CN113015168B - 一种无线基地台定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种无线基地台定位方法及系统，具体的，将目标监测区域内划分为多个栅格，并分析各栅格在指定的位置关联区域内的用户因被目标无线基地台干扰，从第二网络落入第一网络的占比，来确定该目标监测区域内是否存在目标无线基地台，其中,目标无线基地站基于所述第一网络通讯制式进行信息传递。因此，本申请依据目标无线基地台的信号干扰特点，提出位置关联区内用户簇的回落特征的计算方法，实现目标无线基地台的准确识别，并且对目标检测区按地理栅格全量扫描，有助于提升无线基地台定位的准确性。

Description

一种无线基地台定位方法及系统

技术领域

本申请涉及移动通信网络的信息安全技术领域，尤其涉及一种无线基地台定位方法及系统。

背景技术

非授权无线基地台系统是仿真移动通信无线基站及后台管理系统。其利用移动网络网号、频率资源等，在信息获取点设置仿真移动基站，采用大功率的无线信号发射，强迫用户终端(如手机)在仿真基站上进行登记，获取用户的IMSI(International MobileSubscriber Identification Number，国际移动用户识别码)、IMEI(InternationalMobile Equipment Identity，国际移动设备识别码)等信息。

该系统原本是公安部门出于安全因素研制的一种系统，但是有些利用非授权无线基地台在商业区附近吸附移动用户，并强行推送商业广告短信，甚至诈骗短信，给手机用户带来骚扰和损失，造成移动用户一段时间无法正常通信，给移动通信系统造成了大量有害干扰。

因此，必须通过高效的非授权无线基地台及时定位识别跟踪的源头治理系统，实现对非授权无线基地台发送非授权短信的行为进行及时跟踪定位和精准打击等。现有的非授权无线基地台分析定位手段主要是依靠违法位置区码核查技术的方法。具体的，该方法主要步骤如下：首先，从移动通信现网中提取一份现网规划并实施的网络位置区码表、从实验机房及外场获取用于基站测试的测试位置区码表、从公安部门获取一份侦听基站所用的公安侦听基站位置区码表合并为合法位置区码总表；然后，提取现网的位置区更新记录数据，其中，位置区更新数据中包含源位置区码和目标位置区码，并分析位置更新记录数据中的源位置区码字段数据，如果源位置区码不在上述合法位置区总码总表之列，则判定该源位置区码出自一个非授权无线基地台设置的非授权位置区码；最后，将关联时间段内(如30秒内)，附近区域(如周边2.5公里半径内)多个出现该非授权位置区码的位置更新记录涉及的周边基站位置进行联合定位分析，定位出设置该非授权位置区码的非授权无线基地台具体位置。

当前，现有智能手机的操作系统(如Andriod操作系统)具备提取手机上报的2/3/4G网络参数的API接口，其中，就包括上报GSM网络的LAC(location area code、位置区码)、CI(Cell Identity，小区识别码)、RXLEV(Received Signal Level，接收的小区信号电平强度)。非授权无线基地台操作人员只要将从智能手机终端获取到的LAC设置为非授权无线基地台的LAC，并以强信号发射功率将移动用户终端吸入非授权无线基地台小区进行短信发送。所以，应用上述违法位置区码核查的方法将彻底失效，会判定该非授权无线基地台设置的LAC为合法LAC，从而错误判定该非授权无线基地台为合法基站。

发明内容

本申请实施例提供了一种无线基地台定位方法及系统，以实现对目标无线基地台的准确识别。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种无线基地台定位方法，所述方法包括：

分别获取目标监测区域内各栅格的位置关联区内在第一时刻的第二网络驻留用户数目、以及在第二时刻的第二网络驻留用户数目；其中，目标无线基地台基于所述第一网络通讯制式进行信息传递，当所述第二网路的用户受所述目标无线基地台干扰后，会连接至第一网络；所述位置关联区可以覆盖所述目标无线基地台的信号吸入区和信号干扰区，所述信号干扰区与所述信号吸入区呈同心圆分布且所述信号干扰区的半径大于所述信号吸入区的半径；所述位置关联区的覆盖面积大于所述栅格；

根据各所述栅格在第二时刻相对于第一时刻所对应的第二网络驻留用户数目的变化值，计算各所述栅格的用户回落率；

判断各所述栅格中是否存在用户回落率大于预设回落率阈值的栅格；

如果存在，则判定所述目标监测区域内存在目标无线基地台。

可选地，判定所述目标监测区域内存在目标无线基地台之后，所述方法还包括：

将用户回落率大于预设回落率阈值的栅格的用户回落率进行比对，得到用户回落率最大的栅格；

将所述用户回落率最大的栅格所在地理位置作为所述目标无线基地台所在位置。

可选地，所述位置关联区的半径为所述栅格半径的10～20倍。

可选地，所述第一时刻与第二时刻的时间差值大于移动用户的位置更新所需时间。

可选地，各栅格的位置关联区内的第二网络驻留用户数目的获取方法包括：

从小区工程参数表中查找到各所述栅格的位置关联区内的第二网络小区；

从移动通信网络数据中提取驻留在所述第二网络小区的用户。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种无线基地台定位系统，所述系统包括：

驻留用户获取模块：用于分别获取目标监测区域内各栅格的位置关联区内在第一时刻的第二网络驻留用户数目、以及在第二时刻的第二网络驻留用户数目；其中，目标无线基地台基于所述第一网络通讯制式进行信息传递，当所述第二网路的用户受所述目标无线基地台干扰后，会连接至第一网络；所述位置关联区可以覆盖所述目标无线基地台的信号吸入区和信号干扰区，所述信号干扰区与所述信号吸入区呈同心圆分布且所述信号干扰区的半径大于所述信号吸入区的半径；所述位置关联区的覆盖面积大于所述栅格；

回落率计算模块：用于根据各所述栅格在第二时刻相对于第一时刻所对应的第二网络驻留用户数目的变化值，计算各所述栅格的用户回落率；

目标无线基地台判定模块：用于在各所述栅格中是否存在用户回落率大于预设回落率阈值的栅格时，判定所述目标监测区域内存在目标无线基地台。

可选地，所述目标无线基地台判定模块还被配置为：

将用户回落率大于预设回落率阈值的栅格的用户回落率进行比对，得到用户回落率最大的栅格；

将所述用户回落率最大的栅格所在地理位置作为所述目标无线基地台所在位置

可选地，所述位置关联区的半径为所述栅格半径的10～20倍。

可选地，所述第一时刻与第二时刻的时间差值大于移动用户的位置更新所需时间。

可选地，所述驻留用户获取模块还包括：

网络小区获取单元：用于从小区工程参数表中查找到各所述栅格的位置关联区内的第二网络小区；

驻留用户提取单元：用于从移动通信网络数据中提取驻留在所述第二网络小区的用户。

由上述实施例可见，本申请实施例提供的无线基地台定位方法及系统，基于在目标无线基地台工作时，会导致一部分联用户被吸入目标无线基地台所提供非授权第一网络小区，无法正常通信；还有一部分用户由第二网络回落至授权第一网络小区的特点。本实施例将目标监测区域内划分为多个栅格，并分析各栅格在指定的位置关联区域内的用户，因被目标无线基地台干扰，从第二网络落入第一网络的占比，来确定该目标监测区域内是否存在非授权基站。本实施例依据目标无线基地台的信号干扰特点，提出位置关联区内用户簇的回落特征的计算方法，能实现目标无线基地台的准确识别，并且对目标检测区按地理栅格全量扫描，可以高回落率栅格进行进一步准确甄别及筛选，从而有助于提升无线基地台定位的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的位置关联区的模型示意图；

图2为本申请实施例提供的一种无线基地台定位方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的对目标监测区域内栅格划分结果示意图；

图4为本申请实施例提供的一种无线基地台定位系统的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

虽然目前4G(the 4th Generation mobile communication technology，第四代移动通信技术)网络得到飞速发展，很多用户将之前的SIM(Subscriber Identity Module，客户识别模块)卡换成采用双向鉴权机制的USIM(Universal Subscriber IdentityModule,全球客户识别模块)卡，然而，基于2G(the 2nd Generation mobilecommunication technology，第二代移动通信技术)网络在短期内无法彻底被取代，且现有网络中大量终端支持用户在4G与2G网络中自由地漫游；以及，第二代2G蜂窝网络不进行完整性保护，并且只执行单向鉴权，移动终端不能够鉴别其接入的是目标无线基地台还是真基站，所以当前目标无线基地台大多数是模仿2G网络----全球移动通信系统(GlobalSystem for Mobile Communication，GSM)，使用现有移动网络的系统网号、频点等配置资源，通过大功率信号发射和极端的参数配置，诱使移动用户接入。

具体的，在当前目标无线基地台作案过程中，首先，通过4G信号干扰器发射强功率干扰信号，导致大面积的4G用户由于4G网络信号质量过低无法继续正常驻留4G网络、回落到2G网络；然后，通过大功率信号发射，使处于目标无线基地台的吸入区内的移动用户被吸入目标无线基地台提供的第一2G网络小区，其中，当本实施例用于非授权无线基地站定位时，则该第一2G网络小区又可以被称为非授权2G网络小区，导致其无法正常通信；处于目标无线基地台的吸入区外、干扰区内的移动用户会回落至第二2G网络小区，其中，当本实施例用于非授权无线基地站定位时，则该第二2G网络小区又可以被称为授权2G网络小区，导致其数据业务受影响的。

基于上述目标无线基地台的信号传播特点，本实施例提出受目标无线基地台影响的位置关联区的模型。图1为本申请实施例提供的位置关联区的模型示意图。如图1所示，本模型将以目标无线基地台作案位置点为中心，基于移动通信无线信号的传播特性，将其周边区域范围由内之外依次划分为目标无线基地台信号吸入区、目标无线基地台信号干扰区、位置关联区3个同心圆，即位置关联区内可以覆盖目标无线基地台信号吸入区、目标无线基地台信号干扰区。其中，使处于目标无线基地台的吸入区内的移动用户被吸入目标无线基地台提供的非授权第一网络小区(如非授权2G网络)，导致其无法正常通信；处于目标无线基地台的信号吸入区外、信号干扰区内的移动用户会回落至授权第一网络小区(如正常移动通信所用的授权2G网络)，导致其数据业务受影响，而位置关联区覆盖目标无线基地台的信号吸入区和信号干扰区。例如，根据当前信号传播距离，上信号吸入区的半径通常在200至300米，目标无线基地台信号干扰区、即可以干扰的半径为800至1000米，则位置关联区的位置关联半径R_L则取大于1000米的范围，如取值为1500米。

基于本实施提供的位置关联区的模型，下面将结合附图对本实施例提供的无线基地台定位方法进行详细介绍。图2为本申请实施例提供的一种无线基地台定位方法的流程示意图。如图2所示，该方法主要包括如下步骤：

S110：分别获取目标监测区域内各栅格的位置关联区内在第一时刻的第二网络驻留用户数目、以及在第二时刻的第二网络驻留用户数目。

首先，指定目标监测区域内扫描的地理栅格粒度。图3为本申请实施例提供的对目标监测区域内栅格划分结果示意图。如图3所示，在该方形的目标监测区域内被划分为四个栅格，需要说明的是，本实施例只是示意图，在具体实施过程中可能被划为十几个甚至是上百各栅格。为了保证各栅格内的所有区域都被分析到，本实施例设置各栅格所对应的位置关联区的覆盖面积大于栅格的面积，另外，基于无线基地台定位精度越高以及栅格粒度越小分析计算量越大的特点，综合无线基地台定位精度和数据处理量的考虑，本实施例设置位置关联区的半径(本实施例称其为位置关联半径R_L)为栅格半径R_S的10～20倍，需要说明的是，本实施例中栅格的半径可以为栅格中心到其任一边的距离，若其栅格中心到其各边的距离相差较大，则可以是其距离的均值。例如，设置栅格粒度为50*50米、或100*100米。然后，指定位置关联半径R_L。针对当然目标无线基地台的干扰范围，在市区内可以指定位置关联半径R_L为1500米或2000米，然后，可以栅格中心为圆心，位置关联半径R_L作为半径所覆盖的区域即为位置关联区域。

基于上述划分结果，先获取各栅格内的第二网络的小区，具体的，可以从通信运营商提供的小区工程参数表中获取。本实施例中将目标无线基地台所采用的通讯制式对应的网络为第一网络，如模仿2G网络，目标无线基地台可以影响到的用户所接入的网络出了第一网络之外的网络称为第二网络，如4G网络、当然还可以包括3G网络、甚至是5G网络等，并且当所述第二网路的用户受所述目标无线基地台干扰时，会有一部分用户回落至第一网络。

下面将以2G网络和4G网络为例，对本实施例提供的方法进行举例介绍。

指定栅格中心经纬度点p_k＝(log_k,lat_k)在位置关联半径为R_L的位置关联区内的

个2G小区组成的

集合和

小区4G小区组成的集合

分别表示为：

在上述公式(1)和(2)中，

为第i个2G位置关联小区，

为第j个4G位置关联小区.

然后，从移动通信网络数据中提取在第一时刻和第二时刻驻留在位置关联区中各小区内用户，其中，所述第一时刻与第二时刻的时间差值大于移动用户的位置更新所需时间，并且受同一目标无线基地台影响的用户簇在该时间差值内都能完成被目标无线基地台的同一轮吸入。

具体的，在第一时刻、即t₀时刻，4G小区内驻留的用户簇：:

在第二时刻、即t₁时刻，4G小区内驻留位置关联用户簇为:

S120：根据各所述栅格在第二时刻相对于第一时刻所对应的第二网络驻留用户数目的变化值，计算各所述栅格的用户回落率。

根据上述公式(3)和(4)可知，在栅格中心经纬度点p_k＝(log_k,lat_k)的位置关联区域内，第二时刻相对于第一时刻，4G驻留用户数减少数量为：

其中，减少的4G驻留用户中有一部分用户回落至合法2G网络(即连接至运营商提供的第一网络)、另一部分则会回落至非授权2G网络(即连接至目标无线基地台提供的第一网络)，对应的，第二时刻相对于第一时刻，该位置关联区域内用户由第二网络回落至第一网络的回落率为：

S130：判断各所述栅格中是否存在用户回落率大于预设回落率阈值的栅格。

在实际无线基地台定位系统，通常按照网络场景设定一个回落率阈值

当满足

则说明在当前栅格中心经纬度点p_k＝(log_k,lat_k)位置附近出现了疑似目标无线基地台，即执行步骤S140，并转入下一个栅格进行相同的用户回落率分析直至分析完所有栅格，需要说明的是，在预设时间内，为达到实时定位目标无线基地台的效能，要在一个分析周期内要把所有的栅格分析完，如在一分钟内把目标监测区内的所有栅格分析完，另外，相反，当满足

则说明当前栅格中心经纬度点p_k＝(log_k,lat_k)位置不存在目标无线基地台，同样也是转入下一个栅格进行相同的用户回落率分析直至分析完所有栅格。

另外，当将所有栅格都分析完后，还可以进入下一个分析周期，对目标监测区域内所有栅格进行相同的用户回落率分析，以定位不同时刻不同栅格出现的目标无线基地台。

S140：如果存在，则判定所述目标监测区域内存在目标无线基地台。

基于上述步骤可知，本实例提供的基于位置关联用户簇的概念和结合地理栅格的无线基地台定位分析方法，针对位置关联用户簇的吸入特征构建位置关联区模型，并按划分的地理栅格进行全量扫描，对第二网络回落至第一网络比例高的进行区域进行甄别及筛选，从而可以提升对目标无线基地台的识别结果的可信度及准确性。经试验证明，本实施提供的方法，对目标无线基地台的识别准确性从原有的不足50％提升至99％以上，实现了目标无线基地台的准确、可信识别。

进一步的，为实现对目标监测区域内的目标无线基地台的准确定位，在步骤S140之后，该方法还包括如下步骤：

S150：将用户回落率大于预设回落率阈值的栅格的用户回落率进行比对，得到用户回落率最大的栅格；

S160：将所述用户回落率最大的栅格所在地理位置作为干扰源所在位置。

基于本实施例设定的栅格颗粒度，对于目标无线基地台的定位精度从以前的300米的精准定位提升至50米以内，进而可以大大提高目标无线基地台源头治理工作的效率。并且，本实施例提供的基于栅格位置关联用户簇的回落特征的干扰定位算法，不但适用于目标无线基地台干扰定位，而且适合其他干扰器及干扰源的定位。

基于与上述方法同样的发明构思，本实施例还提供了一种无线基地台定位系统。图4为本申请实施例提供的一种无线基地台定位系统的结构示意图。如图4所示，系统具体包括如下部分：

驻留用户获取模块410：用于分别获取目标监测区域内各栅格的位置关联区内在第一时刻的第二网络驻留用户数目、以及在第二时刻的第二网络驻留用户数目。

其中，其中，目标无线基地台基于所述第一网络通讯制式进行信息传递，当所述第二网路的用户受所述目标无线基地台干扰时，会有一部分用户连接至第一网络。所述位置关联区的覆盖面积大于所述栅格，所述位置关联区的半径为所述栅格半径的10～20倍。所述第一时刻与第二时刻的时间差值大于移动用户的位置更新所需时间。

驻留用户获取模块410可以包括如下部分：

网络小区获取单元：用于从小区工程参数表中查找到各所述栅格的位置关联区内的第二网络小区；

驻留用户提取单元：用于从移动通信网络数据中提取驻留在所述第二网络小区的用户。

回落率计算模块420：用于根据各所述栅格在第二时刻相对于第一时刻所对应的第二网络驻留用户数目的变化值，计算各所述栅格的用户回落率。

目标无线基地台判定模块430：用于在各所述栅格中是否存在用户回落率大于预设回落率阈值的栅格时，判定所述目标监测区域内存在目标无线基地台。

进一步的，目标无线基地台判定模块430还被配置为：

将用户回落率大于预设回落率阈值的栅格的用户回落率进行比对，得到用户回落率最大的栅格；

将所述用户回落率最大的栅格所在地理位置作为干扰源所在位置。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种无线基地台定位方法，其特征在于，所述方法包括：

基于目标检测区域的地理范围对所述目标检测区域划分多个栅格，分别获取所述目标检测区域内各所述栅格的位置关联区内在第一时刻的第二网络驻留用户数目、以及在第二时刻的第二网络驻留用户数目；其中，目标无线基地台基于第一网络通讯制式进行信息传递，当所述第二网络的用户受所述目标无线基地台干扰后，会连接至第一网络；所述位置关联区可以覆盖所述目标无线基地台的信号吸入区和信号干扰区，所述信号干扰区与所述信号吸入区呈同心圆分布且所述信号干扰区的半径大于所述信号吸入区的半径；所述位置关联区的覆盖面积大于所述栅格；

根据各所述栅格在第二时刻相对于第一时刻所对应的第二网络驻留用户数目的变化值，计算各所述栅格的用户回落率；

判断各所述栅格中是否存在用户回落率大于预设回落率阈值的栅格；

如果存在，则判定所述目标检测区域内存在目标无线基地台。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判定所述目标检测区域内存在目标无线基地台之后，所述方法还包括：

将用户回落率大于预设回落率阈值的栅格的用户回落率进行比对，得到用户回落率最大的栅格；

将所述用户回落率最大的栅格所在地理位置作为所述目标无线基地台所在位置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置关联区的半径为所述栅格半径的10～20倍。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一时刻与第二时刻的时间差值大于移动用户的位置更新所需时间。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各栅格的位置关联区内的第二网络驻留用户数目的获取方法包括：

从小区工程参数表中查找到各所述栅格的位置关联区内的第二网络小区；

从移动通信网络数据中提取驻留在所述第二网络小区的用户。

6.一种无线基地台定位系统，其特征在于，所述系统包括：

驻留用户获取模块：用于基于目标检测区域的地理范围对所述目标检测区域划分多个栅格，分别获取目标检测区域内各所述栅格的位置关联区内在第一时刻的第二网络驻留用户数目、以及在第二时刻的第二网络驻留用户数目；其中，目标无线基地台基于第一网络通讯制式进行信息传递，当所述第二网络的用户受所述目标无线基地台干扰后，会连接至第一网络；所述位置关联区可以覆盖所述目标无线基地台的信号吸入区和信号干扰区，所述信号干扰区与所述信号吸入区呈同心圆分布且所述信号干扰区的半径大于所述信号吸入区的半径；所述位置关联区的覆盖面积大于所述栅格；

回落率计算模块：用于根据各所述栅格在第二时刻相对于第一时刻所对应的第二网络驻留用户数目的变化值，计算各所述栅格的用户回落率；

目标无线基地台判定模块：用于在各所述栅格中是否存在用户回落率大于预设回落率阈值的栅格时，判定所述目标检测区域内存在目标无线基地台。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述目标无线基地台判定模块还被配置为：

将用户回落率大于预设回落率阈值的栅格的用户回落率进行比对，得到用户回落率最大的栅格；

将所述用户回落率最大的栅格所在地理位置作为目标无线基地台所在位置。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述位置关联区的半径为所述栅格半径的10～20倍。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一时刻与第二时刻的时间差值大于移动用户的位置更新所需时间。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述驻留用户获取模块还包括：

网络小区获取单元：用于从小区工程参数表中查找到各所述栅格的位置关联区内的第二网络小区；

驻留用户提取单元：用于从移动通信网络数据中提取驻留在所述第二网络小区的用户。

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