CN111328072B - 不依赖于白噪声干扰的稳定的手机无线信号智能管控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了不依赖于白噪声干扰的稳定的手机无线信号智能管控方法，包括4G手机的管控和2G手机的管控；其中4G基站模块接收运营商发射的无线信号，解析其空口中的信令消息，确定4G基站模块的工作参数；通过射频单元发射相关频段的射频信号建立无线小区；当4G手机探测到该无线小区时，发起对小区的重选，在重选过程中，4G基站模块针对不同的4G手机进行信令级别的管控。本发明弥补了传统管控方法的诸多不足，同时解决了手机被管控时在2G和4G之间来回切换导致管控效果差的问题，实现了手机无线信号的稳定管控。

Description

不依赖于白噪声干扰的稳定的手机无线信号智能管控方法
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于基站方式的信号管控方法，实现对管控区域手机无线信号的管控。
背景技术
大数据时代来临，人们生活的空间充斥着各种类信号，其中电信运营商基站信号与手机信号与人们如影随形。结合手机与其当前驻留基站信息，可实现当前基站覆盖范围内的手机用户信息的主动获取，进而对手机用户的位置信息、行为信息做一进步的分析处理。
随着我国对信息安全的逐步重视，对保密场所信息安全的关注度日益提升，保密场所内无线通信的管控也越来越重视。为了适应新形势的发展需要，提高保密场所的通信管控能力，对管制区的外部入侵手机或内部管控时段的手机使用实施严格控制和周密防范，杜绝因违规使用手机带来的安全隐患，同时为保密区域的工作人员在开放时段或特别人员提供安全可控的通信手段，管理机构针对管制区的手机信号入侵防范及智能管控提出更高的现实需求。
传统的手机信号管控，使用白噪声信号，对运营商基站的下行无线信号进行干扰，达到使手机处于无信号的状态，由于运营商基站的频率不断提高以及频段不断扩充，此方法存在诸多不足，比如发射功率大、管控范围小、管控效果差、对应硬件设计复杂体积大且对人体有伤害等。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种不依赖于白噪声干扰的稳定的手机无线信号智能管控方法。
本发明采用的技术方案如下：
本发明涉及4G手机的管控和2G手机的管控；
所述4G手机的管控过程具体是：
4G基站模块接收运营商发射的无线信号，解析其空口中的信令消息，计算出运营商基站的主区频点、主区接入门限、主区邻区关系、邻区优先级和邻区切换门限。
根据3GPP协议中有关小区选择、小区重选准则，确定4G基站模块的工作频点、物理小区标识、追踪区域码、enodbid和接入电平。
通过4G基站模块中的射频单元发射相关频段的射频信号建立无线小区。
当4G手机探测到该无线小区时，发起对小区的重选，在重选过程中，4G基站模块针对不同的4G手机进行信令级别的管控。
所述2G手机的管控过程具体是：
对于GSM手机：
GSM基站模块接收运营商发射的无线信号，解析其空口中的信令消息，计算出运营商基站的所有主频点及其邻区信息、主频点信号强度、主频点lac(位置区码)。
汇总所有主区频点信息以及其信号强度并过滤DCS频点。
汇总所有主频点的邻区信息，统计各个邻区的次数，若邻区数量为0，则使用默认参数，否则，并根据邻区的次数以及信号强度进行排序。
从邻区中选择出现次数最多的频点，从出现次数最多的频点中，选择信号强度最弱并且非主频点的频点。
根据主频点的位置区码，选择信号最强的主频点对应小区的位置区码作为GSM基站模块工作位置区码。
通过GSM基站模块中的射频单元发射相关频段的射频信号建立无线小区。
当GSM手机通过小区重选，注册到本小区时，GSM基站模块通过信令控制，接受手机的登录请求，实现手机稳定地驻留在GSM网络上。
针对CDMA手机：
CDMA基站模块扫描运营商网络环境，解析其空口中的信令消息，汇总运营商频点信息，以及小区的基站标识,系统识别码,网络识别码和扰码。
根据主频点的个数，发射相同数量的无线载波信号，且载波参数与运营商网络一致。
通过CDMA基站模块中的射频单元发射相关频段的射频信号建立无线小区。
当CDMA手机重选到CDMA基站模块时，注册到本小区时，接受其登录请求，实现手机稳定地驻留在CDMA网络上。
本发明的有益效果：本发明弥补了传统管控方法的诸多不足，同时解决了手机被管控时在2G和4G之间来回切换导致管控效果差的问题，实现了手机无线信号的稳定管控。结合当前的无线通信技术，本发明可实现对管控范围手机信号进行管控，包括通信阻断、通信截取、短信告警等功能。
附图说明
图1为本发明的模块单元图；
图2为TDD-LTE制式手机的管控方法流程图；
图3为联通FDD-LTE制式的管控方法流程图；
图4为电信FDD-LTE制式的管控方法流程图；
图5为GSM制式手机的管控方法流程图；
图6 为CDMA制式手机的管控方法流程图。
具体实施方式：
如图1所示，本发明针对不同制式的手机，分模块进行管控，包括TDD-LTE制式手机的管控、联通FDD-LTE制式的管控、电信FDD-LTE制式的管控、GSM制式手机的管控、CDMA制式手机的管控，每种管控对应于一种基站模块，基于此所涉及到的硬件模块包括移动TDD-LTE模块、联通FDD-LTE模块、电信FDD-LTE模块、GSM模块和CDMA基站模块，这些硬件模块属于成熟的技术，在此不赘述。
如图2所示，TDD-LTE制式手机的管控是一种针对TDD-LTE制式手机的信令级管控方法。对应的TDD-LTE模块启动时自动嗅探运营商网络环境，根据智能选频算法，实现运行参数的自动化设置，具体过程是：
TDD-LTE模块接收运营商发射的无线信号，解析其空口中的信令消息，计算出运营商基站主区频点、主区接入门限、主区邻区关系、邻区优先级、邻区切换门限等参数，并根据3GPP协议中有关小区选择、小区重选准则，自动计算出TDD-LTE模块工作的频点、物理小区标识（PCI）、追踪区域码（tac）、enodbid、接入电平等参数。计算完成之后，建立无线小区，通过TDD-LTE模块射频单元发射相关频段的射频信号。
TDD-LTE模块计算频点、PCI、tac、enodbid等工作参数的具体过程是：判断主区和邻区是否都存在，若都存在，则对比所有邻区以及主区的优先级关系，若邻区的优先级高于主区，则从邻区中选择优先级最高的频点作为运行参数，如果只有主区信息，则选择主区中优先级最高的频点作为运行参数，如果主区和邻区都不存在，则使用默认运行参数，TDD-LTE模块物理小区标识（PCI）选择与运营商基站PCI模3不等的值，tac选择与运营商基站tac加1的值，enodbid与运营商一致。
参数确认之后，TDD-LTE模块初始化其射频单元，建立无线小区。当手机探测到该无线小区时，发起对小区的重选，在重选过程中，对应TDD-LTE模块可针对不同的手机进行信令级别的管控，具体过程是，手机发起接入时，TDD-LTE模块对手机进行身份认证，认证完成之后，根据手机的身份信息，发起重定向（RRCConnectionRelease）操作，实现TDD-LTE的电路域回落（CSFB）操作过程，使其回落到本发明中所述的GSM模块对应的无线网络。
如图3所示，联通FDD-LTE制式手机的管控是一种针对联通FDD-LTE制式手机的信令级管控方法。对应的联通FDD-LTE模块启动时自动嗅探运营商网络环境，根据智能选频算法，实现运行参数的自动化设置，具体过程是：
联通FDD-LTE模块接收运营商发射的无线信号，解析其空口中的信令消息，计算出运营商基站主区频点、主区接入门限、主区邻区关系、邻区优先级、邻区切换门限等参数，并根据3GPP协议中有关小区选择、小区重选准则，自动计算出联通FDD-LTE模块工作的频点、物理小区标识（PCI）、追踪区域码（tac）、enodbid、接入电平等参数，计算完成之后，建立无线小区，通过联通FDD-LTE模块射频单元发射相关频段的射频信号。
联通FDD-LTE模块计算频点、PCI、tac、enodbid等工作参数的具体过程是，判断主区和邻区是否都存在，若都存在，则对比所有邻区以及主区的优先级关系，若邻区的优先级高于主区，则从邻区中选择优先级最高的频点作为运行参数，如果只有主区信息，则选择主区中优先级最高的频点作为运行参数，如果主区和邻区都不存在，则使用默认运行参数，联通FDD-LTE模块物理小区标识（PCI）选择与运营商基站PCI模3不等的值，tac选择与运营商基站tac加1的值，enodbid与运营商一致。
参数确认之后，FDD-LTE模块初始化其射频单元，建立无线小区。当手机探测到该无线小区时，发起对小区的重选，在重选过程中，对应联通FDD-LTE模块可针对不同的手机进行信令级别的管控，具体过程是：
手机发起接入时，联通FDD-LTE模块对手机进行身份认证，认证完成之后，根据手机的身份信息，发起重定向（RRCConnectionRelease）操作，实现联通FDD-LTE的电路域回落（CSFB）操作过程，使其回落到本发明中所述的GSM模块对应的无线网络。
如图4所示，电信FDD-LTE制式手机的管控方法是一种针对电信FDD-LTE制式手机的信令级管控方法。对应的电信FDD-LTE模块启动时自动嗅探运营商网络环境，根据智能选频算法，实现运行参数的自动化设置，具体过程是：
电信FDD-LTE模块接收运营商发射的无线信号，解析其空口中的信令消息，计算出运营商基站主区频点、主区接入门限、主区邻区关系、邻区优先级、邻区切换门限等参数，并根据3GPP协议中有关小区选择、小区重选准则，自动计算出电信FDD-LTE模块工作的频点、物理小区标识（PCI）、追踪区域码（tac）、enodbid、接入电平等参数，计算完成之后，建立无线小区，通过电信FDD-LTE模块射频单元发射相关频段的射频信号。
电信FDD-LTE模块计算频点、PCI、tac、enodbid等工作参数的具体过程是：判断主区和邻区是否都存在，若都存在，则对比所有邻区以及主区的优先级关系，若邻区的优先级高于主区，则从邻区中选择优先级最高的频点作为运行参数，如果只有主区信息，则选择主区中优先级最高的频点作为运行参数，如果主区和邻区都不存在，则使用默认运行参数，电信FDD-LTE模块物理小区标识（PCI）选择与运营商基站PCI模3不等的值，tac选择与运营商基站tac加1的值，enodbid与运营商一致。
参数确认之后，电信FDD-LTE模块初始化其射频单元，建立无线小区。当手机探测到该无线小区时，发起对小区的重选，在重选过程中，对应电信FDD-LTE模块可针对不同的手机进行信令级别的管控，具体过程是：
手机发起接入时，电信FDD-LTE模块对手机进行身份认证，认证完过程中，进行手机制式的判断，若为中国电信制式的手机，则进行tac的周期性更新，使手机不断发起对小区的选择，从而实现手机与运营商网络的隔离，达到管控的效果。
如图5所示，GSM管控实现对GSM手机以及电路域回落（CSFB）手机的信令级管控。模块启动时根据网络环境，扫描运营商网络环境，扫描结束之后，使用智能算法，实现运行参数的自动化设置，具体过程是：
GSM基站模块接收运营商发射的无线信号，解析其空口中的信令消息，计算出运营商基站的所有主频点及其邻区信息、主频点信号强度、主频点位置区码；汇总所有主区频点信息以及其信号强度并过滤DCS频点，同时，汇总所有主频点的邻区信息，统计各个邻区的次数，若邻区数量为0，则使用默认参数，否则，并根据邻区的次数以及信号强度进行排序，从邻区中选择出现次数最多的频点，从出现次数最多的频点中，选择信号强度最弱并且非主频点的频点，同时根据主频点的lac信息，选择信号最强的主频点对应小区的lac作为GSM模块工作lac。
参数选择完成后，建立无线小区。通过射频单元发射相关频段的射频信号。当GSM手机通过小区重选，注册到本小区时，GSM基站模块通过信令控制，接受手机的登录请求，实现手机稳定地驻留在GSM网络上。
如图6所示，CDMA管控是通过CDMA模块实现对CDMA制式手机的信令控制。模块启动时根据网络环境，使用智能算法，实现运行参数的自动化设置。具体过程是：
扫描运营商网络环境，解析其空口中的信令消息，汇总运营商频点信息，以及小区的基站标识（bid）,系统识别码（sid）,网络识别码（nid）,扰码（pn）等参数，根据主频点的个数，发射相同数量的无线载波信号，且载波参数与运营商网络一致，参数选择完成后，通过射频单元发射相关频段的射频信号。当CDMA手机重选到CDMA模块时，接受其登录请求，实现手机稳定地驻留在CDMA网络上。
综上，本发明所述的手机无线信号管控方法，解决了传统手机信号管控方法的管控范围小、管控效果差、设备体积大、功耗高以及对高功率辐射人体等诸多不足，实现了GSM、CDMA、TDD-LTE、联通FDD-LTE和电信FDD-LTE手机的稳定管控。

Claims (7)

1.不依赖于白噪声干扰的稳定的手机无线信号智能管控方法，应用于保密管制区域，其特征在于：包括4G手机的管控和2G手机的管控；
所述4G手机的管控过程具体是：
4G基站模块接收运营商发射的无线信号，解析其空口中的信令消息，计算出运营商基站的主区频点、主区接入门限、主区邻区关系、邻区优先级和邻区切换门限；
根据3GPP协议中有关小区选择、小区重选准则，确定4G基站模块的工作频点、物理小区标识、追踪区域码、enodbid和接入电平；
通过4G基站模块中的射频单元发射相关频段的射频信号建立无线小区；
当4G手机探测到该无线小区时，发起对小区的重选，在重选过程中，4G基站模块针对不同的4G手机进行信令级别的管控；
所述2G手机的管控过程具体是：
针对GSM手机：
GSM基站模块接收运营商发射的无线信号，解析其空口中的信令消息，计算出运营商基站的所有主频点及其邻区信息、主频点信号强度、主频点位置区码；
汇总所有主区频点信息以及其信号强度并过滤DCS频点；
汇总所有主频点的邻区信息，统计各个邻区的次数，若邻区数量为0，则使用默认参数；否则，并根据邻区的次数以及信号强度进行排序；
从邻区中选择出现次数最多的频点，从出现次数最多的频点中，选择信号强度最弱并且非主频点的频点；
根据主频点的位置区码，选择信号最强的主频点对应小区的位置区码作为GSM基站模块工作位置区码；
通过GSM基站模块中的射频单元发射相关频段的射频信号建立无线小区；
当GSM手机通过小区重选，注册到本小区时，GSM基站模块通过信令控制，接受手机的登录请求，实现手机稳定地驻留在GSM网络上；
针对CDMA手机：
CDMA基站模块扫描运营商网络环境，解析其空口中的信令消息，汇总运营商频点信息，以及小区的基站标识,系统识别码,网络识别码和扰码；
根据主频点的个数，发射相同数量的无线载波信号，且载波参数与运营商网络一致；
通过CDMA基站模块中的射频单元发射相关频段的射频信号建立无线小区；
当CDMA手机重选到CDMA基站模块时，注册到本小区时，接受其登录请求，实现手机稳定地驻留在CDMA网络上。
2.根据权利要求1所述的不依赖于白噪声干扰的稳定的手机无线信号智能管控方法，其特征在于：
对于4G基站模块为移动TDD-LTE模块和联通FDD-LTE模块时，4G手机发起接入时，移动TDD-LTE模块或联通FDD-LTE模块对4G手机进行身份认证；
认证完成之后，根据4G手机的身份信息，发起重定向操作，实现移动TDD-LTE的电路域回落操作过程或联通FDD-LTE的电路域回落操作过程，回落到GSM模块对应的无线网络。
3.根据权利要求1所述的不依赖于白噪声干扰的稳定的手机无线信号智能管控方法，其特征在于：
对于4G基站模块为电信FDD-LTE模块时，4G手机发起接入时，电信FDD-LTE模块对4G手机进行身份认证；
认证完过程中，则进行追踪区域码的周期性更新，使4G手机不断发起对小区的选择，从而实现4G手机与运营商网络的隔离，达到管控的效果。
4.根据权利要求1所述的不依赖于白噪声干扰的稳定的手机无线信号智能管控方法，其特征在于：
4G手机的管控过程中所述的工作频点确定方式为：4G基站模块判断主区和邻区是否都存在；若都存在，则对比所有邻区以及主区的优先级关系，若邻区的优先级高于主区的优先级，则从邻区中选择优先级最高的频点作为工作频点，如果只有主区信息，则选择主区中优先级最高的频点作为工作频点；如果主区和邻区都不存在，则使用默认频点作为工作频点。
5.根据权利要求1所述的不依赖于白噪声干扰的稳定的手机无线信号智能管控方法，其特征在于：
4G手机的管控过程中所述的物理小区标识确定方式为：选择与运营商基站PCI模3不等的值。
6.根据权利要求1所述的不依赖于白噪声干扰的稳定的手机无线信号智能管控方法，其特征在于：
4G手机的管控过程中所述的追踪区域码确定方式为：选择与运营商基站追踪区域码加1的值。
7.根据权利要求1所述的不依赖于白噪声干扰的稳定的手机无线信号智能管控方法，其特征在于：
4G手机的管控过程中所述的enodbid确定方式为：选择与运营商基站一致的enodbid。
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