CN103200645B - 一种gsm系统通信管制及特定用户通信保障系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种GSM系统通信管制及特定用户通信保障系统GSM系统通信管制及特定用户通信保障的方法，包括基站信息获取、指定用户身份信息的捕获、手机信令的监听和识别、基站信令的监听和识别、身份鉴别、管制信息的构造和发送功能模块。通过利用GSM系统无线通信特点和标准协议，在业务信道建立前的手机和终端信令交互过程中，进行指定用户手机鉴别，对非保障和未识别用户的信号发送干扰阻断信号实现通信管制，对特定用户的通信信令不加干扰，从而实现指定用户的通信保障。

Description

一种GSM系统通信管制及特定用户通信保障系统及方法

技术领域

本发明属于GSM系统技术领域，尤其涉及一种GSM系统通信管制及特定用户通信保障的方法。

背景技术

正如交通管制一样，对特定时间、特定地点、特定人群实施通信管制具有重要的应用价值和意义。即使在交通管制时，仍然需要保证部分人员（如公安、部队、救援、保障人员等）的车辆通行，因此通信管制也需要提供一种在通信管制阶段保证部分人员的通信畅通无阻。比如高级会议场所，阻断其它人员通信，但是需要保障高级别人员手机通信；或者在通信风暴或者通信量过大时需要保证部分人员通信的有效性；在重大事件的重要场所，同样需要阻断其它人员的通信，而保障关键人员的通信畅通等。

目前通信管制的方法有以下几种。（1）服务基站及网络管制方法：服务基站及网络管制方法由提供服务的营运商通过基站和核心网主动关闭所有的通信服务，或者根据用户的特点关闭选定目标服务，进而完成通信管制。（2）手机终端管制方法：手机终端管制方法使用病毒植入和终端控制软件来实现。加载相应手机病毒和控制软件的手机不能通信，实现对部分手机的通信管制。（3）第三方手机管制方法：基于第三方手机通信管制，是指具有授权的第三方使用无线方法实现对手机通信的管制，包括信道全管制和具有用户可选择性管制方法。信道全管制是在覆盖区内对所有终端发送干扰信号阻碍其通信，使得覆盖区内所有手机通信受阻。具有用户可选择性管制方法是对手机身份信息进行鉴别，当手机是需要保障的用户时保障其通信畅通，对于其他用户完全阻断。因此具有用户可选择性管制方法是一种有效的通信管制方法。

服务基站及网络管制方法需要营运商提供帮助，操作流程复杂，协调工作量大，容易造成任务的目标和内容的泄密；手机终端管控方法需要在手机植入木马或者保持和监控中心的通信，当用户更新手机时，该方法失效。同时该方法只能管制一小部分的用户通信，不能保证对任何人的通信管制；信道全管制方法是对所有覆盖区域用户通信阻断，该方法不适用于需要保障部分人员的通信情况。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种GSM系统通信管制及特定用户通信保障的方法。

本发明实施例是这样实现的，一种GSM系统通信管制及特定用户通信保障系统，该GSM系统通信管制及特定用户通信保障系统包括：

服务基站下行信道捕获模块，用于对当前区域进行扫频，确定该覆盖区域内基站的工作主频点，获取基站信息；

目标身份信息获取模块，采用哑呼或者安全短信技术，在手机不被提示的状态下进行含有身份信息的信令交互，进而捕获手机的身份信息；

手机上行信令监听模块，当手机主叫和被叫时，GSM手机会在上行信道发送上行接入信道（RACH）和上行专用信道信息（SDCCH）的信令信息；

基站下行信令监听模块，当手机主叫和被叫时，GSM服务基站会在下行信道发送寻呼信道（PCH）、准许接入信道（AGCH）、专用控制信道（SDCCH）的信令信息，该信息包含有目标的身份信息，需要对覆盖区所有的下行信令进行监听；

身份鉴别模块，在手机上行信令监听过程中获取的SDCCH信道中的身份信息和获取目标身份信息进行比较，当两者身份相同时，不做任何处理，当两者身份不同，或者捕获身份信息CRC校验不成功时，进行管制信息的构造和发送；

管制信息构造发送模块，当监听到上行信令信息中的身份信息和指定目标用户信息不同，或者上行信令信息的CRC校验不成功时，该手机信号是需要管制的手机信号，不是需要保障的手机信号。

进一步，目标身份信息获取模块，采用哑呼或者安全短信技术，在手机不被提示的状态下进行含有身份信息的信令交互，进而捕获手机的身份信息；该身份信息主要是IMSI和TMSI。

进一步，手机上行信令监听模块，当手机主叫和被叫时，GSM手机会在上行信道发送上行接入信道（RACH）和上行专用信道信息（SDCCH）的信令信息，该信息包含有目标的身份信息，因此需要对覆盖区所有的上行信令进行监听；

管制信息构造发送模块的构造和服务基站同频点的用于干扰的信令信道（SDCCH），保证目标手机无法完成接入过程，阻断手机通信，实现通信管制。

本发明实施例的另一目的在于提供一种GSM系统通信管制及特定用户通信保障的方法，该方法包括：

选择服务基站和获取信息；

使用哑呼方式实现目标手机身份信息的捕获；

终端管控设备（MME）一直监听手机上行信令信息；

终端管控设备（MME）一直监听基站下行信令信息；

身份鉴别；

管制信息的构造和发送。

进一步，选择服务基站和获取信息的方法为：

第三方用户终端管控设备（MobileManagementEquipment-MME）接收目标手机区域内服务基站BS广播的信息，以及邻小区基站BS广播的信息，解析主基站和邻小区基站的广播信息，获取管控设备所在环境基站的主频点。

进一步，使用哑呼方式实现目标手机身份信息的捕获方法采用哑呼的原理。

进一步，终端管控设备监听手机上行信令信息方法为：

当手机主叫时，手机发送RACH，MME监听到RACH信息，同时服务基站会响应该用户并发送一个用于专用控制信道配置的AGCH，当手机收到AGCH后，用户会根据AGCH进行上行SDCCH信道配置并将向基站发送包含有身份信息（SABM帧）的上行SDCCH。因此，MME需要监听用户发送的上行SDCCH并获取其中的身份信息；

当手机被叫时，基站发送包含有用户身份信息的PCH，手机收到后进行判别，当确定PCH是寻呼自己后发送RACH，其后续的工作流程和手机主叫的流程相同；

无论是手机的主叫和被叫，MME都需要时刻监听手机的发送的RACH和上行SDCCH，并获取SDCCH中SABM帧所包含的身份信息。

进一步，终端管控设备（MME）一直监听基站下行信令信息；

根据手机主叫和被叫信令流程，当主叫时MME一直监听基站发送AGCH，当被叫时，MME一直监听PCH和AGCH，获取基站发送的用于控制信道配置参数。

进一步，身份鉴别方法为：

在手机上行信令监听过程中获取的SDCCH信道中的身份信息和获取目标身份信息进行比较，当两者身份相同时，不做任何处理；当两者身份不同，或者捕获身份信息CRC校验不成功时，进行管制信息的构造和发送；

进一步，管制信息的构造和发送方法为：

ME根据上行SDCCH（SABM帧）获取的用户身份信息和哑呼获取的目标身份信息相比较，当确认为目标身份信息后，即开始构造下行干扰信息；

构造的下行干扰信息主要构造用于干扰下行SDCCH中包含的UA帧信息，其信道配置参数按照解析的AGCH信道配置；干扰信号功率大于当前服务基站发送SDCCH信道功率，干扰帧结构和SDCCH帧结构相同，干扰信息为伪随机码，干扰时间为18秒。

本发明通过利用GSM系统无线通信特点和标准协议，在业务信道建立前的手机和终端信令交互过程中，进行指定用户手机鉴别，对非保障和未识别用户的信号发送干扰阻断信号实现通信管制，对特定用户的通信信令不加干扰，从而实现指定用户的通信保障。

附图说明

图1是本发明实施例提供的GSM系统通信管制及特定用户通信保障系统的结构框图；

图2是本发明实施例提供的GSM系统通信管制及特定用户通信保障方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的终端被叫通信管制信令流程图。

图中：1、服务基站下行信道捕获模块；2、目标身份信息获取模块；3、手机上行信令监听模块；4、基站下行信令监听模块；5、身份鉴别模块；6、管制信息构造发送模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施案例提供的GSM系统通信管制及特定用户通信保障方法的结构，该结构包括：

服务基站下行信道捕获模块1，用于对当前区域进行扫频，确定该覆盖区域内基站的工作主频点，获取基站信息；

目标身份信息获取模块2，采用哑呼或者安全短信技术，在手机不被提示的状态下进行含有身份信息的信令交互，进而捕获手机的身份信息，该身份信息主要是IMSI（InternationalMobileSubscriberIdentity，国际移动用户识别码）和TMSI（TemporaryMobileSubscriberIdentity,临时识别码）；

手机上行信令监听模块3，当手机主叫和被叫时，GSM手机会在上行信道发送上行接入信道（RACH）和上行专用信道信息（SDCCH）的信令信息，该信息包含有目标的身份信息，因此需要对覆盖区所有的上行信令进行监听；

基站下行信令监听模块4，当手机主叫和被叫时，GSM服务基站会在下行信道发送寻呼信道（PCH）、准许接入信道（AGCH）、专用控制信道（SDCCH）的信令信息，该信息包含有目标的身份信息，因此需要对覆盖区所有的下行信令进行监听；

身份鉴别模块5，在手机上行信令监听过程中获取的SDCCH信道中的身份信息和获取目标身份信息进行比较，当两者身份相同时，不做任何处理，当两者身份不同，或者捕获身份信息CRC校验不成功时，进行管制信息的构造和发送；

管制信息构造发送模块6，当监听到上行信令信息中的身份信息和指定目标用户信息不同，或者上行信令信息的CRC校验不成功时，可以认为该手机信号是需要管制的手机信号，不是需要保障的手机信号。构造和服务基站同频点的用于干扰的信令信道（SDCCH），保证目标手机无法完成接入过程，阻断手机通信，实现通信管制。

图2示出了本发明实施案例提供的GSM系统通信管制及特定用户通信保障的方法，该方法包括：

在步骤S201中，选择服务基站和获取信息；

第三方用户终端管控设备（MobileManagementEquipment-MME）接收目标手机区域内服务基站BS广播的信息，以及邻小区基站BS广播的信息，解析主基站和邻小区基站的广播信息，获取管控设备所在环境基站的主频点。

在步骤S202中，使用哑呼方式实现目标手机身份信息的捕获；哑呼的原理是拨打保障用户，在被叫用户未振铃之前，主叫立即断开与被叫的后续通信的过程。哑呼功能旨在捕获被叫用户的IMSI（InternationalMobileSubscriberIdentity，国际移动用户识别码）或者TMSI（TemporaryMobileSubscriberIdentity,临时识别码）。

在步骤S203中，终端管控设备（MME）一直监听手机上行信令信息；

当手机主叫时，手机发送RACH，MME监听到RACH信息，同时服务基站会响应该用户并发送一个用于专用控制信道配置的AGCH，当手机收到AGCH后，用户会根据AGCH进行上行SDCCH信道配置并将向基站发送包含有身份信息（SABM帧）的上行SDCCH。因此，MME需要监听用户发送的上行SDCCH并获取其中的身份信息。

当手机被叫时，基站发送包含有用户身份信息的PCH，手机收到后进行判别，当确定PCH是寻呼自己后发送RACH，其后续的工作流程和手机主叫的流程相同。

因此，无论是手机的主叫和被叫，MME都需要时刻监听手机的发送的RACH和上行SDCCH，并获取SDCCH中SABM帧所包含的身份信息。

在步骤S204中，终端管控设备（MME）一直监听基站下行信令信息；

根据手机主叫和被叫信令流程，当主叫时MME一直监听基站发送AGCH，当被叫时，MME一直监听PCH和AGCH，获取基站发送的用于控制信道配置参数。

在步骤S205中，身份鉴别；

在手机上行信令监听过程中获取的SDCCH信道中的身份信息和获取目标身份信息进行比较，当两者身份相同时，不做任何处理。当两者身份不同，或者捕获身份信息CRC校验不成功时，进行管制信息的构造和发送。

在步骤S206中，管制信息的构造和发送；

ME根据上行SDCCH（SABM帧）获取的用户身份信息和哑呼获取的目标身份信息相比较，当确认为目标身份信息后，即开始构造下行干扰信息。构造的下行干扰信息主要构造用于干扰下行SDCCH中包含的UA帧信息，其信道配置参数按照解析的AGCH信道配置。干扰信号功率大于当前服务基站发送SDCCH信道功率，干扰帧结构和SDCCH帧结构相同，干扰信息为伪随机码，干扰时间为18秒。

图3中包括有3个实体，移动通信基站（BS），移动通信用户终端（MS），用户终端管控设备（MME）。其中MME是本方案设计的对象。

其中，在信令流程中，实线中的信令（1）（2）（3）（6）（7）（9）是MME需要完成接收和处理信令，虚线是BS和MS之间的交互信令。（1）（3）（6）是MME接收BS的信令，（2）是MME发送给BS的信令，（7）是MME接收MS的信令，（9）是MME发送的干扰信令。

（1）MME接收MS当前所处服务基站BS广播的信息，以及邻小区基站BS广播的信息，解析主基站和邻小区基站的广播信息，获取管控设备所在环境基站的主频点；

（2）MME对保障用户进行哑呼；

（3）BS对保障用户进行寻呼，MME在PCH上获取保障用户的身份信息并存储；

（4）当有外界用户呼叫小区内的用户时，BS通过PCH信道对小区用户进行寻呼；

（5）被叫用户通过RACH对寻呼进行回应；

（6）BS对MS通过AGCH发送信道描述信息给MS，MME需要捕获该信道的所有信息。

（7）MS发送包含有身份信息的SDCCH信道，MME需要捕获该信道的所有信息，以便进行身份识别；

（8）基站收到用户的SDCCH信道后，发送含有UA帧的下行SDCCH信道。

（9）MME对信令（7）中上行SDCCH获取到的身份信息同信令（3）存储的用户身份信息进行比较，当相同时即为保障用户，则不发送干扰信息；若不为保障用户或（7）中接收过程的CRC校验不成功，则发送构造的干扰信息，对非保障用户进行干扰。

备注：如果小区用户是主叫用户时，其中的信令流程没有信令（4），其它相同。

首先，选择服务基站和获取信息，第三方用户终端管控设备（MobileManagementEquipment-MME）接收目标手机区域内服务基站BS广播的信息，以及邻小区基站BS广播的信息，解析主基站和邻小区基站的广播信息，获取管控设备所在环境基站的主频点；使用哑呼方式实现目标手机身份信息的捕获；监听手机上行信令和基站下行信令；身份鉴别，在手机上行信令监听过程中获取的SDCCH信道中的身份信息和获取目标身份信息进行比较，当两者身份相同时，不做任何处理。当两者身份不同，或者捕获身份信息CRC校验不成功时，进行管制信息的构造和发送；MME根据上行SDCCH（SABM帧）获取的用户身份信息和哑呼获取的目标身份信息相比较，当确认为目标身份信息后，即开始构造下行干扰信息。

本发明实施例提供的GSM系统通信管制及特定用户通信保障的方法，首先，选择服务基站和获取信息，第三方用户终端管控设备（MobileManagementEquipment-MME）接收目标手机区域内服务基站BS广播的信息，以及邻小区基站BS广播的信息，解析主基站和邻小区基站的广播信息，获取管控设备所在环境基站的主频点；使用哑呼方式实现目标手机身份信息的捕获；监听手机上行信令和基站下行信令；身份鉴别，在手机上行信令监听过程中获取的SDCCH信道中的身份信息和获取目标身份信息进行比较，当两者身份相同时，不做任何处理。当两者身份不同，或者捕获身份信息CRC校验不成功时，进行管制信息的构造和发送；MME根据上行SDCCH（SABM帧）获取的用户身份信息和哑呼获取的目标身份信息相比较，当确认为目标身份信息后，即开始构造下行干扰信息。

本方案既可以保障重点人员的通信畅通，同时保证对其它人员的通信管制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种GSM系统通信管制及特定用户通信保障系统，其特征在于，该GSM系统通信管制及特定用户通信保障系统包括：

服务基站下行信道捕获模块，用于对当前区域进行扫频，确定覆盖区域内基站的工作主频点，获取基站信息；

目标身份信息获取模块，采用哑呼或者安全短信技术，在手机不被提示的状态下进行含有身份信息的信令交互，进而捕获手机的身份信息，该身份信息主要是IMSI和TMSI；

手机上行信令监听模块，当手机主叫和被叫时，GSM手机会在上行信道发送上行接入信道(RACH)和上行专用信道信息(SDCCH)的信令信息；

基站下行信令监听模块，当手机主叫和被叫时，GSM服务基站会在下行信道发送寻呼信道(PCH)、准许接入信道(AGCH)、专用控制信道(SDCCH)的信令信息，该信息包含有目标的身份信息，需要对覆盖区所有的下行信令进行监听；

身份鉴别模块，在手机上行信令监听过程中获取的SDCCH信道中的身份信息和获取目标身份信息进行比较，当两者身份相同时，不做任何处理，当两者身份不同，或者捕获身份信息CRC校验不成功时，进行管制信息的构造和发送；

管制信息构造发送模块，当监听到上行信令信息中的身份信息和指定目标用户信息不同，或者上行信令信息的CRC校验不成功时，该手机信号是需要管制的手机信号，不是需要保障的手机信号。

2.如权利要求1所述的GSM系统通信管制及特定用户通信保障系统，其特征在于，

管制信息构造发送模块构造和服务基站同频点的用于干扰的信令信道(SDCCH)，保证目标手机无法完成接入过程，阻断手机通信，实现通信管制。

3.一种GSM系统通信管制及特定用户通信保障的方法，其特征在于，该方法包括：

选择服务基站和获取信息；

使用哑呼方式实现目标手机身份信息的捕获；

终端管控设备(MME)一直监听手机上行信令信息；

终端管控设备(MME)一直监听基站下行信令信息；

身份鉴别；

管制信息的构造和发送；

选择服务基站和获取信息的方法为：

第三方用户终端管控设备(MobileManagementEquipment-MME)接收目标手机区域内服务基站BS广播的信息，以及邻小区基站BS广播的信息，解析主基站和邻小区基站的广播信息，获取管控设备所在环境基站的主频点；

终端管控设备监听手机上行信令信息方法为：

当手机主叫时，手机发送RACH，MME监听到RACH信息，同时服务基站会响应该用户并发送一个用于专用控制信道配置的AGCH，当手机收到AGCH后，用户会根据AGCH进行上行SDCCH信道配置并将向基站发送包含有身份信息的SABM帧的上行SDCCH；因此，MME需要监听用户发送的上行SDCCH并获取其中的身份信息；

当手机被叫时，基站发送包含有用户身份信息的PCH，手机收到后进行判别，当确定PCH是寻呼自己后发送RACH，其后续的工作流程和手机主叫的流程相同；

无论是手机的主叫和被叫，MME都需要时刻监听手机的发送的RACH和上行SDCCH，并获取SDCCH中SABM帧所包含的身份信息；

终端管控设备(MME)一直监听基站下行信令信息；

根据手机主叫和被叫信令流程，当主叫时MME一直监听基站发送AGCH，当被叫时，MME一直监听PCH和AGCH，获取基站发送的用于控制信道配置参数；

身份鉴别方法为：

在手机上行信令监听过程中获取的SDCCH信道中的身份信息和获取目标身份信息进行比较，当两者身份相同时，不做任何处理；当两者身份不同，或者捕获身份信息CRC校验不成功时，进行管制信息的构造和发送；

管制信息的构造和发送方法为：

ME根据上行SDCCH(SABM帧)获取的用户身份信息和哑呼获取的目标身份信息相比较，当确认为目标身份信息后，即开始构造下行干扰信息；

构造的下行干扰信息主要构造用于干扰下行SDCCH中包含的UA帧信息，其信道配置参数按照解析的AGCH信道配置；干扰信号功率大于当前服务基站发送SDCCH信道功率，干扰帧结构和SDCCH帧结构相同，干扰信息为伪随机码，干扰时间为18秒。