CN117098110B - 基于高精度时间同步的手机监测系统、方法及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于高精度时间同步的手机监测系统、方法及介质，主要涉及手机监测技术领域，用以解决现有的手机监测技术检测方案对人体有健康隐患、存在泄密风险的问题。包括：时钟同步模块，获取同步时间；电磁信号采集模块，获取下发的第一采集指令，采集指定频点对应的IQ信号数据，进而基于同步时间确定IQ信号数据对应的无线帧起始时间；获取主控调度模块下发的包含采集时间的第二采集指令，基于同步时间从IQ信号数据中确定的采集时间对应的OFDM符号；主控调度模块，下发第一采集指令、第二采集指令，获得电磁信号采集模块上传的OFDM符号对应的频谱数据，进而基于频域数据，确定是否存在手机。
Description
技术领域
本申请涉及手机监测技术领域，尤其涉及一种基于高精度时间同步的手机监测系统、方法及介质。
背景技术
随着手机使用的普及和手机应用复杂度的提高，手机引发的信息安全问题愈发严重，利用手机工作原理，窃取会场信息，远程操控手机进行窃听窃视，在技术上已经没有难度。对于有意或无意带入涉密场所的手机，需要有一种技术能判别并对其进行精准定位。
现有手机监测技术主要有频谱监测法和主动吸附法。频谱监测法的原理是利用部署在会场内的接收机扫描空间电磁信号，监测手机通讯频段，当手机对外传送信息时，手机使用频段的电磁信号强度就会上升。接收机扫描到空间内信号强度上升，则判断有手机在对外发送信息。主动吸附法是在会场内或会场附近搭建一移动通信设备，该设备向周围手机广播信号，当手机接收到该设备的信号强度盖过商用基站时，手机就会被吸附到该设备上，从而发现手机；进一步该设备可以给手机分配指定上行通道，配合接收机对手机进行定位。
但是，频谱监测法缺乏时间同步机制，难以区分多个手机、对手机进行定位等后续处理。主动吸附法需要向外界放射信号，对电磁空间存在干扰，不符合涉密场所管理规范；同时为了诱导手机接入，需要发射较强的信号，长期开启，对人体健康存在影响；且主动吸附法会将手机接入内部系统，从而获取大量手机信息，使主动吸附本身成为泄密风险源。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本申请提供一种基于高精度时间同步的手机监测系统、方法及介质，以解决现有的手机监测技术检测方案对人体有健康隐患、存在泄密风险的问题。
第一方面，本申请提供了一种基于高精度时间同步的手机监测系统，系统包括：时钟同步模块，用于利用卫星，获取同步时间，并同步至电磁信号采集模块；电磁信号采集模块，用于获取主控调度模块下发的包含指定频点的第一采集指令，采集指定频点对应的IQ信号数据，进而基于同步时间确定IQ信号数据对应的无线帧起始时间；获取主控调度模块下发的包含采集OFDM符号的采集时间的第二采集指令，基于同步时间从IQ信号数据中确定的采集时间对应的OFDM符号，并将OFDM符号转换为频谱数据；主控调度模块，用于读取基站小区数据对应的指定频点；基于预设顺序，轮询指定频点，下发当前轮询的指定频点对应的第一采集指令，以获得电磁信号采集模块上传的无线帧起始时间；基于无线帧起始时间和采集的OFDM符号的位置信息，确定采集OFDM符号对应的采集时间，以下发第二采集指令；获得电磁信号采集模块上传的OFDM符号对应的频谱数据，进而基于频域数据，确定是否存在手机。
进一步地，时钟同步模块包括主时钟同步单元和从时钟同步单元；主时钟同步单元，用于利用卫星，获取同步时间，并下发至从时钟同步单元；从时钟同步单元，用于将同步时间同步至电磁信号采集模块；其中，从时钟同步单元与电磁信号采集模块一一对应。
进一步地，系统还包括基站数据库；基站数据库，用于存储基站小区数据对应的指定频点，且与主控调度模块相连。
进一步地，电磁信号采集模块包括无线帧起始时间确定单元，用于基于同步时间将时钟同步到卫星时钟；检测IQ信号数据是否存在PSS信号和SSS信号；在存在PSS信号和SSS信号时，根据PSS信号和SSS信号的位置和卫星时钟，确定无线帧起始时间。
进一步地，IQ信号数据包含若干时隙，时隙包含若干OFDM符号；每个OFDM符号对应一个CP；采集的OFDM符号的位置信息包含OFDM符号处于时隙的顺序位置m和时隙处于IQ信号数据的顺序位置n，CP的时长；主控调度模块包括采集时间确定单元，用于基于预设公式：，/>，/> 计算采集时间；其中，/>为采集时间；/>为无线帧起始时间；/>为时隙偏移量；/>为预设时限时长；/>为OFDM符号偏移量；/>代表第i个CP的时长；/>代表第i个OFDM符号的时长；i的取值范围为[1，m]；/>为信号从电磁信号采集模块天线口到达电磁信号采集模块数字信号处理单元并开始处理的时延。
进一步地，系统还包括手机定位模块，与主控调度模块相连，用于向主控调度模块发送定位指令，以使主控调度模块根据定位指令中的采集频点和若干电磁信号采集模块编号，获取编号对应的电磁信号采集模块在采集同一OFDM符号的采集时间、相同采集频点下的信号强度；基于若干电磁信号采集模块在同一采集时间相同采集频点下的信号强度，以进行终端定位。
第二方面，本申请提供了一种基于高精度时间同步的手机监测方法，方法包括：通过时钟同步模块利用卫星，获取同步时间，并同步至电磁信号采集模块；通过电磁信号采集模块获取主控调度模块下发的包含指定频点的第一采集指令，采集指定频点对应的IQ信号数据，进而基于同步时间确定IQ信号数据对应的无线帧起始时间；获取主控调度模块下发的包含采集OFDM符号的采集时间的第二采集指令，基于同步时间从IQ信号数据中确定的采集时间对应的OFDM符号，并将OFDM符号转换为频谱数据；通过主控调度模块读取基站小区数据对应的指定频点；基于预设顺序，轮询指定频点，下发当前轮询的指定频点对应的第一采集指令，以获得电磁信号采集模块上传的无线帧起始时间；基于无线帧起始时间和采集的OFDM符号的位置信息，确定采集的OFDM符号对应的采集时间，以下发第二采集指令；获得电磁信号采集模块上传的OFDM符号对应的频谱数据，进而基于频域数据，确定是否存在手机。
进一步地，采集指定频点对应的IQ信号数据，进而基于同步时间确定IQ信号数据对应的无线帧起始时间，具体包括：基于同步时间将时钟同步到卫星时钟；检测IQ信号数据是否存在PSS信号和SSS信号；在存在PSS信号和SSS信号时，根据PSS信号和SSS信号的位置和卫星时钟，确定无线帧起始时间。
进一步地，方法还包括：通过手机定位模块向主控调度模块发送定位指令，以使主控调度模块根据定位指令中的采集频点和若干电磁信号采集模块编号，获取编号对应的电磁信号采集模块在采集同一OFDM符号的采集时间、相同采集频点下的信号强度；以使手机定位模块基于若干电磁信号采集模块在同一采集时间相同采集频点下的信号强度，以进行终端定位。
第三方面，本申请提供了一种非易失性计算机存储介质，其上存储有计算机指令，计算机指令在被执行时实现上述任一项的一种基于高精度时间同步的手机监测方法。
本领域技术人员能够理解的是，本申请至少具有如下有益效果：
本发明通过高精度时间同步的方式实现了电磁信号采集模块与手机的时间的统一，进而基于时间一致，实现了电磁信号采集模块有效定位手机的上行信号，通过利用电磁信号时频变换和精确采集时间控制，可以从基站下行信号和手机上行信号混杂在一起的时分双工模式通信制式下分离出手机上行信号，从而实现对手机的目标检测及定位。同时本发明不涉及复杂的移动通信协议解析，实现简单，可以明显提升系统运行效率。且本申请中的电磁信号采集模块采集数据的依赖指令，仅仅检测上行信号，降低了汇集全部手机信号造成的泄密风险。且不需要发射较强的信号，对人体健康没有影响。
附图说明
下面参照附图来描述本公开的部分实施例，附图中：
图1是本申请实施例提供的一种基于高精度时间同步的手机监测系统内部结构示意图。
图2是本申请实施例提供的一种基于高精度时间同步的手机监测方法流程图。
具体实施方式
本领域技术人员应当理解的是，下文所描述的实施例仅仅是本公开的优选实施例，并不表示本公开仅能通过该优选实施例实现，该优选实施例仅仅是用于解释本公开的技术原理，并非用于限制本公开的保护范围。基于本公开提供的优选实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所获得的其它所有实施例，仍应落入到本公开的保护范围之内。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
下面通过附图对本申请实施例提出的技术方案进行详细的说明。
图1为本申请实施例提供的一种基于高精度时间同步的手机监测系统。如图1所示，本申请实施例提供的系统，主要包括：
系统中的时钟同步模块110利用卫星，获取同步时间，并同步至电磁信号采集模块120。
需要说明的是，时钟同步模块110包括主时钟同步单元111和从时钟同步单元112。卫星可以为北斗卫星或GPS卫星。
其中，主时钟同步单元111可以部署在靠近室外的位置，方便通过北斗/GPS天线接收北斗/GPS卫星的时钟信息（同步时间），可以为任意可选择的能够利用卫星，获取同步时间，并下发至从时钟同步单元112的设备或装置等。下发至从时钟同步单元112实现了同步整个系统的时钟。采用主时钟向从时钟传输的原因是接收北斗/GPS卫星时钟信息的天线以射频线的方式传输信息，传输距离有限，通过时钟同步模块110转成电信号后可以通过网线传输，从而增加了信号传输的距离。
从时钟同步单元112分别与主时钟同步单元111和电磁信号采集模块120相连，通过从时钟同步单元112将主时钟同步单元111下发的同步时间同步至电磁信号采集模块120；为了实现时间精确，这里的从时钟同步单元112与电磁信号采集模块120一一对应。
系统中的电磁信号采集模块120获取主控调度模块130下发的包含指定频点的第一采集指令，采集指定频点对应的IQ信号数据，进而基于同步时间确定IQ信号数据对应的无线帧起始时间；获取主控调度模块130下发的包含采集OFDM符号的采集时间的第二采集指令，基于同步时间从IQ信号数据中确定采集时间对应的OFDM符号，并将OFDM符号转换为频谱数据。
需要说明的是，电磁信号采集模块120为任意可行的能够根据指令获得频谱数据的设备或装置等。手机监测过程中需要的基站小区数据，指定频点为本领域技术人员事先设置好的任一基站小区中心频点IQ（in-phase quadrature 同相正交）信号数据，OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing 正交频分复用）符号。
其中，基于同步时间确定IQ信号数据对应的无线帧起始时间，可以具体为：电磁信号采集模块120中的无线帧起始时间确定单元121，基于同步时间将时钟同步到卫星时钟；检测IQ信号数据是否存在PSS信号和SSS信号；在存在PSS信号和SSS信号时，根据PSS信号和SSS信号的位置和卫星时钟，确定无线帧起始时间。
需要说明的是，PSS（Primary Synchronization Signal 主同步信号）信号和SSS（Secondary Synchronization Signal 辅同步信号）信号。其中，根据PSS信号和SSS信号的位置，确定无线帧起始时间的方法为现有方法本申请对此不做限定。卫星时钟可以为北斗同步时钟或GPS同步时钟。
系统中的主控调度模块130读取基站小区数据对应的指定频点；基于预设顺序，轮询指定频点，下发当前轮询的指定频点对应的第一采集指令，以获得电磁信号采集模块120上传的无线帧起始时间；基于无线帧起始时间和采集的OFDM符号的位置信息，确定采集OFDM符号对应的采集时间，以下发第二采集指令；获得电磁信号采集模块120上传的OFDM符号对应的频谱数据，进而基于频域数据，确定是否存在手机。
需要说明的是，读取基站小区数据对应的指定频点的方法可以从其他存储模块中存储，例如，从存储基站小区数据对应的指定频点的基站数据库140中，获取基站小区数据对应的指定频点，进而实现数据的读取。
另外，本领域技术人员能够理解的是，IQ信号数据包含若干时隙，时隙包含若干OFDM符号；每个OFDM符号对应一个CP（Cyclic Prefix）；采集的OFDM符号的位置信息包含OFDM符号处于时隙的顺序位置m和时隙处于IQ信号数据的顺序位置n，CP的时长。
其中，计算采集时间的方法可以具体为：通过主控调度模块130包括采集时间确定单元131，用于基于预设公式：，/>，，计算采集时间；其中，/>为采集时间；/>为无线帧起始时间；/>为时隙偏移量；/>为预设时限时长；/>为OFDM符号偏移量；/>代表第i个CP的时长；/>代表第i个OFDM符号的时长；i的取值范围为[1，m]；/>为信号从电磁信号采集模块天线口到达电磁信号采集模块数字信号处理单元并开始处理的时延。/>可由本领域技术人员测量获得。
另外，本申请还可以根据需求启动手机定位。具体启动过程可以为：通过系统中与主控调度模块130相连的手机定位模块150，向主控调度模块130发送定位指令，以使主控调度模块130根据定位指令中的采集频点和若干电磁信号采集模块120编号，获取编号对应的电磁信号采集模块120在同一采集时间、相同采集频点下的信号强度；基于若干电磁信号采集模块120在同一采集时间相同采集频点下的信号强度，以进行终端定位。
其中，基于若干电磁信号采集模块120在同一采集时间相同采集频点下的信号强度，以进行终端定位的方法为现有方法，本申请对此不做限定。
除此之外，本申请实施例还提供了一种基于高精度时间同步的手机监测方法，如图2所示，本申请实施例提供的方法，主要包括以下步骤：
步骤210、通过时钟同步模块利用卫星，获取同步时间，并同步至电磁信号采集模块。
步骤220、通过电磁信号采集模块获取主控调度模块下发的包含指定频点的第一采集指令，采集指定频点对应的IQ信号数据，进而基于同步时间确定IQ信号数据对应的无线帧起始时间；获取主控调度模块下发的包含采集OFDM符号的采集时间的第二采集指令，基于同步时间从IQ信号数据中确定采集时间对应的OFDM符号，并将OFDM符号转换为频谱数据。
其中，采集指定频点对应的IQ信号数据，进而基于同步时间确定IQ信号数据对应的无线帧起始时间，具体可以包括：
基于同步时间将时钟同步到卫星时钟；检测IQ信号数据是否存在PSS信号和SSS信号；在存在PSS信号和SSS信号时，根据PSS信号和SSS信号的位置和卫星时钟，确定无线帧起始时间。
步骤230、通过主控调度模块读取基站小区数据对应的指定频点；基于预设顺序，轮询指定频点，下发当前轮询的指定频点对应的第一采集指令，以获得电磁信号采集模块上传的无线帧起始时间；基于无线帧起始时间和采集的OFDM符号的位置信息，确定采集的OFDM符号对应的采集时间，以下发第二采集指令；获得电磁信号采集模块上传的OFDM符号对应的频谱数据，进而基于频域数据，确定是否存在手机。
此外，方法还包括：
通过手机定位模块向主控调度模块发送定位指令，以使主控调度模块根据定位指令中的采集频点和若干电磁信号采集模块编号，获取编号对应的电磁信号采集模块在采集同一OFDM符号的采集时间、相同采集频点下的信号强度；以使手机定位模块基于若干电磁信号采集模块在同一采集时间相同采集频点下的信号强度，以进行终端定位。
除此之外，本申请实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，其上存储有可执行指令，在该可执行指令被执行时，实现如上述的一种高精度时间同步的手机监测方法。
至此，已经结合前文的多个实施例描述了本公开的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本公开的保护范围并不仅限于这些具体实施例。在不偏离本公开技术原理的前提下，本领域技术人员可以对上述各个实施例中的技术方案进行拆分和组合，也可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，凡在本公开的技术构思和/或技术原理之内所做的任何更改、等同替换、改进等都将落入本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于高精度时间同步的手机监测系统，其特征在于，所述系统包括：
时钟同步模块，用于利用卫星，获取同步时间，并同步至电磁信号采集模块；
电磁信号采集模块，用于获取主控调度模块下发的包含指定频点的第一采集指令，采集指定频点对应的IQ信号数据，进而基于同步时间确定IQ信号数据对应的无线帧起始时间；获取主控调度模块下发的包含采集OFDM符号的采集时间的第二采集指令，基于同步时间从IQ信号数据中确定的采集时间对应的OFDM符号，并将OFDM符号转换为频谱数据；
主控调度模块，用于读取基站小区数据对应的指定频点；基于预设顺序，轮询指定频点，下发当前轮询的指定频点对应的第一采集指令，以获得电磁信号采集模块上传的无线帧起始时间；基于无线帧起始时间和采集的OFDM符号的位置信息，确定采集OFDM符号对应的采集时间，以下发第二采集指令；获得电磁信号采集模块上传的OFDM符号对应的频谱数据，进而基于频域数据，确定是否存在手机。
2.根据权利要求1所述的基于高精度时间同步的手机监测系统，其特征在于，时钟同步模块包括主时钟同步单元和从时钟同步单元；
主时钟同步单元，用于利用卫星，获取同步时间，并下发至从时钟同步单元；
从时钟同步单元，用于将同步时间同步至电磁信号采集模块；
其中，从时钟同步单元与电磁信号采集模块一一对应。
3.根据权利要求1所述的基于高精度时间同步的手机监测系统，其特征在于，所述系统还包括基站数据库；
基站数据库，用于存储基站小区数据对应的指定频点，且与主控调度模块相连。
4.根据权利要求1所述的基于高精度时间同步的手机监测系统，其特征在于，电磁信号采集模块包括无线帧起始时间确定单元，
用于基于同步时间将时钟同步到卫星时钟；
检测IQ信号数据是否存在PSS信号和SSS信号；
在存在PSS信号和SSS信号时，根据PSS信号和SSS信号的位置和卫星时钟，确定无线帧起始时间。
5.根据权利要求1所述的基于高精度时间同步的手机监测系统，其特征在于，IQ信号数据包含若干时隙，时隙包含若干OFDM符号；每个OFDM符号对应一个CP；采集的OFDM符号的位置信息包含OFDM符号处于时隙的顺序位置m和时隙处于IQ信号数据的顺序位置n，CP的时长；
主控调度模块包括采集时间确定单元，
用于基于预设公式：，/>，/>，计算采集时间；
其中，为采集时间；/>为无线帧起始时间；/>为时隙偏移量；/>为预设时限时长；/>为OFDM符号偏移量；/>代表第i个CP的时长；/>代表第i个OFDM符号的时长；i的取值范围为[1，m]；/>为信号从电磁信号采集模块天线口到达电磁信号采集模块数字信号处理单元并开始处理的时延。
6.根据权利要求1所述的基于高精度时间同步的手机监测系统，其特征在于，所述系统还包括手机定位模块，
与主控调度模块相连，用于向主控调度模块发送定位指令，以使主控调度模块根据定位指令中的采集频点和若干电磁信号采集模块编号，获取编号对应的电磁信号采集模块在采集同一OFDM符号的采集时间、相同采集频点下的信号强度；基于若干电磁信号采集模块在同一采集时间相同采集频点下的信号强度，以进行终端定位。
7.一种基于高精度时间同步的手机监测方法，其特征在于，所述方法包括：
通过时钟同步模块利用卫星，获取同步时间，并同步至电磁信号采集模块；
通过电磁信号采集模块获取主控调度模块下发的包含指定频点的第一采集指令，采集指定频点对应的IQ信号数据，进而基于同步时间确定IQ信号数据对应的无线帧起始时间；获取主控调度模块下发的包含采集OFDM符号的采集时间的第二采集指令，基于同步时间从IQ信号数据中确定的采集时间对应的OFDM符号，并将OFDM符号转换为频谱数据；
通过主控调度模块读取基站小区数据对应的指定频点；基于预设顺序，轮询指定频点，下发当前轮询的指定频点对应的第一采集指令，以获得电磁信号采集模块上传的无线帧起始时间；基于无线帧起始时间和采集的OFDM符号的位置信息，确定采集的OFDM符号对应的采集时间，以下发第二采集指令；获得电磁信号采集模块上传的OFDM符号对应的频谱数据，进而基于频域数据，确定是否存在手机。
8.根据权利要求7所述的基于高精度时间同步的手机监测方法，其特征在于，采集指定频点对应的IQ信号数据，进而基于同步时间确定IQ信号数据对应的无线帧起始时间，具体包括：
基于同步时间将时钟同步到卫星时钟；
检测IQ信号数据是否存在PSS信号和SSS信号；
在存在PSS信号和SSS信号时，根据PSS信号和SSS信号的位置和卫星时钟，确定无线帧起始时间。
9.根据权利要求7所述的基于高精度时间同步的手机监测方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过手机定位模块向主控调度模块发送定位指令，以使主控调度模块根据定位指令中的采集频点和若干电磁信号采集模块编号，获取编号对应的电磁信号采集模块在采集同一OFDM符号的采集时间、相同采集频点下的信号强度；
以使手机定位模块基于若干电磁信号采集模块在同一采集时间相同采集频点下的信号强度，以进行终端定位。
10.一种非易失性计算机存储介质，其特征在于，其上存储有计算机指令，所述计算机指令在被执行时实现如权利要求7-9任一项所述的一种基于高精度时间同步的手机监测方法。
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