CN111107576B - 用于检测区域中的有源射频无线通信信号的方法 - Google Patents

用于检测区域中的有源射频无线通信信号的方法 Download PDF

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Abstract

移动电话的使用已经以使得日常生活变得非常依赖于它们的方式进入到广泛使用中。这导致移动电话在诸如考试中心等禁止区域中的无意或有意的使用。已提供了一种用于检测区域中的有源射频无线通信信号的方法。该方法涉及两个阶段，即校准阶段和移动电话检测阶段。在校准阶段中，标识移动塔在该区域中正在其上工作的频率。所标识的频率接着被用来检测使用多个软件定义的无线电(SDR)和存在于该区域中的现有客户端系统的有源无线RF通信。进一步被配置成根据RF通信信号确定移动电话的确切位置的方法被生成。

Description

用于检测区域中的有源射频无线通信信号的方法
相关申请和优先权的交叉引用
本专利申请要求于2018年10月26日提交的印度专利申请201821040559的优先权。上述申请的全部内容通过引用纳入于此。
技术领域
本文中的实施例一般涉及移动电话信号检测的领域。更特别地但并非具体地，本发明提供了一种用于检测区域中的有源射频(RF)无线通信的方法。
背景技术
在当今世界，移动电话或蜂窝电话已经得到广泛使用。日常生活已经变得非常依赖蜂窝电话。在诸如考试中心、银行交付中心、股票市场基础设施、数据中心和军事区等的某些地方，移动电话的使用已经由于各种原因而被禁止。除此之外，在少数地方蜂窝电话也表示主要的安全风险。在医院区域、油泵和核电站中检测有源通信并避免因辐射引起的事故也非常关键。然而，移动电话在日常生活中的广泛流行已使得该禁令的实施变得困难，并且定期发生许多无意或有意的安全违规或违反规则。
鉴于所提及的问题，对特定区域中的移动通信信号的研究领域检测已经取得了足够的重要性。各种技术和方法正被用于移动电话通信的检测。干扰器(jammer)的使用是已知方法中的一种。但是干扰器的使用阻止了全部的通信。还使用了基于辐射水平的检测器。它们需要根据周围环境进行调谐，由于这个原因，无法用这些检测器来适当地标识扩频信号。因而，进行RF分析以处理用于检测信号存在的原始信号。
还使用了一些嗅探技术，通常用于嗅探的硬件是因协议而异的，这使得其难以使用。此外，一般的检测完全取决于由发射机发送的信标帧。除此之外，可用的解决方案是不可扩展的，这使得难以在更大规模上实现它们。
发明内容
以下呈现了本公开的一些实施例的简化概述以便提供对这些实施例的基本理解。本概述不是各实施例的广泛概览。其并不旨在标识各实施例的关键/决定性元素或者描述各实施例的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现一些实施例，作为下面呈现的更详细描述的序言。
另一实施例提供了一种用于检测区域中的有源射频(RF)无线通信的方法。最初，存在于该区域中的一个或多个移动频带的存在被标识，其中该一个或多个移动频带中的每一者存在于来自该区域中的移动塔的多个移动信号中。在下一的步骤中，在时分域中在多个时隙之间划分一个或多个移动频带的下行链路频率并且进一步将其分配在与时分域中的多个客户端系统相关联的多个软件定义的无线电中，其中该分配取决于多个客户端系统的可用性而由中央服务器动态地执行。此外，基于由该区域中的移动塔传送的广播控制信道信息(BCCH)从该一个或多个移动频带中检测出有源信道。在下一步骤中，检测到的有源信道的信息被发送回中央服务器处。接下来，针对检测到的有源信道根据下行链路频率计算相应的上行链路信道频率。在下一步骤中，在时分域中动态地在多个客户端系统之间重新分配所检测到的有源信道。此外，与多个客户端系统相关联的多个软件定义的无线电(SDR)被调谐到上行链路信道频率。在下一步骤中，以二进制数据的形式捕获从SDR生成的原始信号。之后，对原始信号执行循环自相关。在下一步骤中，经循环自相关信号被滤波以去除多个噪声。此外，在经循环自相关的信号中增强并提取多个特征。之后，所提取的多个特征被提供给支持向量机分类器以对有源RF信号的存在进行分类。在下一步骤中，如果检测到有源RF信号，则提取目标设备信号信息。并且最终，目标设备信号信息被发送到服务器。
本领域技术人员应当领会，本文中的任何框图表示实施本主题的原理的解说性系统的概念图。类似地，应当领会，任何流程图表、流程图、状态转换图、伪代码等均表示可以基本上在计算机可读介质中被表示并因而由计算设备或处理器执行的各种过程，无论是否显式地示出了这种计算设备或处理器。
在又一个实施例中，提供了包括一个或多个指令的一个或多个非瞬态机器可读信息存储介质。一个或多个非瞬态机器可读信息存储介质包括一个或多个指令，该一个或多个指令在由一个或多个硬件处理器执行时致使：标识该区域中存在的一个或多个移动频带的存在，其中该一个或多个移动频带中的每一者存在于来自该区域中的移动塔的多个移动信号中(202)；在时分域中在多个时隙之间划分该一个或多个移动频带的下行链路频率并且进一步在多个客户端系统中进行分配，其中该分配取决于多个客户端系统的可用性而由中央服务器动态地执行(204)；基于由该区域中的移动塔传送的广播控制信道信息(BCCH)从该一个或多个移动频带中检测出有源信道(206)；将检测到的有源信道的信息发送回中央服务器处(208)；针对检测到的有源信道根据下行链路频率计算相应的上行链路信道频率(210)；在时分域中动态地在多个客户端系统之间重新分配所检测到的有源信道(212)；将与多个客户端系统相关联的多个软件定义的无线电(SDR)调谐到上行链路信道频率(214)；以二进制数据的形式捕获从SDR生成的原始信号(216)；对原始信号执行循环自相关(218)；对经循环自相关信号进行滤波以去除多个噪声(220)；增强并提取经循环自相关信号中的多个特征(222)；将所提取的多个特征提供给支持向量机分类器，以对有源RF信号的存在进行分类(224)；如果检测到有源RF信号，则提取目标设备信号信息(226)；将目标设备信号信息发送给服务器(228)；使用三角测量方法根据有源RF信号计算目标设备信号信息和信号源位置；包括确定多个频带的带宽、上行链路频率和运营商信息的步骤；多个特征包括峰值位置、标准偏差、斜率计算和比率计算；峰值位置由经循环自相关信号和标准偏差导出，斜率计算和比率计算由从经循环自相关信号的正态分布导出；多个时隙来自2G信号、3G信号、4G信号或5G信号中的一者或多者，并且使用循环自相关来执行盲信号检测方法。
应当理解上述一般描述和以下详细描述仅是示例性和说明性的，而并不限制声明要求保护的本发明。
附图说明
结合在本公开中并且构成本公开的一部分的附图解说了示例性实施例，并且与本说明书一起用于解释本公开的原理。
图1解说了根据本公开的实施例的用于检测区域中的有源射频(RF)无线通信的系统的架构图；
图2示出了根据本公开的实施例的用于检测有源射频(RF)无线通信的各种办法；
图3A-3C是解说根据本公开的实施例的在检测区域中的有源射频(RF)无线通信时所涉及的步骤的流程图；
图4示出了根据本公开的实施例的多个时隙的示意性分配；
图5示出了根据本公开的实施例的系统的校准流程图；
图6示出了根据本公开的实施例的未经滤波的2G信号的图形表示；
图7示出了根据本公开的实施例的经滤波的2G信号的图形表示；
图8示出了根据本公开的实施例的未经滤波的4G信号的图形表示；
图9示出了根据本公开的实施例的经滤波的4G信号的图形表示；
图10示出了根据本公开的实施例的未经滤波的3G信号的图形表示；以及
图11示出了根据本公开的实施例的经滤波的3G信号的图形表示。
具体实施方式
参照附图描述了示例性实施例。在附图中，附图标记最左边的数字标识该附图标记首次出现的附图。在任何方便时，将在所有附图中使用相同的附图标记来指示相同或类似的部分。尽管本文中描述了所公开的原理的示例和特征，但是在不脱离所公开的实施例的精神和范围的情况下，修改、改编和其他实现是可能的。以下详细描述旨在被认为仅是示例性的，而真实范围和精神由以下权利要求来指示。
现在参照附图，更具体地参照图1至图11，其中类似的附图标记贯穿附图始终表示对应的特征，示出了优选实施例并且在以下示例性系统和/或方法的上下文中描述了这些实施例。
根据本公开的实施例，在图1的架构图中示出了用于检测区域中的有源射频(RF)无线通信的系统100。系统100是可以在该区域中实现以检测RF无线通信的设置。本公开提供了一种用于检测从移动电话生成的任何RF通信的方法。除此之外，该方法还可以检测从其生成RF无线通信的移动电话。
已经用考试中心的设置描述了本发明，其中该方法和系统100可被用来检测移动电话在考试中心中的非法使用以避免作弊。如图1中所示，该区域中可存在不止一个考试中心。可以在每个考试中心中实现分开的设置。
根据本公开的实施例，系统100包括中央服务器102。中央服务器102可以是基于云的服务器102。中央服务器102与不止一个区域相连接。在图1的示例中，中央服务器102与区域1相连接。系统100利用考试中心中存在的多个客户端系统104。该多个客户端系统104可以是膝上型计算机、计算机或任何其他处理设备。
检测射频(RF)无线通信的方法可以被划分成两个阶段，校准阶段和移动电话检测阶段。校准阶段的目的是标识该区域中的移动塔正在其上工作的频率。移动电话检测阶段用于检测使用前一阶段中所标识的频率传达RF无线信号的移动电话。在考试开始之前，执行校准操作以便收集有源频率信道的细节。每个考试中心将在与其连接的多个客户端系统104中的每一者上运行Lanscape应用108。多个客户端系统104中的每一者将具有启动器(Launcher)应用110，以便与Lanscape应用108通信并且运行对由Lanscape应用108提供的时隙的扫描。Lanscape应用108和启动器应用110的详细操作已在以下公开的稍后部分中进行了解释。
根据本公开的实施例，系统100还使用如图1中所示的多个软件定义的无线电(SDR)106。SDR用于检测目的并且将把要扫描的目标频带划分成多个时隙，使得这些时隙可以被分配在可用的多个客户端系统104中以供扫描。一般而言，用于嗅探的硬件是因协议而异的，因而SDR用于在原始信号上实现各种软件协议栈。
软件定义的无线电(SDR)被使用以便检测射频信号。SDR被调谐到信号有可能存在于其上的频率集。数字数据信号被从RF信号恢复。确定要检测的目标协议和通信类型，并为其实现软件栈。在传送的情形中进行编码，而在执行接收的情形中进行解码，以便取决于所使用的协议提取数字数据。专用硬件(要么SDR，要么因协议而异的硬件)可被用于各种协议，另一方面，只要信号存在于接收带宽内(例如，BT、Wi-Fi和RF同时检测)，各种软件协议栈就可以同时在单个硬件上被实现。这么做提供了同时覆盖多个通道的优点。例如，在2.4GHz Wi-Fi的情形中，具有OFDM调制方案的各个毗邻频率上存在14个信道(从2.412GHz到2.484GHz)。在通信期间，服务提供商和客户端倾向于坚持用其中一个信道。在各个信道上进行分组嗅探之际，可以容易地提取WiFi MAC地址。偶尔的主动嗅探是通过操纵任何客户端来响应嗅探器所发送的虚假请求来执行的。
在操作中，在图3A至3C中示出了解说用于检测区域中的有源射频(RF)无线通信的方法的流程图200。最初在步骤202处，标识该区域中存在的一个或多个移动频带。该一个或多个移动频带中的每一者存在于来自该区域中的移动塔的多个移动信号中。移动频带中的每一者具有其下行链路频率。在步骤204处，一个或多个移动频带的下行链路频率在时分域中在多个时隙之间划分并且进一步将其在多个客户端系统104之间分配。该多个客户端系统104只不过是存在于考试中心处的计算机和膝上型计算机。该分配取决于多个客户端系统104的可用性而由中央服务器102动态地执行。
在下一步骤206中，基于由该区域中的移动塔传送的广播控制信道信息(BCCH)从该一个或多个移动频带中检测出有源信道。每个移动服务提供商在每个2G、3G和4G信号中仅具有很少的有源信道。移动信号包括许多非有源信道，这些信道对于检测方法没有用处。在步骤208处，检测到的有源信道的信息被发送回中央服务器102。在下一步骤210中，使用下行链路频率为所检测到的有源信道计算相应的上行链路信道频率。根据下行链路频率计算上行链路频率的公式如下式1所示：
上行链路频率的中心(MHz)＝下行链路频率的中心(MHz)-间隙(MHz)........(1)
上行链路频率将在(上行链路频率的中心)+/-(带宽/2)上可用。间隙表如下表I所示
序列号 类型 频带 带宽(MHz) 间隙(MHz)
1 2G GSM900 0.2 45
2 2G EGSM 0.2 45
3 2G DCS 0.2 95
4 3G 频带1 1 45
5 3G 频带8 5 190
6 4G 频带3 5 95
7 4G 频带5 5 45
8 4G 频带40 20 0
在下一步骤212中，在时分域中动态地在多个客户端系统104之间重新分配所检测到的有源信道。直到该步骤是RF无线通信的检测方法的校准阶段。
在下一步骤214中，与多个客户端系统相关联的多个软件定义的无线电(SDR)106被调谐到所计算的上行链路信道频率。在下一步骤216中，以二进制数据的形式捕获从SDR生成的原始信号。由于诸如采样、调制、多路复用和编码之类的操作，通信系统中所使用的许多信号表现出其二阶统计参数的周期性。这些称为频谱相关性特征的循环平稳属性可被用于频谱感测。图2示出了用于信号检测目的的各种办法。在本发明的实施例中，检测基于发射机检测技术。发射机检测技术基于对来自主发射机的弱信号的检测。匹配滤波器办法需要标识信道或信号的先验知识。未知输入信号与已知信号相关以检测匹配程度。能量检测技术出于检测目的计算信道内的功率的量。循环平稳特征检测办法使用信号周期性属性，其需要很少的信令开销和较少的信号观察时间。因而，使用了循环平稳特征检测技术。
在下一步骤218中，对原始信号执行循环自相关。自相关要么是周期函数要么是殆周期函数(almost periodic function)。在任一情形中，其都可以使用等式(2)由傅里叶级数来表示：
Figure BDA0001994866470000071
其中
Figure BDA0001994866470000072
是被称为循环自相关函数的傅里叶级数系数。傅里叶频率α被称为循环频率(CF)。以用于傅里叶系数的常规方式获得CAF，如等式(3)所示。
Figure BDA0001994866470000081
此外，可以使用等式(4)执行循环自相关
Figure BDA0001994866470000082
其中τ是迟延参数，
Figure BDA0001994866470000083
和
Figure BDA0001994866470000084
是两个时间实例，
x(t)是在合适的概率空间上定义的复值信号，
此外，通过采用循环自相关的傅里叶变换获得频谱相关性，如等式(5)所示：
Figure BDA0001994866470000085
自相关函数是对应于随机信号的两个时刻的随机变量之间的相关性。在步骤220处，经循环自相关信号被滤波以去除多个噪声。针对不同信号计算具有不同的循环迟延的不同大小的循环自相关，基于特征提取的便利性，针对不同类型的信号使用不同的滤波器。已在本公开的稍后部分中解释了不同类型的滤波器及其效果。
在步骤222处，从经循环自相关信号增强并提取多个特征。多个特征包括峰值位置、标准偏差、斜率计算和比率计算。峰值位置是从经循环自相关信号和标准偏差导出的，斜率计算和比率计算是从经循环自相关信号的正态分布导出的。多个特征被提取如下：
峰值位置：经滤波的经循环自相关信号被归一化。由于循环平稳信号包含周期性峰值，其将取决于帧持续时间、导频信号位置或在经循环自相关信号中实现的任何同步技术而显现。这些信号的间距和定位是盲信号分析中独特且非常重要的特征。两个主要因素在计算峰值时被考虑，即毗邻峰值之间的阈值和最小距离。
标准偏差(σ)：标准偏差是被用来量化一组数据值的变化或分散量的度量。低标准偏差指示数据点倾向于接近集合的均值(也称为期望值)，而高标准偏差指示数据点散布在更宽的值范围上。用于计算标准偏差的公式如下式(5)所示：
Figure BDA0001994866470000086
计算经循环自相关信号的正态分布(即直方图)。如图7中所示，其余特征主要仅基于正态分布。当无信号存在时，由于周期性的缺乏，相关性图中将不存在任何峰值。其将显示由于噪音而略带失真的几乎笔直的水平线。正态分布将大量集中在均值附近，并且将具有窄的大小。当检测到循环平稳信号时，将在相关性中生成峰值，并且将在正态分布图中具有宽的分布，如上面针对2G的绘图中所示。这是由于数据点的值中的大变化。因而，标准偏差越大，峰值存在的概率越高。
斜率计算：如上面提到的，正态分布越宽，数据点之间的变化越大。主要对峰值点有贡献的数据点在数量上较少，并且将处于正态分布的边缘上(远离均值)。根据图7中所示的正态分布图，点(x1,y1)是最多出现的点，因而它必须是近似均值。点B(x2,y2)是较少出现并且存在于正态分布的边缘上的点，因而它必须对峰值有贡献(该点属于最高峰值)。为了检测窄形峰并且避免由于要么随机高斯噪声要么方波引起的扩散分布，使用等式(6)计算连接点(x1,y1)和(x2,y2)的绿线的斜率。
Figure BDA0001994866470000091
比率计算：为了唯一地标识窄形峰的特性，计算比率。在该规程中，仅考虑正态分布的正半部分(0被认为在最大点处，即点(x1,y1))被(键：在x轴上，权重：在y轴上)。计算分布式权重的中位数值。现在计算切片中位数(sliced median)在权重分布中的位置，计算相应的键。该经投影的中位数将切片正分布划分成两个部分，部分A从点(x1,y1)到经投影的中位数，而部分B从经投影的中位数到点(x2,y2)，如图7中所示。计算该比率帮助我们找到取决于对峰值有贡献的点与对接近均值有贡献的点的比率的窄的程度，如等式(7)中所提供。
比率＝(x2-projected_median(经投影的_中位数))/(projected_median(经投影的_中位数)-x1)……………(7)
在下一步骤224中，所提取的多个特征被提供给支持向量机分类器以对有源RF信号的存在进行分类。在示例中，可以针对相应频率频带上的每种类型的信号实现二元分类器，以发现信号是否存在。在下一步骤226处，如果检测到有源RF信号，则提取目标设备信号信息。并且最终在步骤228处，目标设备信号信息被发送到服务器。
根据本公开的实施例，还可以借助于各示例来解释系统100。表II中示出了印度2G、3G和4G操作频带的细节以及在扫描期间将如何对它们进行划分。
Figure BDA0001994866470000101
表II：印度可用的运营2G、3G和4G频带
根据表I，总共93个时隙可用，并且完整扫描所需的总时间是一个半小时(93.5分钟)。表I中提到的工作频率是各种信道的下行链路频率范围。检测有源下行链路频率将有助于计算其中可以在工作流的第二阶段中检测到移动电话通信的相应上行链路信道。
中央服务器将具有这93个时隙的集合。大多数时间，特定区域的频谱分配细节由印度政府在“印度电信监管局”网站上提供。现在，要扫描的时隙可减少为直到46，如图4中所示。取决于考试中心的位置，相同的信息可以进一步被用来将时隙的数量缩小到30。现在考虑如果具有软件定义的无线电的至少5个系统可用于扫描，则可以分配每系统6个时隙。即使时隙可以是连续的，也不可能同时覆盖所有时隙，因为其将需要巨大的处理功率。因此，随着时间的推移，系统将逐个跳过这6个时隙。注意，如果频率分配细节并非适当地可用，则所有93个时隙将必须被分配在这5个系统之间，与本公开中所提供的解决方案相比，这将花费更多时间。类似的结构被用在第二阶段中，以供有源上行链路频率时隙中的移动电话检测。这种负载分配方法允许以每系统最小的处理功率来同时覆盖最大量的频谱。
根据本公开的实施例，多个客户端系统104中的每一者包括Lanscape应用108和启动器应用110，如图5的流程图中所示。Lanscape应用108和启动器应用110在校准阶段有助于如下：
Lanscape应用108已将使频谱划分成诸时隙，并且其将负责将这些时隙分配给多个客户端系统。Lanscape应用108还将知道SDR所连接到的系统。首先，Lanscape应用108将启动在个体系统上运行的启动器应用110。这将允许启动器应用110激活其中的校准程序。现在，Lanscape应用108将开始向运行校准应用的启动器应用110逐个发送时隙。此外，校准应用具有系统级依赖性，并且不能完全打包到启动器应用110中。然而，静态校准程序文件存在于启动器应用110中，使得该程序可以仅通过更新启动器应用110来被修改。启动器应用110将调用校准程序，就如同它是系统应用一样，并因此它们之间的相互通信将通过外部文件，即输入文件和输出文件。在下一步骤中，Lanscape应用108将向启动器应用110提供指令，启动器应用110将通过将指令写入文件中来将其传递给校准应用。
在下一步骤中，校准应用将分析先前的指令并且使用诸算法之一来扫描所请求的频率。校准应用将花费上表中提到的时间以完成在给定时隙上进行扫描。校准应用将在输出文件中写入响应。启动器应用110将读取该响应并取决于状态字段将其转发到Lanscape应用108。状态字段将随塔检测成功进行扫描时为“正”，在成功进行扫描但塔没有被检测到时为“负”，并且在超时或程序崩溃了的情形中为“无效”。在“无效”状态的情形中，启动器应用110将扼杀所有实例，并接着重新启动校准应用。
在下一步骤中，Lanscape应用108将创建映射完整频谱，其将被进一步用于嗅探移动电话。并且最终，在完成所有时隙之后，Lanscape应用108将发送指令以停止所有启动器应用110，这将扼杀该系统上的校准实例。
根据本公开的实施例，Lanscape应用108和启动器应用110还在移动电话检测阶段中有助于如下：
在该阶段中，考试中心将在所有系统上通过启动器应用110进行考试，并且在后台其提供要扫描的时隙以进行移动电话通信检测。这些时隙将只不过是用于移动通信的信道内的可用信道。首先，考试中心将向在个体系统上运行的启动器应用110提供嗅探指令。这将允许启动器应用110激活其中的嗅探程序。现在，考试中心将开始向运行嗅探应用的启动器应用110发送用于有源上行链路频率的时隙。嗅探应用具有系统级依赖性，并且不能完全打包到启动器应用110中。然而，静态嗅探程序文件存在于启动器应用110中，使得该程序可以仅通过更新启动器应用110来被修改。启动器应用110将调用嗅探程序，就如同它是系统应用一样，并且在这期间提供时隙细节。
在下一步骤中，嗅探应用将分析由考试中心提供的时隙并且使用诸算法之一来扫描所请求的频率。程序被设计成在单个时隙上停留达至少15秒。此外，嗅探应用将在嗅探文件中写入响应。启动器应用110将读取该响应并且将其转发给考试中心。在完成考试之后，考试中心将向所有启动器应用110发送用于停止嗅探的指令，这将扼杀该系统上的嗅探实例。
最后，考试中心将收集来自与其连接的所有系统的响应，并通知相应当局检测到任何无线通信。
根据本公开的实施例，Wi-Fi和蓝牙嗅探也可以由本领域普通技术人员以类似的方式实现。
根据本公开的实施例，系统100可以取决于信号的类型来使用不同类型的滤波器。在从经循环自相关信号提取特征之前，滤波器被用于简单特征检测以及避免信号属性中的噪声。
例如，图6中示出了频率1760.6MHz处的未经滤波的2G信号。如图所示，2G信号非常失真，并因此正常分布和特征受其严重影响。现在，在使2G信号传递通过低通滤波器并去除噪声之后，可以获得更好和更合适的数据点以供特征提取。图7中示出了经滤波的2G信号。
类似地，图8中示出了在没有应用滤波的情况下的2315.0MHz处的4G信号。并且在使4G信号传递通过低通滤波器之后如图9所示。如图所示，在低通滤波之后，特征提取变得更容易。
类似地，在使用了WCDMA调制的3G信号的情形中，在每10ms处显示尖峰。与先前使用低通滤波器来去除尖峰和噪声的情况相比，这种情况相反。现在焦点主要在尖峰以及去除存在的任何偏移信号上。因而，使用高通滤波器，其允许诸如尖峰之类的高频信号通过并且将阻挡诸如偏移或直流信号之类的低频信号。图10示出了在没有滤波器的情况下的942.0MHz处的3G信号的曲线图，而图11示出了在通过高通滤波器之后的3G信号的曲线图。
书面描述描述了本文中的主题内容以使本领域任何技术人员能够制作并使用这些实施例。主题内容实施例的范围由权利要求定义，并且可以包括本领域技术人员想到的其他修改。如果这些其他修改具有与权利要求书的书面语言并无不同的类似元素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效元素，则它们旨在落入权利要求的范围内。
本公开的各实施例在此解决了在诸如考试中心之类的禁止区域中标识有源RF通信的问题。本公开提供了一种用于检测区域中的有源射频(RF)无线通信的方法。
应当理解，保护的范围扩展到这样的程序，并且除了其中具有消息的计算机可读装置之外；当程序在服务器或移动设备或任何合适的可编程设备上运行时，这种计算机可读存储装置包含用于实现该方法的一个或多个步骤的程序代码装置。硬件设备可以是可被编程的任何种类的设备，包括例如任何种类的计算机，如服务器或个人计算机等、或其任何组合。该设备还可包括可以例如是硬件装置的装置，该硬件装置像是例如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或硬件和软件装置的组合，例如ASIC和FPGA，或至少一个微处理器和软件模块位于其中的至少一个存储器。因而，该装置可包括硬件装置和软件装置两者。本文中所描述的各方法实施例可在硬件和软件中实现。该设备还可包括软件装置。替代地，各实施例可以在不同的硬件设备上实现，例如使用多个CPU实现。
本文中的各实施例可包括硬件和软件元件。在软件中实现的实施例包括但不限于固件、驻留软件、微代码等。由本文中所描述的各种模块执行的功能可在其他模块或其他模块的组合中实现。出于本说明书的目的，计算机可使用或计算机可读介质可以是能够包括、存储、通信、传播、或传输程序的任何装置，该程序用于被指令执行系统、装置或设备使用或与其连接。
所解说的步骤被陈述为解释所示的示例性实施例，并且应当预期正在进行的技术发展将改变执行特定功能的方式。出于解说性而非限制性目的，本文中呈现了这些示例。此外，为了便于描述，本文中任意定义了这些功能构建块的边界。可以定义替代边界，只要适当地执行指定的功能及其关系即可。基于本文中包含的教导，替换方案(包括本文中描述的那些实施例的等同物、扩展、变化、偏差等)对于相关领域的技术人员而言将是明显的。此类替换方案落入所公开的实施例的范围和精神内。同样，词语“包括”、“具有”、“包含”和“含有”及其他类似形式旨在在含义上等同并且是开放式的，在这些词语中任意一个之后的一个或多个项目并不意味着这一个或多个事项的穷举或意味着仅局限于所列举的一个或多个事项。还必需注意到，如本文以及所附权利要求中所使用的，单数形式的“一个”、“一种”以及“该”包括复数引用，除非上下文另外明确地指出并非如此。
此外，一种或多种计算机可读存储介质可被用于实现与本公开一致的实施例。计算机可读存储介质指其上可储存能通过处理器读取的信息或数据的任何类型的物理存储器。因而，计算机可读存储介质可储存用于由一个或多个处理器执行的指令，包括用于使(诸)处理器执行与本文中描述的实施例一致的步骤或阶段的指令。术语“计算机可读介质”应该被理解为包括有形项，并且不包括载波和瞬态信号(即是非瞬态的)。各示例包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、易失性存储器、非易失性存储器、硬驱动器、CD ROM、DVD、闪存驱动器、磁盘、以及任何其他已知的物理存储介质。
本公开和各示例旨在被认为是仅示例性的，而所公开的实施例的真实范围和精神由所附权利要求指明。

Claims (6)

1.一种用于检测区域中的有源射频RF无线通信的方法(200)，所述方法包括以下步骤：
标识所述区域中是否存在一个或多个移动频带，其中所述一个或多个移动频带中的每一者存在于来自所述区域中的移动塔的多个移动信号中(202)；
在在多个时隙之间划分所述一个或多个移动频带的下行链路频率，其中多个频率时隙是2G信号、3G信号、4G信号、5G信号和盲信号中的至少一者，并且进一步在时分域中在多个客户端系统之间分配所述下行链路频率，其中所述分配取决于所述多个客户端系统的可用性而由中央服务器动态地执行(204)；
基于由所述区域中的所述移动塔传送的广播控制信道信息BCCH从所述一个或多个移动频带中检测出有源信道(206)；
将所检测到的有源信道的所述BCCH信息发送回所述中央服务器处(208)；
根据所述下行链路频率计算对应于所检测到的有源信道的相应的上行链路信道频率(210)；
在所述时分域中动态地在所述多个客户端系统之间重新分配所检测到的有源信道(212)；
将与多个客户端系统相关联的多个软件定义的无线电SDR调谐到所述上行链路信道频率(214)，其中所述多个客户端系统包括膝上型计算机、计算机或任何其他处理设备，并且所述多个客户端系统包括lanscape应用(108)和启动器应用(110)，其中所述启动器应用(110)与所述lanscape应用(108)通信，其中所述lanscape应用(108)包括频谱划分成诸时隙，并且将所述时隙分配给所述多个客户端系统，并且其中所述启动器应用(110)激活校准应用并由所述lanscape应用(108)将所述时隙发送给所述启动器应用(110)；
以二进制数据的形式捕获从所述SDR生成的原始信号(216)；
对所述原始信号执行循环自相关(218)；
对对所述原始信号执行循环自相关产生的经循环自相关信号进行滤波以去除多个噪声(220)并将所述经循环自相关信号归一化；
从所述经滤波经循环自相关信号中增强并提取多个特征(222)，其中所述多个特征包括峰值位置、标准偏差、斜率计算和比率计算，其中所述峰值位置是从所述经循环自相关信号和所述标准偏差导出的，所述斜率计算和所述比率计算是从所述经循环自相关信号的正态分布导出的；
检测所述盲信号同时分析所述经滤波经循环自相关信号的间距和定位；
将所提取的多个特征提供给支持向量机分类器，以对有源RF信号的存在进行分类(224)；
如果检测到所述有源RF信号，则提取目标设备信号信息(226)；以及
将所述目标设备信号信息发送到所述中央服务器(228)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用三角测量方法根据所述有源RF信号计算所述目标设备信号信息和信号源位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括确定针对多个频带的带宽、上行链路频率和运营商信息的步骤。
4.一个或多个非瞬态机器可读信息存储介质，包括一个或多个指令，所述一个或多个指令在执行时执行一种用于检测区域中的有源射频RF无线通信的方法(200)，所述方法包括以下步骤：
标识所述区域中是否存在一个或多个移动频带，其中所述一个或多个移动频带中的每一者存在于来自所述区域中的移动塔的多个移动信号中(202)；
在多个时隙之间划分所述一个或多个移动频带的下行链路频率，其中多个频率时隙是2G信号、3G信号、4G信号、5G信号和盲信号中的至少一者，并且进一步在时分域中在多个客户端系统之间分配所述下行链路频率，其中所述分配取决于所述多个客户端系统的可用性而由中央服务器动态地执行(204)；
基于由所述区域中的所述移动塔传送的广播控制信道信息BCCH从所述一个或多个移动频带中检测出有源信道(206)；
将所检测到的有源信道的所述BCCH信息发送回所述中央服务器处(208)；
根据所述下行链路频率计算对应于所检测到的有源信道的相应的上行链路信道频率(210)；
在所述时分域中动态地在所述多个客户端系统之间重新分配所检测到的有源信道(212)；
将与多个客户端系统相关联的多个软件定义的无线电SDR调谐到所述上行链路信道频率(214)，其中所述多个客户端系统包括膝上型计算机、计算机或任何其他处理设备，并且所述多个客户端系统包括lanscape应用(108)和启动器应用(110)，其中所述启动器应用(110)与所述lanscape应用(108)通信，其中所述lanscape应用(108)包括频谱划分成诸时隙，并且将所述时隙分配给所述多个客户端系统，并且其中所述启动器应用(110)激活校准应用并由所述lanscape应用(108)将所述时隙发送给所述启动器应用(110)；
以二进制数据的形式捕获从所述SDR生成的原始信号(216)；
对所述原始信号执行循环自相关(218)；
对对所述原始信号执行循环自相关产生的经循环自相关信号进行滤波以去除多个噪声(220)并将所述经循环自相关信号归一化；
从所述经滤波经循环自相关信号中增强并提取多个特征(222)，其中所述多个特征包括峰值位置、标准偏差、斜率计算和比率计算，其中所述峰值位置是从所述经循环自相关信号和所述标准偏差导出的，所述斜率计算和所述比率计算是从所述经循环自相关信号的正态分布导出的；
检测所述盲信号同时分析所述经滤波经循环自相关信号的间距和定位；
将所提取的多个特征提供给支持向量机分类器，以对有源RF信号的存在进行分类(224)；
如果检测到所述有源RF信号，则提取目标设备信号信息(226)；以及
将所述目标设备信号信息发送到所述中央服务器(228)。
5.根据权利要求4所述的一个或多个非瞬态机器可读信息存储介质，其特征在于，使用三角测量方法根据所述有源RF信号计算所述目标设备信号信息和信号源位置。
6.根据权利要求4所述的一个或多个非瞬态机器可读信息存储介质，其特征在于，进一步包括确定针对多个频带的带宽、上行链路频率和运营商信息的步骤。
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