CN108289318A - 一种基于信令流程的lte终端管控方法 - Google Patents

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李伟光
姚玉佳
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Abstract

本发明公开了一种基于信令流程的LTE终端管控的方法。首先解析当前服务小区基站广播的系统消息块(System Information Block,SIB)，解析服务小区以及邻小区的下行信号发送频率与小区重选优先级(Cell Reselection Priority)。选择在邻小区与服务小区中Cell Reselection Priority最高的频率上发送LTE诱导信号。诱导FDD‑LTE终端发起跟踪区更新(Tracking Area Updating,TAU)信令流程，并对终端发送TAU拒绝信令，使LTE终端发起Attach流程。提取Attach Request中所携带的IMSI，建立管控白名单与黑名单。对IMSI在黑名单中的目标用户发送EMM(EPS Mobile Management)cause为8"LTE and non‑LTE services not allowed"的Attach拒绝信令；对IMSI在白名单中的非目标用户发送EMM cause为12"Tracking area not allowed"的Attach拒绝信令。该方法可以实现对目标用户的身份甄别，完成对目标用户的通信阻断，对非目标用户的通信保障。该方法不会影响基站的正常通信，也不会影响到其他制式的移动通信网络,所需设备成本低廉并且发送功率低。

Description

一种基于信令流程的LTE终端管控方法
技术领域
本发明涉及基于信令流程的LTE终端管控方法。
背景技术
手机在给人们带来通信便利的同时，围绕其产生的窃密和泄密问题也越来越严重。因此，国家保密工作部门出台了一系列的规定，限制手机在涉密场所的使用。要使这些规定有效执行，必须辅之以一定的技术防护措施。
在这种情况下，针对LTE手机的管控设备就有了用武之地。手机管控设备，是一种不依附于用户和运营商的第三方设备，可以独立使用，达到对手机通信进行有效控制的设备。这种控制，主要体现在对某些手机用户的通信进行干扰，使之无法正常通信。在一些涉密场合下使用这种设备，可有效防止利用手机产生的窃密和泄密问题。
通过独立于LTE网络和目标终端实现不借助运营商对LTE终端进行身份识别，干扰不合法用户通信，位置确定等功能，不仅具有重大理论意义，而且可以在各类机要会议室、机要档案室，各类考场，有潜在爆炸性空气的区域等场合，甚至警务侦查等重要任务中发挥重要作用。并且国内外缺乏相关的管控系统研究，所以在技术上具有一定独创性，市场也缺乏相应的产品。但是现在，从商业机构、学校、医院到银行，甚至警察机构对手机干扰器的需求越来越大，所以市场需求广阔，移动通信干扰器已成为新兴高成长市场。对于支持LTE移动通信系统更好地发展具有重要意义。据预测，手机屏蔽产品需求量约为手机用户1％，全球市场容量在数亿美元，移动通信干扰器已成为新兴高成长市场。
现阶段，市面上已存在手机信号阻断器，广泛用于监狱、音乐厅、涉密会议和考场等。这些信号阻断器的基本原理是：在通信系统的工作频段内，通过连续不间断地发射大功率的干扰信号，对基站和手机信号进行压制，达到通信阻断的目的。不难发现，这种信号阻断器的最大优点是原理简单，复杂度低。其缺点也十分明显，在阻断器工作过程中，必须连续不断地发射干扰信号；针对LTE系统，无法根据当前工作范围内运营商设定的系统带宽动态调整干扰信号带宽，只能以20M带宽构造干扰信号；由于干扰信号带宽较大，实际发射的干扰信号的功率也极大，并且干扰也是无甄别的，干扰区域内的所有用户的通信都会受到阻断。
发明内容
本发明的目的是在于解决现有技术的缺陷，提供一种基于信令流程的LTE终端管控方法，该方法所需硬件功耗小并且成本低，可以有甄别的对特定目标用户进行通信阻断并且保障非目标用户的正常通信。本发明所述基于信令流程的LTE终端管控方法，包括以下步骤：
步骤一、解析当前服务小区基站广播的系统消息块(System Information Block,SIB)，解析服务小区以及邻小区的下行信号发送频率与小区重选优先级(CellReselection Priority),所述步骤一包含以下子步骤：
步骤一(一)、解析System Information Block Type 3，获取当前服务小区的小区重选优先级参数cellReselectionPriority与小区重选迟滞值参数q-Hyst；
步骤一(二)、解析System Information Block Type 4，获取同频邻小区偏置参数q-OffsetCell；
步骤一(三)、解析System Information Block Type 5，获取异频邻小区的小区重选优先级参数cellReselectionPriority与下行发送频点号参数dl-CarrierFreq；
步骤二、选择在邻小区与服务小区中Cell Reselection Priority最高的频率上发送LTE诱导信号，所述步骤二包含如下子步骤：
步骤二(一)、比较获取的服务小区的小区重选优先级参数和异频邻小区的小区重选优先级参数，若异频邻小区中的cellReselectionPriority最大值大于当前服务小区的cellReselectionPriority，则将异频邻小区中cellReselectionPriority最大的小区所使用的下行信号发送频点dl-CarrierFreq作为管控设备的下行信号发送频点；
步骤二(二)、如果当前服务小区的cellReselectionPriority大于任何异频邻小区的，则将当前服务小区的下行信号发送频点作为管控设备的下行发送频点，并使管控设备的发送功率满足同频同优先级的小区重选准则R准则；
步骤三、对发送TrackingArea Updating Request消息的终端发送TrackingAreaUpdating Reject信令，使LTE终端发起基于国际移动用户识别码(International MobileSubscriber Identity,IMSI)的Attach流程；
步骤四、从LTE终端发送的Attach Request中提取LTE终端的IMSI，建立管控用户的黑白名单。
步骤五、对终端发送EMM cuase不同的Attach拒绝信令，所述步骤五包含如下子步骤：
步骤五(一)、在Attach信令流程中，对IMSI在黑名单中的目标用户返回AttachReject下行信令，拒绝原因设置为EMM cause为8"LTE andnon-LTE services notallowed"的Attach拒绝信令，使目标用户退出LTE网络，并且不再对LTE系统或者异系统发起小区重选；
步骤五(二)、对IMSI在白名单中的非目标用户发送EMM cause为12"Trackingarea not allowed"的Attach拒绝信令，使非目标用户重新发起基于跟踪区更新的TAU流程，使非目标用户接入PLMN网络。
有益效果
本发明提出一种基于信令流程的LTE终端管控的方法，利用搭建虚拟基站的方法与LTE终端进行信令交互，诱导LTE终端发起TAU与Attach信令流程，针对目标用户与非目标用户发送不同的Attach拒绝信令实现对目标用户的通信阻断，对非目标用户的通信保障。相对于功率全干扰器具有以下优点：(1)仅作用于LTE系统，不干扰其他制式的移动通信用户的正常通信。(2)针对目标用户的LTE终端进行通信干扰，不干扰对非目标用户的LTE终端的正常通信。(3)发射功率小，不需要以大功率噪声的方式压制正常通信。甚至关闭管控设备后，在目标用户不重启手机或者重插SIM卡的情况下仍然不能通信。(4)所需设备的成本低廉。
附图说明
图1为LTE管控系统模型图。
图2为管控信令流程图。
图3为EMM cause信息图。
具体实施方案
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案：
基于信令流程LTE终端管控方法工作原理如下：首先监听并且解析管控区域内LTE基站的下行广播信息，为虚拟基站的搭建提供模板参数。。搭建LTE虚拟基站，诱导LTE终端发起跟踪区更新TAU信令流程，并对终端发送TAU拒绝信令，使LTE终端发起Attach流程。提取Attach Request中所携带的IMSI，建立管控白名单与黑名单。对IMSI在黑名单中的目标用户发送EMM(EPS Mobile Management)cause为8"LTE and non-LTE Services NotAllowed"的TAU拒绝信令；对IMSI在白名单中的非目标用户发送EMM cause为12"TrackingArea NotAllowed"的TAU拒绝信令。如说明书附图1，基于信令流程的LTE终端管控方具体包含以下步骤：
步骤一、获取管控设备发送下行信号的参数，所述步骤一包含以下三个子步骤：
步骤一(一)：解析System Information Block Type 3，获取当前服务小区的小区重选优先级参数cellReselectionPriority与小区重选迟滞值参数Qhyst。
步骤一(二)、解析System Information Block Type 4，获取同频邻小区偏置参数Qoffset。
步骤一(三)、解析System Information Block Type 5，获取异频邻小区的小区重选优先级参数cellReselectionPriority与下行发送频点号参数dl-CarrierFreq。
步骤二、选择在邻小区与服务小区中Cell Reselection Priority最高的频率上发送LTE诱导信号，诱导信号的MNC、MCC与服务小区保持一致，TAC与服务小区不同，所述步骤二包含以下步骤：
步骤二(一)、比较获取的服务小区的小区重选优先级参数和异频邻小区的小区重选优先级参数，若异频邻小区中的cellReselectionPriority最大值大于当前服务小区的cellReselectionPriority，则将异频邻小区中cellReselectionPriority最大的小区所使用的下行信号发送频点dl-CarrierFreq作为管控设备的下行信号发送频点。
步骤二(二)、如果当前服务小区的cellReselectionPriority大于任何异频邻小区，则将当前服务小区的下行信号发送频点作为管控设备的下行发送频点，并使管控设备的发送功率满足同频同优先级的小区重选准则R准则。服务小区的Rs值为：
Rs＝Qmeas,s+Qhyst
其中Qmeas,s为服务小区的参考信号接收功率(Reference Signal ReceivedPower,RSRP),Qhyst为步骤一(一)中获取的小区重选迟滞值参数。目标小区的Rt值为：
Rt＝Qmeas,t-Qoffset
其中Qmeas,t为管控设备发送下行信号的RSRP，Qoffset为步骤一(二)中所获取的小区偏置参数。只需保证Rt>Rs即可以保证使管控设备所覆盖区域的所有LTE终端发起同频小区重选。
步骤三、LTE终端在完成小区重选接入管控设备后，发现当前服务小区TAC与之前的TAC不同，如图3所示终端会发起Tracking Area Updating流程，并将TMSI对终端发送EMMcause为5"UE identity cannot be derived by the network"的Tracking UpdatingReject信令，使终端发起基于IMSI的Attach流程。EMM cause原因如图3所示。
步骤四、在LTE终端所发送的Attach Request中提取IMSI字段，建立管控的黑白名单。
步骤五、根据步骤四中建立的IMSI黑白名单，对黑白名单中的用户发送EMM cause不同的Attach Reject信令，从而取得管控目标用户的正常通信并且不干扰非标用户的目的，步骤五包含以下子步骤：
步骤五(一)、在Attach信令流程中，对IMSI在黑名单中的目标用户返回AttachReject下行信令，拒绝原因设置为EMM cause为8"LTE and non-LTE services notallowed"的Attach拒绝信令，使目标用户退出LTE网络，并且不再对LTE系统或者异系统发起小区重选；
步骤五(二)、对IMSI在白名单中的非目标用户发送EMM cause为12"TrackingAreaNotAllowed"的Attach拒绝信令，使非目标用户重新发起基于跟踪区更新的TAU流程，使非目标用户接入PLMN网络。

Claims (4)

1.基于信令流程的LTE终端管控方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤一、解析当前服务小区基站广播的系统消息块(System Information Block,SIB)，解析服务小区以及邻小区的下行信号发送频率与小区重选优先级(CellReselection Priority)；
步骤二、选择在邻小区与服务小区中Cell Reselection Priority最高的频率上发送LTE诱导信号；
步骤三、对发送Tracking Area Updating Request消息的终端发送Tracking AreaUpdating Reject信令，使LTE终端发起基于国际移动用户识别码(International MobileSubscriber Identity,IMSI)的Attach流程；
步骤四、从LTE终端发送的Attach Request中提取LTE终端的IMSI，并建立管控用户的黑白名单；
步骤五、对在IMSI在白名单中的终端用户发送EMM cause为12的"Tracking area notallowed"的TAU拒绝信令，对在IMSI黑名单中的终端用户发送EMM cause为8"LTE and non-LTE services not allowed"的TAU拒绝信令。
2.根据权利要求1所述的基于信令流程的LTE终端管控方法，其特征在于，所述步骤一包括以下步骤：
步骤一(一)、解析System Information Block Type 3，获取当前服务小区的小区重选优先级参数cellReselectionPriority与小区重选迟滞值参数q-Hyst；
步骤一(二)、解析System Information Block Type 4，获取同频邻小区偏置参数q-OffsetCell；
步骤一(三)、解析System Information Block Type 5，获取异频邻小区的小区重选优先级参数cellReselectionPriority与下行发送频点号参数dl-CarrierFreq。
3.根据权利要求1或2所述的基于信令流程的LTE终端管控方法，其特征在于，所述步骤二包括以下步骤：
步骤二(一)、比较获取的服务小区的小区重选优先级参数和异频邻小区的小区重选优先级参数，若异频邻小区中的cellReselectionPriority最大值大于当前服务小区的cellReselectionPriority，则将异频邻小区中cellReselectionPriority最大的小区所使用的下行信号发送频点dl-CarrierFreq作为管控设备的下行信号发送频点；
步骤二(二)、如果当前服务小区的cellReselectionPriority大于任何异频邻小区的，则将当前服务小区的下行信号发送频点作为管控设备的下行发送频点，并使管控设备的发送功率满足同频同优先级的小区重选准则R准则。
4.根据权利要求1、2或3所述的基于信令流程的LTE终端管控方法，其特征在于，所述步骤五包括以下步骤：
步骤五(一)、在Attach信令流程中，对IMSI在黑名单中的目标用户返回Attach Reject下行信令，拒绝原因设置为EMM cause为8"LTE and non-LTE services not allowed"的Attach拒绝信令，使目标用户退出LTE网络，并且不再对LTE系统或者异系统发起小区重选；
步骤五(二)、对IMSI在白名单中的非目标用户发送EMM cause为12"Tracking areanot allowed"的Attach拒绝信令，使非目标用户重新发起基于跟踪区更新的TAU流程，使非目标用户接入PLMN网络。
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