基于全制式小基站上行信令手机检测方法
【专利摘要】本发明公开一种基于全制式小基站上行信令手机检测方法，所述的方法具体包括：S1扫面周围基站系统信号，并根据得到的信息完成小基站的参数自配置，2G、3G、4G制式的小基站将开始在规定的范围内发送广播消息，同时不断的监听每种制式的上行消息，完成整个区域的覆盖与监听；S2捕获上行接入信号，提取信号的信息块；S3小基站将通过相应的校验算法进行数据有效性校验，通过校验的信息块为有效数据块，无法校验信息块将被丢弃；S4通过校验的信息块将被提交给上层的协议处理单元，协议处理单元将对信息块的信息块进行解析，完成信息的提取；S5根据提取信息的不同，将触发不同级别的报警过程，完成手机的检测。
【专利说明】
基于全制式小基站上行信令手机检测方法
技术领域
[0001]本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于全制式小基站上行信令手机检测方法。
【背景技术】
[0002]现有的手机检测方法主要有两大类，第一种集中在GSM或CDMA系统的检测，通过构建GSM与CDMA的伪基站的方式使覆盖范围内的手机终端接入到伪基站，从而获得区域内手机终端的上行信号甚至頂SI等信息，达到检测手机终端的目的，如专利《基于软件无线电的移动终端探测方法及探测系统》对GSM与CDMA的检测做出了相关描述;第二种通过频谱扫描的方式扫描手机终端的上行帧，当射频收到上行的帧信号时频谱仪的波形会出现波峰或者毛刺，从而达到检测手机终端的目的。
[0003]GSM与CDMA构建伪基站探测手机信号的方法只能对对2G手机终端起作用，对于WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000及LTE的手机终端是无法检测，同时由于伪基站的繁琐的处理流程，实时性也很难达到满意的效果，而本专利可以对2G、3G、4G全制式的手机终端进行检测，现有制式的手机终端都将被检测到，同时没有伪基站的繁琐的处理过程，只对上行信号进行解调判断并配合覆盖区边缘的信号屏蔽，实时性很高；
[0004]对于通过频谱仪的检测方法，能够检测正在发起业务的手机终端，空闲状态的终端很难检测，同时对于TDD制式手机终端的信号与基站信号同频，频谱仪完全无法检测终端信号，而本专利是通过同步，解调上行信号完成检测，准确性高，不存在TDD制式无法检测的问题。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本发明提供一种对多种制式手机基于全制式小基站上行信令手机检测方法。
[0006]为达到上述发明目的，本发明基于全制式小基站上行信令手机检测方法，具体包括:
[0007]SI扫面周围基站系统信号，并根据得到的信息完成小基站的参数自配置，2G、3G、4G制式的小基站将开始在规定的范围内发送广播消息，同时不断的监听每种制式的上行消息，完成整个区域的覆盖与监听；
[0008]S2捕获上行接入信号，提取信号的信息块；
[0009]S3小基站将通过相应的校验算法进行数据有效性校验，
[0010]若信息块是无效信息块，将被丢弃，重复上述步骤S2、S3;
[0011]若信息块是有效信息块，信息块将被提交给上层的协议处理单元，协议处理单元将对信息块的信息块进行解析，完成信息的提取；
[0012]S4根据提取信息的不同，将触发不同级别的报警过程，完成手机的检测。
[0013]进一步地，SI具体为，每种制式的小基站系统将通过射频，搜索所在区域的公网的小区信息，并根据获得信息提取本小区需要的配置参数，并根据需要完成参数的优化，完成优化参数的配置。
[0014]进一步地，建立与所述手机的联系具体包括:将手机的基本消息发送至基站的过程中会产生一个触发信号，通过该触发信号实时获取手机的接入信号，对手机进行检测。
[0015]进一步地，还包括基站收到手机发送的基本消息后，经过物理层的对信令传输的优化之后将信令传输至上层，由上层进行逐步解析。
[0016]进一步地，报警触发具体包括，
[0017]手机终端进入区域，通过2G、3G、4G进行接入时，多协议栈系统将并行独立触发，将电压通过并行电路系统传输给光电继电器模块；
[0018]光电继电器模块接收到触发电压，将进行多路合并进入导通状态；
[0019]继电器导通后，高电平的驱动模块进入导通状态，从而声光报警器将通电；
[0020]声光报警器通电，报警被触发，从而完成报警工作。
[0021]进一步地，还包括:对基站覆盖的预定区域配置系统参数、调整系统内部信令处理方式并对周围信号进行干扰，使得进入该预定区域内的手机不能向区域外通话，能够在区域内进行通话，具体包括:对周围频点进行定时扫描，获取基站覆盖区域内所有的广播消息提取信号接收功率、发射功率，辐射范围参数，通过相关计算获取三个最优的信号频点。
[0022]本发明基于全制式小基站上行信令的手机终端检测方法，覆盖范围的所有制式手机终端进行实时监控、实时报警，摆脱了只能对GSM、CDMA手机检测的困境。信令检测的方式克服频谱仪无法区分上下行信号的误报的问题，所以误报率、漏报率很低，有效性都大大优于现有的技术；小区接入、重选参数的参数优化，物理层上行处理流程的简化，覆盖区域的有效控制与隔离，是系统实时性将大大优于现有的技术;同时该系统的硬件相对较小，可以分不同的形式进行部署，方便不同的场景，特别适合安全部门的监控使用。综上所述，该方法在检测的有效性、实时性及可部署性等方面都有着较大优势。
【附图说明】
[0023]图1是本发明基于全制式小基站上行信令的手机终端检测方法的系统原理图；
[0024]图2是本发明基于全制式小基站上行信令的手机终端检测方法流程图；
[0025]图3是本发明基于全制式小基站上行信令的手机终端检测方法的报警触发流程图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本发明做进一步的描述。
[0027]图1显示了该检测方法的系统原理图，主要包括信号屏蔽单元、射频收发单元、信令收发及协议处理单元、声光报警单元、显示单元五部分，信号屏蔽的单元主要用于手机信号的屏蔽促使手机终端进入网络搜索阶段，当手机终端进入小基站覆盖区域，搜索到小基站系统的信号并发起上行接入过程，这时射频收发单元将解调上行无线信号，并将无线信号的信息块传到信令收发及协议处理单元进行处理，如果信令有效将触发声光报警单元进行报警，同时显示单元完成对手机终端的监控。
[0028]图2显示了该方法实现的流程图，主要分为以下几个步骤:
[0029]步骤A:扫面周围基站系统信号，并根据得到的信息完成小基站的参数自配置。
[0030]每种制式的小基站系统将通过射频，搜索所在区域的公网的小区信息，并根据获得信息提取本小区需要的配置参数，并根据需要完成参数的优化，完成优化参数的配置工作，为下一步的小区覆盖做好准备。
[0031]步骤B:系统在覆盖区域发送2G、3G、4G广播消息、并同时检测上行信号。
[0032]2G、3G、4G制式的小基站系统配置完成后，将开始在规定的范围内发送广播消息，同时不断的监听每种制式的上行消息，完成整个区域的覆盖与监听。
[0033]步骤C:捕获上行接入信号，提取信号的信息块。
[0034]手机发送上行信号进行注册过程，无论2G、3G、4G都会被小基站的射频捕获，并将信号的信息块提取。
[0035]步骤D:信号信息块的有效性校验。
[0036]由于上行接入信息都有相应的校验位，小基站将通过相应的校验算法进行数据有效性校验，通过校验的信息块为有效数据块，无法校验信息块将被丢弃。
[0037]步骤E:校验通过，上行信号提交协议处理单元，完成信号的解析过程。
[0038]通过校验的信息块将被提交给上层的协议处理单元，协议处理单元将对信息块的信息块进行解析，完成信息的提取。
[0039]步骤F:根据信号的内容触发声光报警模块，完成手机检测报警。
[0040]根据提取信息的不同，将触发不同级别的报警过程，完成手机的检测过程。
[0041 ]参考图3报警触发流程图，对步骤F的报警触发进一步进行说明:
[0042]步骤Fl:多协议栈触发GP1电位变化。
[0043]手机终端进入区域，无论通过2G、3G、4G进行接入时，多协议栈系统将并行独立触发，将电压通过并行电路系统传输给光电继电器模块。
[0044]步骤F2:多路光电继电器触发并行电路。
[0045]光电继电器模块接收到触发电压，将进行多路合并进入导通状态。
[0046]步骤F3:高电平报警驱动电路接通。
[0047]继电器导通后，高电平的驱动模块进入导通状态，从而声光报警器将通电。
[0048]步骤F4:触发声光报警。
[0049]声光报警器通电，报警被触发，从而完成报警工作。
[0050]本发明基于全制式小基站上行信令手机检测方法，具体包括:
[0051]SI扫面周围基站系统信号，并根据得到的信息完成小基站的参数自配置，2G、3G、4G制式的小基站将开始在规定的范围内发送广播消息，同时不断的监听每种制式的上行消息，完成整个区域的覆盖与监听；具体为，每种制式的小基站系统将通过射频，搜索所在区域的公网的小区信息，并根据获得信息提取本小区需要的配置参数，并根据需要完成参数的优化，完成优化参数的配置。
[0052]S2捕获上行接入信号，提取信号的信息块；
[0053]S3小基站将通过相应的校验算法进行数据有效性校验，
[0054]若信息块是无效信息块，将被丢弃，重复上述步骤S2、S3;
[0055]若信息块是有效信息块，信息块将被提交给上层的协议处理单元，协议处理单元将对信息块的信息块进行解析，完成信息的提取；
[0056]S4根据提取信息的不同，将触发不同级别的报警过程，完成手机的检测。
[0057]实施例1
[0058]本发明基于全制式小基站上行信令手机检测方法，本实施例为CDMA信令的手机具体包括:
[0059]SI基站发送优化后的系统消息至进入该基站小区内的手机，其中所述的系统消息包括小区接入、重选算法以及相关参数的配置；
[0060]S2手机响应基站发送的系统消息，向基站发送应答消息，所述应答消息包括手机基本信息；
[0061]S3基站接收该应答消息，建立与所述手机的联系，解析所述的基本信息，并建立解析结果数据库。
[0062]还包括:对基站覆盖的预定区域配置系统参数、调整系统内部信令处理方式并对周围信号进行干扰，使得进入该预定区域内的手机不能向区域外通话，能够在区域内进行通话，具体包括:对周围频点进行定时扫描，获取基站覆盖区域内所有的广播消息提取信号接收功率、发射功率，辐射范围参数，通过相关计算获取三个最优的信号频点。
[0063]系统消息的优化包括:经过扫频后获取三个最优频点号以及相应的接收功率、发射功率参数，结合最优值导频集切换算法配置基站并在单位时间得到吸入用户优解，将该值保存至数据库;剩余两个最优值通过导频集切换算法进行计算，通过计算得到的三个值进行对比；选择用户吸入量最大的值作为最优解，并将该值对应频点以及相关系统参数作为基站配置。
[0064]还包括:步骤S3中建立与所述手机的联系具体包括:将手机的基本消息发送至基站的过程中会产生一个触发信号，通过该触发信号实时获取手机的接入信号，对手机进行监测。
[0065]还包括对物理层进行优化，具体包括:将缓冲区大小设定为一个信令单位空间的大小，当基站收到上行数据后，将收到的数据缓存至该缓冲区，将缓冲区中的数据直接发送至上层。
[0066]实施例2
[0067]本发明基于全制式小基站上行信令手机检测方法，本实施例为GSM信令的手机具体包括:
[0068]SI基站发送广播消息至进入该基站小区内的手机，其中所述的广播消息包括基站的相关信息、小区选择和重选算法以及相关参数配置；
[0069]S2检测手机是否处于3G、4G状态，若处于3G、4G状态，则强制回落至2G状检测态，手机接收该广播消息后会按照广播消息中的算法完成小区选择和重选过程，按照相应参数进行配置；
[0070]S3手机响应基站发送的系统消息，向基站发送应答消息，所述应答消息包括手机基本信息；
[0071]S4基站接收该应答消息，建立与所述手机的联系，解析所述的基本信息，并建立解析结果数据库。
[0072]还包括检测手机是否与基站联接，具体包括，进入基站区域的手机发送RACH探帧至基站，若基站接收到RACH探帧，则联接;若基站未接收到RACH探帧，则未联接。
[0073]还包括将基站设置为区域内的最优小区，使得进入该预定区域内的手机不能向区域外通话，能够在区域内进行通话，具体包括:对周围频点进行定时扫描，获取基站覆盖区域内所有的广播消息提取信号接收功率、发射功率，辐射范围参数，通过相关计算获取三个最优的信号频点。
[0074]还包括:步骤S4中机响应基站发送的系统消息具体包括:将手机的基本消息发送至基站的过程中会产生一个触发信号，通过该触发信号实时获取手机的接入信号，对手机进行检测。
[0075]还包括对物理层进行优化，具体包括:将缓冲区大小设定为一个信令单位空间的大小，当基站收到上行数据后，将收到的数据缓存至该缓冲区，将缓冲区中的数据直接发送至上层。
[0076]还包括:减小手机发送RACH探帧的时间以及降低每一RACH探帧的时间间隔。
[0077]实施例3
[0078]本发明基于全制式小基站上行信令手机检测方法，本实施例为LTE信令的手机具体包括:
[0079]SI基站发送广播消息至进入该基站小区内的手机，其中所述的广播消息包括小区接入、重选算法、以及相关参数配置；
[0080]S2手机接收广播消息后将完成相关配置并完成切换同时向基站发送接入信息；
[0081]S3基站接收信令并进行处理后发往上层，获取设备号和用户号同时存入对应数据库中，产生触发GP1电平信号；
[0082]S4电平信号通过触发光电耦合电路，该电路由关闭状态转变为合并状态，进而触发报警装置完成对手机的实时监测。
[0083]还包括基站收到手机发送的基本消息后，经过物理层的对信令传输的优化之后将信令传输至上层，由上层进行逐步解析。
[0084]通过满足某种准则的算法去调节各阵元信号的加权幅度和相位，从而调节天线阵列的方向图形状，增强所需信号抑制干扰信号。
[0085]上述各实施例中，建立与所述手机的联系具体包括:将手机的基本消息发送至基站的过程中会产生一个触发信号，通过该触发信号实时获取手机的接入信号，对手机进行检测。
[0086]上述各实施例中，还包括基站收到手机发送的基本消息后，经过物理层的对信令传输的优化之后将信令传输至上层，由上层进行逐步解析。
[0087]上述各实施例中，报警触发具体包括，
[0088]手机终端进入区域，通过2G、3G、4G进行接入时，多协议栈系统将并行独立触发，将电压通过并行电路系统传输给光电继电器模块；
[0089]光电继电器模块接收到触发电压，将进行多路合并进入导通状态；
[0090]继电器导通后，高电平的驱动模块进入导通状态，从而声光报警器将通电；
[0091]声光报警器通电，报警被触发，从而完成报警工作。
[0092]上述各实施例中，还包括:对基站覆盖的预定区域配置系统参数、调整系统内部信令处理方式并对周围信号进行干扰，使得进入该预定区域内的手机不能向区域外通话，能够在区域内进行通话，具体包括:对周围频点进行定时扫描，获取基站覆盖区域内所有的广播消息提取信号接收功率、发射功率，辐射范围参数，通过相关计算获取三个最优的信号频点。
[0093 ]本发明包括 GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、LTE 制式的小基站系统；
[0094]全制式小基站系统开启后，在预先规划好的覆盖区内发送广播消息，手机终端能够检测到GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、LTE的广播消息，通过相应工程手机能够解析出相关系统消息的内容与配置。
[0095]硬件方面，全制式小基站系统通过不同的射频模块发送、接受射频信号，每一种制式的射频模块独立运行，分别配置对应的调试、解调单元，同时射频模块之间进行屏蔽隔离，防止频间干扰，有效的保证多路不同制式信号接入的时效性。
[0096]根据不同制式基站协议栈系统的接入算法和重选算法，计算最有利于手机终端接入的参数组合，并对广播消息的消息进行相关的优化过程，所以该系统具备更好的信号强度和可接入性，从而提高手机检测的实时性。
[0097]手机终端检测到覆盖信号后，会通过相应的上行消息进行随机接入过程，整个信令的发送过程在毫秒级别，对人体的辐射与正常打电话时相比可以忽略。信令方式能够有效的屏蔽其他信号的干扰，误报率很低。
[0098]物理层方面，由于小基站系统不需要发起电话、短消息等业务，所以减少了上行缓冲区的大小，优化数据包的校验流程，从而减少了上行数据处理的时间，增强了上行数据的实时性。
[0099]每个协议栈系统独立运行，分配独立的系统资源及网络端口资源，避免轮询机制造成的消息丢失等问题，所以一旦有上行手机信号将会立即触发报警单元工作。
[0100]系统对每一个接入到系统中的手机终端的身份信息保存到本地的数据库中，不会连接到网络保证个人信息不会泄露。经过规定的时间后，数据库将进行自动删除更新工作。
[0101]报警的触发使用了GP1的电信号出发的方式，直接将报警信号以电压信号的方式加载到报警电路，驱动继电器的通断，减少软件环节可能存在的异常问题。
[0102]通过定向天线和智能天线可以有效的保证覆盖区域的信号，由于无线信号边缘效应，在覆盖范围边缘区域适应定向干扰设备保证区域准确，同时定向干扰保证手机终端提前进入待接入状态，当进入信号覆盖区域时将迅速发起小区接入过程，从而有效触发手机终端上报接入信号。
[0103]以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种基于全制式小基站上行信令手机检测方法，其特征在于，具体包括: SI扫面周围基站系统信号，并根据得到的信息完成小基站的参数自配置，2G、3G、4G制式的小基站将开始在规定的范围内发送广播消息，同时不断的监听每种制式的上行消息，完成整个区域的覆盖与监听； S2捕获上行接入信号，提取信号的信息块； S3小基站将通过相应的校验算法进行数据有效性校验， 若信息块是无效信息块，将被丢弃，重复上述步骤S2、S3; 若信息块是有效信息块，信息块将被提交给上层的协议处理单元，协议处理单元将对信息块的信息块进行解析，完成信息的提取； S4根据提取信息的不同，将触发不同级别的报警过程，完成手机的检测。2.根据权利要求1所述的基于全制式小基站上行信令手机检测方法，其特征在于，SI具体为，每种制式的小基站系统将通过射频，搜索所在区域的公网的小区信息，并根据获得信息提取本小区需要的配置参数，并根据需要完成参数的优化，完成优化参数的配置。3.根据权利要求1所述的基于全制式小基站上行信令手机检测方法，其特征在于，建立与所述手机的联系具体包括:将手机的基本消息发送至基站的过程中会产生一个触发信号，通过该触发信号实时获取手机的接入信号，对手机进行检测。4.根据权利要求1所述的基于全制式小基站上行信令手机检测方法，其特征在于，还包括基站收到手机发送的基本消息后，经过物理层的对信令传输的优化之后将信令传输至上层，由上层进行逐步解析。5.根据权利要求1所述的基于全制式小基站上行信令手机检测方法，其特征在于，报警触发具体包括， 手机终端进入区域，通过2G、3G、4G进行接入时，多协议栈系统将并行独立触发，将电压通过并行电路系统传输给光电继电器模块； 光电继电器模块接收到触发电压，将进行多路合并进入导通状态； 继电器导通后，高电平的驱动模块进入导通状态，从而声光报警器将通电； 声光报警器通电，报警被触发，从而完成报警工作。6.根据权利要求1所述的基于全制式小基站上行信令手机检测方法，其特征在于，还包括:对基站覆盖的预定区域配置系统参数、调整系统内部信令处理方式并对周围信号进行干扰，使得进入该预定区域内的手机不能向区域外通话，能够在区域内进行通话，具体包括:对周围频点进行定时扫描，获取基站覆盖区域内所有的广播消息提取信号接收功率、发射功率，辐射范围参数，通过相关计算获取三个最优的信号频点。
【文档编号】H04W24/06GK105873089SQ201610344984
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】韦伟, 陈安龙, 刘子辰, 张玉成, 韩雪, 石晶林
【申请人】北京中科晶上科技有限公司