CN101489214B - 一种检测用户端设备的方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测用户端设备位置的方法、装置及系统。方案中，为用户端设备配置与其相对应的位置检测装置，该位置检测装置检测用户端设备的位置参数，并在一个可信环境中对该位置参数进行处理，得到可信的用户端设备的位置信息，然后通过无线接入网络和网络侧进行位置信息报告流程的消息收发。用户端设备位置的检测和报告处理在可信环境中进行，该可信环境可以防御来自用户端设备的可能存在的恶意攻击，这样就能保证位置信息的检测和处理的安全。并且，位置检测装置利用移动通信网络的空中接口向网络上报用户端设备的当前位置信息，该传输通路具备移动通信网络的加密和完整性保护等安全功能，能够有效防止篡改，使得传递过程具有足够高的安全性。

Description

一种检测用户端设备的方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是指一种检测用户端设备的方法、装置及系统。 

背景技术

第三代合作项目(3GPP，Third Generation Partnership Project)目前正在研究如何部署演进的家庭基站(HeNB，Home Evolved Node B)。HeNB的实质上是演进分组系统(EPS，Evolved Packet System)的设备NodeB的小型化，主要安装在家庭、办公室等用户场所，其无线覆盖范围比NodeB要小，能够接入的用户数量也比NodeB要少。HeNB上联到EPS时，通常采用ADSL/WiMAX等由用户提供的宽带接入接口通过EPS提供的安全网关(SGW，Secure WebGateway)接入到EPS。HeNB与SGW之间的链接为不安全链接，如图1所示。 

HeNB实质上是一种用户设备，由用户自行购买、安装。用户购买了HeNB后，甚至可以将其转卖给他人。由于HeNB的便携特性，用户可以方便地改变其安装地点。例如，用户在某个城市有两处住所A和B，用户可以先在住所A处安装HeNB，使用一段时间后，将HeNB重新安装在住所B处。同一HeNB改变安装场所，也是特性的改变。3GPP提出对家庭基站(HNB，Home NodeB)和HeNB位置方面的需求，即，在安装、部署、配置和重新配置一个HNB或HeNB时，网络侧应能够获得HNB或HeNB的地理位置信息。 

针对这一需求，3GPP各工作组提出了多种实现方案。其中，主要的实现方式就是由HeNB向网络侧上报自身的位置信息，具体包括以下三种处理方式。 

处理方式一、全球定位系统(GPS)接收GPS格式的位置信息，然后向HeNB提供该位置信息，最终由HeNB向网络侧上报该位置信息。 

处理方式二，HeNB对周围的宏小区进行检测，向网络侧上报检测到的宏 小区信息；网络侧通过收到的宏小区信息来确定HeNB的位置信息。 

处理方式三，在HeNB中嵌入一个接收机，通过该接收机接收其他无线传输技术的无线信号，如广播消息、TV信息等；HeNB通过接收到的无线信号技术得到特征码(signature)，然后通过特征码得到HeNB的位置信息；最终由HeNB向网络侧上报该位置信息。 

以上各种处理方式中，HeNB都参与了位置信息的处理和传递，因此，HeNB可以对位置信息进行控制，甚至可以在某些时候重放这些位置信息。这样，现有的处理方式根本无法保证HeNB的位置信息的安全性和可靠性。 

其次，由于HeNB与网络侧、如核心网络之间的链接是不安全的，因此，对HeNB与网络侧之间传递的位置信息存在安全隐患，有可能受到攻击、篡改。 

再次，现有方法仅在HeNB开机时对HeNB的位置进行检查，以确定其是否在许可的位置工作，如果HeNB通过了位置检查并进入了工作状态，此后HeNB在工作状态进行移动时，网络是无法检测到HeNB的这种移动及其移动后的位置信息的。 

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种检测用户端设备的方法、装置及系统，确保网络侧获得的用户端设备的位置信息是安全可靠和实时的。 

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的： 

一种检测用户端设备位置的方法，该方法包含步骤A：为用户端设备配置与其相对应的位置检测装置，该位置检测装置检测用户端设备当前的位置参数，并在一个可信环境中对该位置参数进行处理，得到可信的用户端设备当前位置信息，然后通过无线接入网络和网络侧进行位置信息报告流程的消息收发。 

所述步骤A之后进一步包括步骤B：在所述位置信息报告流程中，网络侧根据收到的用户端设备当前位置信息确定是否允许对应用户端设备接入。 

网络侧至少包括移动性管理实体、归属用户寄存器HSS和接入点归属寄存器AHR，HSS与AHR之间通过HA接口相连，所述步骤B包括：移动性管理实体收到位置检测装置通过无线接入网络上报的用户端设备当前位置信息后，向HSS发送所述用户端设备当前位置信息；HSS通过所述HA接口向AHR发送所述用户端设备当前位置信息，AHR根据所述用户端设备当前位置信息判断是否允许对应用户端设备接入，并通过所述HA接口向HSS返回判断结果；HSS根据所述判断结果向移动性管理实体返回对应消息，移动性管理实体根据收到的消息进行对应处理；或者，网络侧至少包括移动性管理实体和AHR，移动性管理实体与AHR之间通过MA接口相连，所述步骤B包括：移动性管理实体收到位置检测装置通过无线接入网络上报的用户端设备当前位置信息后，通过所述MA接口向AHR发送所述用户端设备当前位置信息，AHR根据所述用户端设备当前位置信息判断是否允许对应用户端设备接入，并通过所述MA接口向移动性管理实体返回判断结果；移动性管理实体根据所述判断结果进行对应处理。 

所述移动性管理实体发送用户端设备当前位置信息通过在发送的消息中添加位置检测装置报告的位置信息MRLF来实现。 

所述移动性管理实体在向HSS或AHR上报用户端设备当前位置信息的消息中，还包含有移动性管理实体和位置检测装置在所述消息收发过程中，由无线接入网向移动性管理实体报告的表明位置检测装置所处位置的无线接入网络生成的位置信息RGLF。 

所述步骤A之后进一步包括：网络侧收到所述用户端设备当前位置信息后，判断户端设备当前所在位置是否为允许部署位置，如果用户端设备位于允许部署位置，则向位置检测装置返回确认消息，位置检测装置根据收到的确认消息触发用户端设备发起入网注册流程；如果用户端设备位于非允许部署位置，则向位置检测装置返回拒绝响应，位置检测装置根据收到的拒绝响应控制用户端设备不工作；或者，该方法进一步包括：网络侧收到用户端设备的入网注册请求，如果网络侧已经收到来自位置检测装置的用户端设备标识和位置信息，将位置检测装置上报的位置信息与用户端设备的签约位置信息进行比较，如果用户端设备位于允许部署位置，则执行允许用户端设备入网流程；如果用户端设 备位于非允许部署位置，则执行拒绝用户端设备入网流程。 

该方法进一步包括：所述网络侧通过所述位置检测装置与所述用户端设备交换信息。 

所述AHR中存储有用户端设备的签约位置信息；所述用户端设备的签约位置信息包括用于表示允许用户端设备工作的位置的位置信息；所述允许用户端设备工作的位置的位置信息包括但不限于：允许用户端设备工作的PLMN的标识、或位置区的标识、或路由区的标识、或跟踪区的标识、或小区的标识、或地理位置信息，或以上任意的组合。 

所述用户端设备的当前位置信息包括但不限于：用户端设备当前工作的PLMN的标识、位置区的标识、路由区的标识、跟踪区的标识、小区的标识、当前的地理位置信息，或以上任意的组合。 

一种检测用户端设备位置的系统，该系统包括：用户端设备、位置检测装置和网络侧，其中，位置检测装置用于检测用户端设备的位置参数，并在一个可信环境中对该位置参数进行处理，得到可信的用户端设备当前位置信息，然后通过无线接入网络和网络侧进行位置信息报告流程的消息收发。 

所述网络侧至少包括：移动性管理实体、HSS和AHR，所述HSS与AHR之间通过HA接口相连，所述移动性管理实体用于向HSS发送用户端设备当前位置信息；所述HSS用于通过HA接口向AHR发送用户端设备当前位置信息，并通过HA接口接收AHR返回的判断结果；所述AHR用于根据所述用户端设备当前位置信息判断是否允许对应用户端设备接入；或者，移动性管理实体和AHR，所述移动性管理实体与AHR之间通过MA接口相连，所述移动性管理实体用于通过MA接口向AHR发送用户端设备当前位置信息，并通过MA接口接收AHR返回的判断结果；所述AHR用于根据所述用户端设备当前位置信息判断是否允许对应用户端设备接入。 

所述AHR中存储有用户端设备的签约位置信息；所述用户端设备的签约位置信息包括用于表示允许用户端设备工作的位置的位置信息；所述允许用户 端设备工作的位置的位置信息包括但不限于：允许用户端设备工作的PLMN的标识、或位置区的标识、或路由区的标识、或跟踪区的标识、或小区的标识、或地理位置信息，或以上任意的组合。 

所述用户端设备的当前位置信息包括但不限于：用户端设备当前工作位置的PLMN的标识、或位置区的标识、或路由区的标识、或跟踪区的标识、或小区的标识、当前的地理位置信息，或以上任意的组合。 

一种检测用户端设备位置的装置，该装置包括：位置获取模块、可信模块和无线收发模块，其中，位置获取模块用于检测用户端设备的位置参数，并向可信模块提供该位置参数；可信模块用于对来自于位置获取模块的位置参数在可信环境中进行处理，得到可信的用户端设备的位置信息，并向无线收发模块提供该可信的用户端设备的位置信息；无线收发模块用于通过无线接入网络向网络侧上报该可信的用户端设备的位置信息。 

所述位置获取模块为：GPS模块，用于接收GPS格式的位置参数；或信息采集模块，用于接收无线位置参数；或无线收发模块，用于接收无线接入网发布的无线位置信息。 

所述装置还包含一个SIM卡或者一个USIM卡，该SIM卡或USIM卡中包含一个IMSI，用于向所述网络侧唯一地标识该位置检测模块。 

本发明方案中，为用户端设备配置与其相对应的位置检测装置，该位置检测装置通过检测获得用户端设备的位置参数，并在一个可信环境中对该位置参数进行处理，得到可信的用户端设备当前位置信息，然后通过无线接入网络和网络侧进行位置信息报告流程的消息收发。用户端设备位置的检测和报告处理功能在一个可信环境中进行，且这个可信环境可以防御来自用户端设备的可能存在的恶意攻击，这样就能保证位置信息的检测和处理的安全。并且，位置检测装置利用移动通信网络的空中接口，经由移动通信网络的无线接入网络向网络上报用户端设备的当前位置信息，该传输通路具备移动通信网络的加密和完整性保护等安全功能，能够有效防止篡改，使得用户端设备的位置信息在传递过程中具有足够高的安全性。该传输通路还可以用于在网络和用户端设备之间传递其它任何数据。 

在本发明方案中，位置检测装置在用户端设备开机过程中向网络报告位置信息，还可以在用户端设备开机并进入工作状态后，周期性地向网络报告用户端设备当前的位置信息。3GPP对获取HeNB和HNB的位置信息的需求是一致的，且本发明提供的方案适用于这两者。 

本发明方案中，用户端设备的是否可以接入到移动通信网络可以由位置检测装置来控制，能够避免非法用户端设备接入网络，避免对网络资源的非法使用。 

本发明方案，针对位置检测装置向网络上报位置信息等上述流程进行了定义，并公开了网络侧的相关处理，使得整个实现过程清楚完整，具有可操作性。 

附图说明

图1为HeNB与SGW连接关系示意图； 

图2为本发明系统结构示意图； 

图3为本发明中位置检测装置模块示意图； 

图4为本发明中位置检测模块和网络侧交互的所需的协议栈示意图，其中功能一所指的协议栈功能由可信模块实现； 

图5为本发明中HNB和位置检测装置部署示意图； 

图6为本发明中采用用户端设备中的可信模块的示意图； 

图7为本发明中位置检测模块在初始接入过程中向网络报告位置的流程图； 

图8为本发明中用户端设备进入工作状态后位置检测模块通过路由更新过程向网络报告位置的流程图； 

图9为本发明中用户端设备通过位置检测设备和网络侧交换信息的一个实施例的流程图。 

具体实施方式

本发明中，为用户端设备配置与其相对应的位置检测装置，该位置检测装置用于检测用户端设备的位置参数，并在一个可信环境中对该位置参数进行处理，得到可信的用户端设备的位置信息，然后通过无线接入网络和网络侧进行位置信息报告流程的消息收发。用户端设备可以为HNB、HeNB等。位置检测装置还可以通过无线接入网与网络交换除位置信息以外的其它信息。 

图2为本发明系统结构示意图，如图2所示，位置检测装置与HeNB一一对应，位置检测装置用于检测HeNB的位置参数，通过对该位置参数进行处理得到可信的HeNB的位置信息，然后通过无线接入网络向网络侧上报该可信的HeNB的位置信息。位置检测装置可由HeNB来为其供电。位置检测装置可位于HeNB内部；也可与HeNB在物理上相分离，但地理位置基本相同，只要存在与HeNB的对应关系即可。位置检测装置与HeNB通过接口相连。通过该接口，位置检测装置可以获得HeNB的标识。位置检测装置可以进一步包括一个SIM卡或者USIM卡，该卡中存储的IMSI可以向网络唯一地标识一个位置检测装置。如果用户端设备的设备标识，可以作为位置检测装置的IMSI使用，则位置检测装置直接采用该设备标识作为其IMSI，无需再装置SIM卡或者USIM卡。在本发明后续的各个实施例子中，位置检测装置、SGSN、HSS、AHR等网络实体之间的消息中，均需要包含上述位置检测装置的标识和/或用户端设备的标识。 

图3为本发明中位置检测装置结构示意图，如图3所示，位置检测装置包括：位置获取模块、可信模块和无线收发模块，其中，位置获取模块用于检测用户端设备的位置参数，并向可信模块提供该位置参数；可信模块是一个具有安全防护功能的、可以防止被恶意操纵和篡改的模块，该模块具有自我保护功能，可以保证其实现的功能的完整性，可以保证其存贮的信息不被非法篡。可信模块对来自于位置获取模块的位置参数进行协议上处理，并可以控制无线收发模块工作；无线收发模块在可信模块的控制下，可以通过移动通信网络的无 线接入网络向网络侧上报该可信的用户端设备的位置信息和其它信息，接收来自网络侧的信息和数据。 

本发明中采用可信模块对用户端设备的位置参数进行处理，而可信模块所处的环境是安全的，因此经可信模块处理后得到的用户端设备的位置信息是可信的。位置获取模块和无线收发模块仅处理物理层的信号，物理层之上的协议功能，均由可信模块进行处理，如图4所示的协议栈中，用户设备(UE)的协议栈中，物理层L1的处理通过位置获取模块完成，MAC层及其之上的处理由可信模块完成。 

位置获取模块可以为GPS模块，用于接收GPS格式的位置参数；还可以为信息采集模块，用于接收无线位置参数、能够表示地理位置信息的广播消息、TV信息等。 

无线收发模块具体可以是但不限于使用2G、或3G、或LTE等无线技术的无线收发模块。该无线收发模块，可以接收来自移动通信无线接入网提供的位置参数，如GSM网络的无线接入网、UTRAN网络、E-UTRAN网络中能够表示地理位置的无线位置参数，如位置区(LAC)标识、路由区(RAC)标识、跟踪区标识(TAI)、GANSS等。此时，该无线收发模块具有位置获取功能，也可作为一种位置获取模块。 

位置检测装置进一步包括控制功能，用于根据网络侧返回的响应确定是否控制用户端设备发起用户端设备的注册流程。该控制功能，也由可信模块实现。 

位置获取模块、可信模块、无线收发模块和控制模块均可与用户端设备相连，由用户端设备供电。如果用户端设备中也有可信模块，则本发明装置中可信模块实现的功能可以交给用户端设备中的可信模块处理，这种情况参见图6。 

图5为本发明中HNB和位置检测装置部署示意图，如图5所示，HNB的部署环境是是指HNB的安装地点，通常是家庭或写字楼的某个区域。HNB和本发明提供的位置检测装置通过接口连接在一起，HNB可以与某一网络连接，该网络连接到PLMN。HNB与网络之间相连的接口通常是一个宽带接口，可以采用IP协议，网络与PLMN之间相连的接口也支持IP协议。HNB接入的某一 网络可以是PLMN网络运营商的网络，也可以是其它运营商提供的网络。 

PLMN是某运营商移动通信网络的核心网络，基站代表移动通信网络的无线接入网络，PLMN与基站相连。实际应用场景中，HNB通常在PLMN的无线覆盖范围内。PLMN包括归属用户寄存器(HSS)、接入点归属寄存器(AHR，Access point Home Register)和移动性管理实体，移动性管理实体指SGSN、MSC/VLR、MME等。HSS与AHR相连，移动性管理实体与AHR相连。 

图5中，基站的无线覆盖区域包括HNB和位置检测装置的安装地点，即位置检测装置能够接收到基站发送的无线信号，也可以向基站发送无线信号并能够被基站接收到。同时位于HNB的部署环境中的UE也可以通过基站接入到PLMN中。当UE通过HNB接入到PLMN时，其业务和信令经由HNB、网络到达PLMN。 

在PLMN中，与本发明方案相关的实体主要包括：移动性管理实体，如SGSN、MSC、VLR、MME等，HSS，以及用于HNB或HeNB的位置管理实体AHR，本发明提出AHR和HSS具有接口，该接口需要定义；AHR与移动性管理实体之间具有接口，该接口可以采用移动性管理实体与HSS之间的接口，但是需要新增功能。 

AHR是用于存储HeNB的签约记录和业务属性的数据库，包括用户端设备的标识、用户端设备签约的安装位置等信息。本发明中，在AHR与HSS之间增加HA接口，即AHR与HSS之间通过HA接口相连。HA接口上用来传递HeNB的位置信息。HA接口可以通过对基于VLR/MME/SGSN与HLR之间的接口的扩展来实现；也可以通过定义新接口的方式来实现。本发明中，在AHR与移动性管理实体之间增力MA接口，即AHR与移动性管理实体之间通过MA接口相连。MA接口上用来传递HeNB的位置信息。MA接口可以通过基于VLR/MME/SGSN与HLR之间的接口的扩展来实现；也可以通过定义新接口的方式来实现。无论是HA接口，还是MA接口，本发明方案中通过这两个接口由HSS或移动性管理实体向AHR传递HeNB的位置信息；AHR通过接口HA接口或MA接口，向HSS或移动性管理实体反馈信息。 

移动性管理实体和AHR等设备，负责按照终端入网过程完成位置检测设备的入网。 

位置检测装置上电后，通过无线收发模块，使用已经定义的现有UE入网流程，接入到PLMN中。在这个过程中，位置检测装置可以得知其接入的无线小区的广播信息，包括PLMN标识、位置区标识、路由区标识，或者是跟踪区标识，也可以是GNSS信息等。这里，可以将上述信息称为位置检测装置获取的接入网络位置信息。由于PLMN发送的无线小区的广播信息是通过配置来实现的，因此，通常不同区域的信息是不同的。当位置检测装置接入到PLMN后，PLMN中的移动性管理实体、HSS及AHR就能够确定位置检测装置是在什么位置接入的，因而PLMN也就确定了位置检测装置的当前位置。 

位置检测装置通过与HNB的接口获得HNB的标识，然后通过无线收发模块将HNB的标识及位置检测装置通过检测及计算得到的可信的位置信息上报给PLMN，可信的位置信息可以包括接入网络位置信息、当前的定位服务信息、临近网络位置信息、GPS位置信息、其它无线位置信息等。位置检测模块还可以将临近网络无线频率信息报告给PLMN。PLMN依据这些位置信息来确定HNB当前所在的位置，并确定该位置是否为允许该HNB部署的位置。 

位置检测装置向PLMN上报HNB的位置信息的流程可以通过对移动通信网络中移动终端和网络的非接入层(NAS)协议流程进行修改来实现。位置检测装置具有移动通信网络中移动终端的功能或者部分功能。 

下面仅以支持GPRS功能的终端和网络之间的NAS协议流程为例，对本发明中涉及的过程做详细说明。 

在位置检测装置发起的初始网络附着过程(ATTACH)、或路由区更新(RAU，Routing Area Updating)过程的请求消息中，携带有HNB标识和位置信息，这可以通过在请求消息实体中增加可选的信息单元来实现。PLMN的移动性管理实体收到携带有HNB标识和位置信息的请求消息后，将HNB标识和位置信息提供给AHR。基于GPS情况下，则位置检测装置也需要执行附着过程，通过无线接入网络将HNB的当前位置信息上报给AHR。 

由于采用的是附着过程，移动性管理实体收到的HNB位置信息是对应的路由区(RA)标识，这些标识就是位置检测模块发送请求消息时所处的RA的位置。移动性管理实体可以通过RAU过程通知HSS HNB的当前位置信息、即RA标识，HSS将这些位置信息传递给AHR。移动性管理实体也可以通过路由区更新(Routing Area Updating，RAU)过程，周期性地通过HSS通知AHR HNB的当前位置信息、即RA/LA/TA标识。另外，移动性管理实体也可以直接通知AHR HNB的当前位置信息。 

当用户端设备需要使用GPRS业务时，首先通过附着过程附着到网络，位置检测装置向网络上报用户端设备的当前位置信息。当用户端设备移动时，位置检测装置通过RAU过程通知网络其当前的位置。无论是附着过程还是RAU过程，位置检测装置均向网络报告期当前的位置。 

现有标准(3GPP TS24.008)中定义了GPRS附着请求(Attach Request)消息的具体内容和格式，如表一所示： 

IEI	Information Element	Presence	Format	Length
						Protocol discriminator	M	V	1/2
	Skip indicator	M	V	1/2
						Attach request message identity	M	V	1
	MS network capability	M	LV	3-9
						Attach type	M	V	1/2
	GPRS ciphering key sequence number	M	V	1/2
						DRX parameter	M	V	2
	P-TMSI or IMSI	M	LV	6-9
						Old routing area identification	M	V	6
	MS Radio Access capability	M	LV	6-52
					19	Old P-TMSI signature	O	TV	4
17	Requested READY timer value	O	TV	2
					9-	TMSI status	O	TV	1
33	PS LCS Capability	O	TLV	3

表一 

现有标准中还定义了RAU请求(Routing Area Update Request)消息的具体内容和格式，如表二所示： 

IEI	Information Element	Presence	Format	Length
						Protocol discriminator	M	V	1/2
	Skip indicator	M	V	1/2
						Routing area update request message identity	M	V	1
	Update type	M	V	1/2
						GPRS ciphering key sequence number	M	V	1/2
	Old routing area identification	M	V	6
						MS Radio Access capability	M	LV	6-52
19	Old P-TMSI signature	O	TV	4
					17	Requested READY timer value	O	TV	2
27	DRX parameter	M	V	3
					9-	TMSI status	O	TV	1
18	P-TMSI	O	TLV	7
					31	MS network capability	O	TLV	4-10
32	PDP context status	O	TLV	4
					33	PS LCS Capability	O	TLV	3
35	MBMS context status	O	TLV	2-18

表二 

在上述两个消息中，现有标准定义信息单元Old routing area identification，可以用于提供发送该请求消息的用户端设备在上次开机时所驻留的路由区域标识。 

在上述两个消息中，本发明中新增一个可选的信息单元LocationInformation Detected，用于发送该请求消息的位置检测装置所检测到的对应用户端设备的位置信息，如路由区标识+小区标识(RAI+Cell Identity)、或GPS数据、或收到的广播数据等。其中RAI+Cell Identity为必选项。本文称LocationInformation Detected中所包含的位置信息为位置检测装置报告的位置信息(MRLF，ME Reported Location Information)。 

Cell Identity是一个标识，即小区标识，可以标识一个小区。一个基站有多个小区，一个路由区通常由多个小区组成，组成同一个路由区的所有小区使用相同的路由区标识。由于小区的覆盖范围比路由区要小很多，因此通过小区标识来标识位置，其位置精度比单独使用路由区标识要高。 

此外，位置检测装置发送GPRS附着请求或RAU请求消息时，该位置检 测装置需处于空闲状态，首先需要建立位置检测装置与网络之间的信令连接，才能将上述请求消息发送给SGSN。当RNC收到来自该位置检测装置的GPRS附着请求或RAU请求消息时，因为没有该位置检测装置使用的信令连接，无线接入网中的RNC还需要向SGSN指示其收到的这个NAS消息是来自哪个小区及哪个路由区。信令连接建立完毕时，SGSN中存储有与位置检测装置相关的移动性管理上下文(MM Context)，该上下文中记录有位置检测装置当前所在的位置信息，该位置信息包括但不限于路由区标识和小区标识(RAI+CellIdentity)。 

本发明中，将由RNC报告的路由区标识和小区标识等位置检测装置的当前所在的位置信息称作接入网络生成的位置信息(RGLF，RAN Generated LocationInformation)。 

下面以GPRS附着过程为例，分别详细描述位置检测装置如何通过HA接口或MA接口向AHR提供对应用户端设备的当前位置信息。 

方法一：位置检测装置通过HA接口向AHR上报对应用户端设备的当前位置信息。 

在附着过程中，首先位置检测装置需要在向无线接入网络发送的附着请求消息中添加MRLF，携带有MRLF的附着请求消息通过无线接入网络发送至SGSN；其次SGSN收到附着请求后，在向HLR发送的位置更新(update location)消息中添加RGLF，该位置更新消息中携带有MRLF和RGLF；HLR收到携带有MRLF和RGLF的位置更新消息后，通过HA接口向AHR发送MRLF和RGLF；最后AHR依据MRLF和RGLF及其他相关信息判断是否允许用户端设备接入网络，然后通过HA接口向HLR发送判断结果。所述判断结果表明是否允许该用户端设备在当前位置接入。HLR根据收到的判断结果进行相应处理，如果判断结果表明允许用户端设备接入，则向SGSN发送位置更新响应(UpdateLocation Ack)消息，后续用户端设备进行接入；否则，向SGSN发送拒绝消息，SGSN向位置检测装置发送拒绝消息，用户端设备将无法接入网络。 

方法二：位置检测装置通过MA接口向AHR上报对应用户端设备的当前 位置信息。该方法无需SGSN直接与AHR进行交互，无需与HLR交互。参见图7。 

在附着过程中，首先位置检测装置需要在向无线接入网络发送的附着请求消息中添加MRLF，携带有MRLF的附着请求消息通过无线接入网络发送至SGSN；其次SGSN收到附着请求后，在向AHR发送的位置上报消息中添加RGLF，该位置上报消息中携带有MRLF和RGLF，然后通过MA接口向AHR发送位置上报消息；AHR收到携带有MRLF和RGLF的位置上报消息后，依据MRLF和RGLF及其他相关信息判断是否允许用户端设备接入网络，然后通过MA接口向SGSN发送判断结果。SGSN根据收到的判断结果进行相应处理，如果判断结果表明允许用户端设备接入，则SGSN通过无线接入网络向位置检测装置发送附着接受(AttachAccept)消息，后续用户端设备进行接入；否则，SGSN向位置检测装置发送拒绝消息，用户端设备将无法接入网络。 

在现有的3GPP的GPRS相关规范中，定义了UE向网络报告其位置的方法和过程，即RAU过程。根据现有规范的定义，本发明设置两种位置检测装置的上报场景：场景一、位置检测装置需要周期性地向网络报告其当前位置、即对应用户端设备的当前位置；场景二、当位置检测装置移动到新的路由区时，需要向网络报告其当前的位置、即对应用户端设备的当前位置。 

场景一中，位置检测装置中的一个周期性定时器运行，当该定时器超时后，位置检测装置需要启动RAU过程。网络可以通过设置该定时器的数值来控制位置检测装置上报周期性位置报告的时间周期长度、即每次上报之间的时间间隔；场景二中，网络将位置检测装置可以驻留到的路由区的标识提供给位置检测装置，当位置检测装置在这些路由区中移动时，无需向网络报告当前位置；但如果位置检测装置的当前位置不在这些路由区中移动时，需要向网络报告当前位置，网络判断确定是否允许用户端设备接入网络。 

下面以现有的移动终端和网络之间的路由区更新过程(Routing AreaUpdating)为例，分别说明本方法如何通过对该过程的改进，使得位置检测装置周期性地或者是检测到位置改变后向网络上报对应用户端设备当前位置的信 息的方法。 

方法三：针对场景一，位置检测装置通过HA接口向AHR周期性上报对应用户端设备的当前位置信息。 

当用户端设备进入工作状态后，位置检测装置中的一个周期性定时器运行，当该定时器超时后，位置检测装置需要启动RAU过程。在这个RAU过程中，首先位置检测装置需要在向无线接入网络发送的RAU请求消息中添加MRLF，携带有MRLF的RAU请求消息通过无线接入网络发送至SGSN；其次SGSN收到RAU请求后，在向HLR发送的位置更新消息中添加RGLF，该位置更新消息中携带有MRLF和RGLF；HLR收到携带有MRLF和RGLF的位置更新消息后，通过HA接口向AHR发送MRLF和RGLF；最后AHR依据MRLF和RGLF及其他相关信息判断是否允许用户端设备接入网络，然后通过HA接口向HLR发送判断结果。所述判断结果表明是否允许该用户端设备在当前位置接入。HLR根据收到的判断结果进行相应处理，如果判断结果表明允许用户端设备接入，则向SGSN发送位置更新响应(update location ack)消息，SGSN收到位置更新响应消息后，向位置检测装置发送RAU接受(RoutingArea UpdateAccept)消息，表明用户端设备的接入被允许；否则，向SGSN发送拒绝消息，SGSN向位置检测装置发送拒绝消息，位置检测装置收到该消息后，向用户端设备发送停止工作指令。 

方法四：针对场景二，位置检测装置通过MA接口周期性向AHR上报对应用户端设备的当前位置信息。该方法无需SGSN直接与AHR进行交互，无需与HLR交互。 

在RAU过程中，首先位置检测装置需要在向无线接入网络发送的RAU请求消息中添加MRLF，携带有MRLF的RAU请求消息通过无线接入网络发送至SGSN；其次SGSN收到RAU请求后，在向AHR发送的位置上报消息中添加RGLF，该位置上报消息中携带有MRLF和RGLF，然后通过MA接口向AHR发送位置上报消息；AHR收到携带有MRLF和RGLF的位置上报消息后，依据MRLF和RGLF及其他相关信息判断是否允许用户端设备接入网络，然后通 过MA接口向SGSN发送判断结果。SGSN根据收到的判断结果进行相应处理，如果判断结果表明允许用户端设备接入，则SGSN通过无线接入网络向位置检测装置发送RAU接受消息，表明用户端设备的接入被允许；否则，SGSN向位置检测装置发送拒绝消息，位置检测装置收到该消息后，向用户端设备发送停止工作指令。 

方法五，以MA接口为例，融合说明场景一和场景二，说明位置检测装置周期性地或者是检测到位置改变后向网络上报对应用户端设备当前位置信息的方法，这个例子参见图8。 

当用户端设备进入工作状态后，位置检测装置中的一个周期性定时器运行，当该定时器超时后，位置检测装置需要启动RAU过程，这个是场景一。在场景二中，如果位置检测装置检测到位置的变化，且这种变化需要向网络报告，则也需要启动RAU过程。上述两个场景中，位置检测装置均向网络发送RAU请求消息。 

首先位置检测装置需要在向无线接入网络发送的RAU请求消息中添加MRLF，携带有MRLF的RAU请求消息通过无线接入网络发送至SGSN；其次SGSN收到RAU请求后，在向AHR发送的位置上报消息中添加RGLF，该位置上报消息中携带有MRLF和RGLF，然后通过MA接口向AHR发送位置上报消息；AHR收到携带有MRLF和RGLF的位置上报消息后，依据MRLF和RGLF及其他相关信息判断用户端设备当前的位置是否是用户端设备可以工作的位置，然后通过MA接口向SGSN发送判断结果。SGSN根据收到的判断结果进行相应处理，如果判断结果表明允许用户端设备接入，则SGSN通过无线接入网络向位置检测装置发送路由区更新接受(RAU Accept)消息，后续用户端设备可以继续工作；否则，SGSN向位置检测装置发送路由更新拒绝消息(RAU reject)，并在路由更新拒绝消息中说明用户端设备无法在当前位置工作，位置检测装置收到该拒绝消息后，发送停止工作指令给用户端设备。 

网络侧获取位置检测装置检测到的用户端设备的位置信息后，具体可以通过以下两种方式来实现对用户端设备的接入控制。 

方式一、通过位置检测装置来控制用户端设备是否可以接入。 

网络侧收到用户端设备的当前位置信息后，判断户端设备当前所在的位置是否为允许部署的位置，即将位置检测装置上报的位置信息与用户端设备的签约位置信息进行比较，如果用户端设备位于允许部署的位置，则向位置检测装置返回确认消息，该确认消息中包含一个是否允许该用户端设备在相应位置接入的指示，如果允许，则位置检测装置触发用户端设备发起入网注册流程，或者继续在当前位置工作。如果用户端设备当前所在的位置不是允许部署的位置，则返回拒绝响应，包含一个拒绝信号，收到拒绝信号后位置检测装置控制用户端设备不工作或者停止工作。网络侧允许用户端设备入网注册后，用户端设备根据位置检测装置的控制、如图4中的HNB通过某一网络进行入网注册流程。用户端设备完成入网注册过程后，才能为用户提供服务。 

方式二、网络侧通过用户端设备和网络之间的不安全连接，接纳用户端设备的在当前位置工作或者拒绝用户端设备在当前位置工作。 

网络侧收到用户端设备的入网注册请求时，如果网络侧已经收到来自位置检测装置的用户端设备标识和位置信息，将位置检测装置上报的位置信息与用户端设备的签约位置信息进行比较，如果用户端设备位于允许部署的位置，则执行允许用户端设备入网的相关过程；如果用户端设备当前所在的位置不是允许部署的位置，则拒绝执行用户端设备入网的相关过程。如果网络侧还未收到来自位置检测装置的用户端设备标识和位置信息，则等待一定时间，如果在设定时间内收到了，则按上述描述的过程进行处理。如果在设定时间内仍未收到，则拒绝执行用户端设备的入网流程。当用户端设备接入到网络后，如果网络收到来自位置检测装置的用户端设备标识和位置信息，将位置检测装置上报的位置信息与用户端设备的签约位置信息进行比较，如果用户端设备位于不允许部署的位置，则网络拒绝用户端设备在当前位置工作。 

AHR中存储的用户端设备的签约信息可以是允许用户端设备工作的地理位置信息如经纬度和海拔高度信息，也可以是允许用户端设备工作的位置PLMN的标识(即PLMN ID)、路由区标识、跟踪区标识、小区标识等移动通 信网络中用于标识位置区域的位置信息等。AHR中还可以存储的用户端设备当前的工作的位置信息。当前位置信息可以是用户端设备当前工作的地理位置信息如经纬度和海拔高度信息，也可以是当前用户端设备工作的位置的PLMN的标识(即PLMN ID)、路由区标识、跟踪区标识、小区标识等移动通信网络中用于标识位置区域的位置信息等。 

用户端设备和网络侧之间可以通过位置检测装置模块交换任何数据或信息。下面以一个实施例对此进行说明。用户端设备首先通过位置检测模块检测临近无线频率信息，然后通过位置检测装置向网络侧上报检测到的临近网络无线频率信息，网络侧收到临近网络无线频率信息后，可以用于为用户端设备确频率信息，网络侧确定用户端设备的工作频率后，将该工作频率通过位置检测模块通知用户端设备。具体的流程参见图9。用户端设备和网络侧之间通过位置检测装置模块所交换的信息还可以包括但不限于用户端设备的启动所需的初始配置参数、用户端设备的升级软件、用户端设备上报的统计信息等数据。上述实施例和说明仅是用户端设备和网络侧之间通过位置检测装置模块交换信息和数据的例子，并不是用于限定用户端设备和网络侧之间通过位置检测装置模块所交换信息的内容、交换信息的具体流程和参与信息交换的网络实体。 

在本发明中，位置检测模块具备移动终端的功能或部分功能。位置检测模块中的无线收发模块可以包含任意现有的无线技术如GSM、GPRS、TD-SCDMA、WCDMA以及LTE等无线技术。无线接入网可以是现有的GSM无线接入网RAN、GERAN、3G无线接入网UTRAN和LTE的无线接入网E-UTRAN。移动性管理实体可以是MSC/VLR、SGSN和MME。 

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。 

Claims (16)

1.一种检测用户端设备位置的方法，其特征在于，该方法包含：

A、为用户端设备配置与其相对应的位置检测装置，该位置检测装置检测用户端设备当前的位置参数，并在一个可信环境中对该位置参数进行处理，得到可信的用户端设备当前位置信息，然后通过无线接入网络和网络侧进行位置信息报告流程的消息收发。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A之后进一步包括：

B、在所述位置信息报告流程中，网络侧根据收到的用户端设备当前位置信息确定是否允许对应用户端设备接入。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

网络侧至少包括移动性管理实体、归属用户寄存器HSS和接入点归属寄存器AHR，HSS与AHR之间通过HA接口相连，所述步骤B包括：移动性管理实体收到位置检测装置通过无线接入网络上报的用户端设备当前位置信息后，向HSS发送所述用户端设备当前位置信息；HSS通过所述HA接口向AHR发送所述用户端设备当前位置信息，AHR根据所述用户端设备当前位置信息判断是否允许对应用户端设备接入，并通过所述HA接口向HSS返回判断结果；HSS根据所述判断结果向移动性管理实体返回对应消息，移动性管理实体根据收到的消息进行对应处理；或者，

网络侧至少包括移动性管理实体和AHR，移动性管理实体与AHR之间通过MA接口相连，所述步骤B包括：移动性管理实体收到位置检测装置通过无线接入网络上报的用户端设备当前位置信息后，通过所述MA接口向AHR发送所述用户端设备当前位置信息，AHR根据所述用户端设备当前位置信息判断是否允许对应用户端设备接入，并通过所述MA接口向移动性管理实体返回判断结果；移动性管理实体根据所述判断结果进行对应处理。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述移动性管理实体发送用户端设备当前位置信息通过在发送的消息中添加位置检测装置报告的位置信息MRLF来实现。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述移动性管理实体在向HSS或AHR上报用户端设备当前位置信息的消息中，还包含有移动性管理实体和位置检测装置在所述消息收发过程中，由无线接入网向移动性管理实体报告的表明位置检测装置所处位置的无线接入网络生成的位置信息RGLF。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述步骤A之后进一步包括：网络侧收到所述用户端设备当前位置信息后，判断用户端设备当前所在位置是否为允许部署位置，如果用户端设备位于允许部署位置，则向位置检测装置返回确认消息，位置检测装置根据收到的确认消息触发用户端设备发起入网注册流程；如果用户端设备位于非允许部署位置，则向位置检测装置返回拒绝响应，位置检测装置根据收到的拒绝响应控制用户端设备不工作；或者，

该方法进一步包括：网络侧收到用户端设备的入网注册请求，如果网络侧已经收到来自位置检测装置的用户端设备标识和位置信息，将位置检测装置上报的位置信息与用户端设备的签约位置信息进行比较，如果用户端设备位于允许部署位置，则执行允许用户端设备入网流程；如果用户端设备位于非允许部署位置，则执行拒绝用户端设备入网流程。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：所述网络侧通过所述位置检测装置与所述用户端设备交换信息。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述AHR中存储有用户端设备的签约位置信息；

所述用户端设备的签约位置信息包括用于表示允许用户端设备工作的位置的位置信息；

所述允许用户端设备工作的位置的位置信息包括但不限于：允许用户端设备工作的PLMN的标识、或位置区的标识、或路由区的标识、或跟踪区的标识、或小区的标识、或地理位置信息，或以上任意的组合。 

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述用户端设备的当前位置信息包括但不限于：用户端设备当前工作的PLMN的标识、位置区的标识、路由区的标识、跟踪区的标识、小区的标识、当前的地理位置信息，或以上任意的组合。

10.一种检测用户端设备位置的系统，其特征在于，该系统包括：用户端设备、位置检测装置和网络侧，其中，

位置检测装置用于检测用户端设备的位置参数，并在一个可信环境中对该位置参数进行处理，得到可信的用户端设备当前位置信息，然后通过无线接入网络和网络侧进行位置信息报告流程的消息收发。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述网络侧至少包括：

移动性管理实体、HSS和AHR，所述HSS与AHR之间通过HA接口相连，所述移动性管理实体用于向HSS发送用户端设备当前位置信息；所述HSS用于通过HA接口向AHR发送用户端设备当前位置信息，并通过HA接口接收AHR返回的判断结果；所述AHR用于根据所述用户端设备当前位置信息判断是否允许对应用户端设备接入；或者，

移动性管理实体和AHR，所述移动性管理实体与AHR之间通过MA接口相连，所述移动性管理实体用于通过MA接口向AHR发送用户端设备当前位置信息，并通过MA接口接收AHR返回的判断结果；所述AHR用于根据所述用户端设备当前位置信息判断是否允许对应用户端设备接入。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，

所述AHR中存储有用户端设备的签约位置信息；

所述用户端设备的签约位置信息包括用于表示允许用户端设备工作的位置的位置信息；

所述允许用户端设备工作的位置的位置信息包括但不限于：允许用户端设备工作的PLMN的标识、或位置区的标识、或路由区的标识、或跟踪区的标识、或小区的标识、或地理位置信息，或以上任意的组合。

13.根据权利要求10至12任一所述的系统，其特征在于，所述用户端设备的当前位置信息包括但不限于：用户端设备当前工作位置的PLMN的标识、或位置区的标识、或路由区的标识、或跟踪区的标识、或小区的标识、当前的地理位置信息，或以上任意的组合。

14.一种检测用户端设备位置的装置，其特征在于，该装置包括：位置获取模块、可信模块和无线收发模块，其中，

位置获取模块用于检测用户端设备的位置参数，并向可信模块提供该位置参数；

可信模块用于对来自于位置获取模块的位置参数在可信环境中进行处理，得到可信的用户端设备的位置信息，并向无线收发模块提供该可信的用户端设备的位置信息；

无线收发模块用于通过无线接入网络向网络侧上报该可信的用户端设备的位置信息。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，

所述位置获取模块为：GPS模块，用于接收GPS格式的位置参数；

或信息采集模块，用于接收无线位置参数；

或无线收发模块，用于接收无线接入网发布的无线位置信息。

16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述装置还包含一个SIM卡或者一个USIM卡，该SIM卡或USIM卡中包含一个IMSI，用于向所述网络侧唯一地标识所述装置。 

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