 位。该方法获取至少一个用户设备上报的用于对伪基站进行定位的信息；根据至少一个多 个用户设备UE上报的用于对伪基站进行定位的信息，对伪基站进行位。该专利所述的方法 通过手机上报的定位信息精度较低，伪基站正常处于移动状态，导致该方法的效率和精度 降低。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种定位误差小，硬件条件限制低， 覆盖范围广，系统总精度高的基于离线指纹库的伪基站快速定位方法，以及一种基于离线 指纹库的伪基站快速定位系统。
[0007] 本发明的技术方案如下：
[0008] -种基于离线指纹库的伪基站快速定位方法，包括离线建档步骤、在线判断步 骤；
[0009] 离线建档步骤：根据待监测区域内各个参考点的位置信息与RSS定位特征信息的 映射关系，构建位置-参考点特征指纹数据库；
[0010] 在线判断步骤：对待监测区域内的RSS定位特征信息进行采样，比对位置-参考点 特征指纹数据库，查找伪基站的位置信息。
[0011] 作为优选，离线建档步骤中，在预设的参考点进行模拟伪基站工作，再将所有预设 的参考点的位置信息与所有预设的参考点的RSS定位特征信息的进行映射关联。
[0012] 作为优选，对待监测区域进行区分与量化，将待监测区域按预设的规则划分成多 个子区域。
[0013] 作为优选，通过设置终端监测点对待监测区域进行全覆盖，所有终端监测点形成 拓扑网；而且每个参考点至少有三个终端监测点进行监测。
[0014] 作为优选，将所有预设的参考点的位置信息与所有预设的参考点的RSS定位特征 信息进行云处理，去除RSS定位特征信息中的冗余信息和噪声成分，对RSS定位特征信息进 行定位特征提取，用RSS定位特征信息的定位特征进行定位。
[0015] 作为优选，离线建档步骤中，对RSS定位特征信息进行多次重复采集，再通过高斯 滤波处理得到平缓值RSSI。
[0016] 作为优选，离线建档步骤中，对位置-参考点特征指纹数据库进行分级或聚类。
[0017] 一种基于离线指纹库的伪基站快速定位系统，包括伪基站模块、指纹采集模块、云 处理模块、指纹数据库模块；
[0018] 离线建档步骤时，伪基站模块的输出和指纹采集模块的输入相连，指纹采集模块 的输出和云处理模块的输入相连，云处理模块的输出与指纹数据库模块的输入相连；
[0019] 伪基站t吴块用于t吴拟真实伪基站，以和真实伪基站相同的发射功率发射彳目息；
[0020] 指纹采集模块包括多个终端测试点，用于接收伪基站模块发射的RSS定位特征信 息，测量其RSS值，并将该RSS值实时反馈到云处理模块进行处理；
[0021] 云处理模块在离线建档步骤中用于对指纹采集模块中的终端测试点进行度量和 选择，并提取RSS定位特征信息的定位特征；
[0022] 指纹数据库模块用于存储各个参考点的位置信息与RSS定位特征信息，构建位 置-参考点特征指纹数据库；
[0023] 在线判断步骤时，指纹采集模块的输出和云处理模块的输入相连，指纹数据库模 块的输出与云处理模块的输入相连；
[0024] 指纹采集模块用于实时接收真实伪基站发射的RSS定位特征信息，测量其RSS值， 并将该RSS值实时反馈到云处理模块进行处理；
[0025] 云处理模块在在线判断步骤中用于对指纹采集模块中的终端测试点进行度量和 选择，提取RSS定位特征信息的定位特征，并将处理后的RSS定位特征信息的定位特征和位 置-参考点特征指纹数据库进行比对，得到定位结果。
[0026] 作为优选，离线建档步骤中，指纹数据库模块对位置-参考点特征指纹数据库进 行分级或聚类。
[0027] 作为优选，通过设置终端监测点对待监测区域进行全覆盖，所有终端监测点形成 拓扑网；而且每个参考点至少有三个终端监测点进行监测。
[0028] 本发明的有益效果如下：
[0029] 本发明所述的方法分为离线建档步骤和在线判断步骤两个阶段，离线建档步骤首 先对待监测区域进行地理位置的量化，形成一系列参考点，利用物理区域中的密集终端测 试点对参考点进行离线的RSS(Recieved Signal Strength，接收信号强度）指纹采集，并构 建位置-参考点特征指纹数据库。在线判断步骤以实时RSS向量为输入，通过定位算法比 对指纹数据库，给出伪基站的定位结果。
[0030] 相比现有伪基站定位方案，本发明所述的方法定位误差小，硬件条件限制低，覆盖 范围广，系统总精度高，在实际中具有很高的应用价值。
【附图说明】
[0031] 图1是本发明所述的装置在离线建档步骤中的原理框图；
[0032] 图2是本发明所述的装置在在线判断步骤中的原理框图；
[0033] 图3是对待监测区域进行量化的示意图；
[0034] 图4是终端测试点在待监测区域内的布置示意图；
[0035] 图5是位置-参考点特征指纹数据库的示意图。
【具体实施方式】
[0036] 以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。
[0037] 本发明提供一种基于离线指纹库的伪基站快速定位系统，包括伪基站模块、指纹 采集模块、云处理模块、指纹数据库模块。
[0038] 在离线建档步骤中，如图1所示，需要伪基站模块、指纹采集模块、云处理模块、指 纹数据库模块，伪基站模块的输出和指纹采集模块的输入相连，指纹采集模块的输出和云 处理模块的输入相连，云处理模块的输出与指纹数据库模块的输入相连。
[0039] 伪基站模块，用于模拟真实作案场景中的真实伪基站，以和真实伪基站相同的发 射功率发射信息。伪基站模块可由笔记本电脑、伪基站、全向玻璃钢天线、大容量蓄电池、交 流逆变器等组成。
[0040] 指纹采集模块包括多个终端测试点，用于接收伪基站模块发射的RSS定位特征信 息，测量其RSS值，并将该RSS值实时反馈到云处理模块进行处理；终端测试点可以是具有 测量RSS值功能的SIM卡。
[0041]云处理模块在离线建档步骤中用于对指纹采集模块中的终端测试点进行度量和 选择，并提取RSS定位特征信息的定位特征；云处理模块可由一台拥有强大能量和计算资 源的服务器实现，从而保证算法的实时性。
[0042] 指纹数据库模块用于存储各个参考点的位置信息与RSS定位特征信息，构建位 置-参考点特征指纹数据库；为了降低在线判断步骤的匹配复杂度，可以对位置-参考点特 征指纹数据库进行有效的分级和聚类，缩小匹配空降。例如，可以以街道作为一级数据库， 以蜂窝小区作为二级数据库。
[0043] 在在线判断步骤中，如图2所示，需要指纹采集模块、云处理