基于離線指紋庫的偽基站快速定位方法與系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基于離線指紋庫的偽基站快速 定位方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 偽基站是通過仿真移動通信無線基站，采用大功率的無線信號發(fā)射器，強(qiáng)迫用戶 手機(jī)在仿真基站上進(jìn)行登記，獲取用戶的MSI、MEI等信息。該系統(tǒng)原本是公安部門出于 安全因素研制的一種監(jiān)控儀器，自2013年以來我國多地出現(xiàn)大量利用偽基站技術(shù)攔截、冒 用手機(jī)號碼，竊取移動設(shè)備SIM信息，強(qiáng)行向不特定群體發(fā)送短信，大肆實施電信詐騙和非 法廣告推銷等違法犯罪活動，給手機(jī)用戶帶來騷擾和損失，給移動通信系統(tǒng)也造成了有害 干擾。
[0003] 為了對違法使用偽基站的行為開展打擊，首先需要對偽基站進(jìn)行精確的定位。目 前主流的對偽基站的偵測方法都是通過統(tǒng)計從偽基站重選到移動小區(qū)的頻次找出附近有 偽基站的移動小區(qū)，利用路測和網(wǎng)關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)等，或者利用MC 口信令監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測LAC號 來進(jìn)行偽基站的定位。這樣的處理方法雖然能發(fā)現(xiàn)偽基站的大概位置，但是處理統(tǒng)計的時 延比較長，定位范圍不精確，難以有效的實時追捕偽基站。
[0004] 采用傳統(tǒng)的三點定位法，在高樓林立的密集城區(qū)（Dense Urban)定位無線偽基站， 無線電信號易于被建筑等各種障礙物所阻擋，其次無線電信號遇到建筑物、車輛以及其他 物體時會發(fā)生反射，造成多徑效應(yīng)，使得接收端難于篩選出有效信息完成精確的測量和計 算準(zhǔn)確的位置，導(dǎo)致較大的定位誤差。
[0005] 中國專利《偽基站定位方法、設(shè)備及信息上報方法、設(shè)備》（公開號CN103997757A) 本發(fā)明公開了一種偽基站定位方法、設(shè)備及一種信息上報方法、設(shè)備，用以實現(xiàn)偽基站的定 位。該方法獲取至少一個用戶設(shè)備上報的用于對偽基站進(jìn)行定位的信息；根據(jù)至少一個多 個用戶設(shè)備UE上報的用于對偽基站進(jìn)行定位的信息，對偽基站進(jìn)行位。該專利所述的方法 通過手機(jī)上報的定位信息精度較低，偽基站正常處于移動狀態(tài)，導(dǎo)致該方法的效率和精度 降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種定位誤差小，硬件條件限制低， 覆蓋范圍廣，系統(tǒng)總精度高的基于離線指紋庫的偽基站快速定位方法，以及一種基于離線 指紋庫的偽基站快速定位系統(tǒng)。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] -種基于離線指紋庫的偽基站快速定位方法，包括離線建檔步驟、在線判斷步 驟；
[0009] 離線建檔步驟：根據(jù)待監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個參考點的位置信息與RSS定位特征信息的 映射關(guān)系，構(gòu)建位置-參考點特征指紋數(shù)據(jù)庫；
[0010] 在線判斷步驟：對待監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的RSS定位特征信息進(jìn)行采樣，比對位置-參考點 特征指紋數(shù)據(jù)庫，查找偽基站的位置信息。
[0011] 作為優(yōu)選，離線建檔步驟中，在預(yù)設(shè)的參考點進(jìn)行模擬偽基站工作，再將所有預(yù)設(shè) 的參考點的位置信息與所有預(yù)設(shè)的參考點的RSS定位特征信息的進(jìn)行映射關(guān)聯(lián)。
[0012] 作為優(yōu)選，對待監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行區(qū)分與量化，將待監(jiān)測區(qū)域按預(yù)設(shè)的規(guī)則劃分成多 個子區(qū)域。
[0013] 作為優(yōu)選，通過設(shè)置終端監(jiān)測點對待監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行全覆蓋，所有終端監(jiān)測點形成 拓?fù)渚W(wǎng)；而且每個參考點至少有三個終端監(jiān)測點進(jìn)行監(jiān)測。
[0014] 作為優(yōu)選，將所有預(yù)設(shè)的參考點的位置信息與所有預(yù)設(shè)的參考點的RSS定位特征 信息進(jìn)行云處理，去除RSS定位特征信息中的冗余信息和噪聲成分，對RSS定位特征信息進(jìn) 行定位特征提取，用RSS定位特征信息的定位特征進(jìn)行定位。
[0015] 作為優(yōu)選，離線建檔步驟中，對RSS定位特征信息進(jìn)行多次重復(fù)采集，再通過高斯 濾波處理得到平緩值RSSI。
[0016] 作為優(yōu)選，離線建檔步驟中，對位置-參考點特征指紋數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分級或聚類。
[0017] 一種基于離線指紋庫的偽基站快速定位系統(tǒng)，包括偽基站模塊、指紋采集模塊、云 處理模塊、指紋數(shù)據(jù)庫模塊；
[0018] 離線建檔步驟時，偽基站模塊的輸出和指紋采集模塊的輸入相連，指紋采集模塊 的輸出和云處理模塊的輸入相連，云處理模塊的輸出與指紋數(shù)據(jù)庫模塊的輸入相連；
[0019] 偽基站t吳塊用于t吳擬真實偽基站，以和真實偽基站相同的發(fā)射功率發(fā)射彳目息；
[0020] 指紋采集模塊包括多個終端測試點，用于接收偽基站模塊發(fā)射的RSS定位特征信 息，測量其RSS值，并將該RSS值實時反饋到云處理模塊進(jìn)行處理；
[0021] 云處理模塊在離線建檔步驟中用于對指紋采集模塊中的終端測試點進(jìn)行度量和 選擇，并提取RSS定位特征信息的定位特征；
[0022] 指紋數(shù)據(jù)庫模塊用于存儲各個參考點的位置信息與RSS定位特征信息，構(gòu)建位 置-參考點特征指紋數(shù)據(jù)庫；
[0023] 在線判斷步驟時，指紋采集模塊的輸出和云處理模塊的輸入相連，指紋數(shù)據(jù)庫模 塊的輸出與云處理模塊的輸入相連；
[0024] 指紋采集模塊用于實時接收真實偽基站發(fā)射的RSS定位特征信息，測量其RSS值， 并將該RSS值實時反饋到云處理模塊進(jìn)行處理；
[0025] 云處理模塊在在線判斷步驟中用于對指紋采集模塊中的終端測試點進(jìn)行度量和 選擇，提取RSS定位特征信息的定位特征，并將處理后的RSS定位特征信息的定位特征和位 置-參考點特征指紋數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，得到定位結(jié)果。
[0026] 作為優(yōu)選，離線建檔步驟中，指紋數(shù)據(jù)庫模塊對位置-參考點特征指紋數(shù)據(jù)庫進(jìn) 行分級或聚類。
[0027] 作為優(yōu)選，通過設(shè)置終端監(jiān)測點對待監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行全覆蓋，所有終端監(jiān)測點形成 拓?fù)渚W(wǎng)；而且每個參考點至少有三個終端監(jiān)測點進(jìn)行監(jiān)測。
[0028] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0029] 本發(fā)明所述的方法分為離線建檔步驟和在線判斷步驟兩個階段，離線建檔步驟首 先對待監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行地理位置的量化，形成一系列參考點，利用物理區(qū)域中的密集終端測 試點對參考點進(jìn)行離線的RSS(Recieved Signal Strength，接收信號強(qiáng)度）指紋采集，并構(gòu) 建位置-參考點特征指紋數(shù)據(jù)庫。在線判斷步驟以實時RSS向量為輸入，通過定位算法比 對指紋數(shù)據(jù)庫，給出偽基站的定位結(jié)果。
[0030] 相比現(xiàn)有偽基站定位方案，本發(fā)明所述的方法定位誤差小，硬件條件限制低，覆蓋 范圍廣，系統(tǒng)總精度高，在實際中具有很高的應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0031] 圖1是本發(fā)明所述的裝置在離線建檔步驟中的原理框圖；
[0032] 圖2是本發(fā)明所述的裝置在在線判斷步驟中的原理框圖；
[0033] 圖3是對待監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行量化的示意圖；
[0034] 圖4是終端測試點在待監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的布置示意圖；
[0035] 圖5是位置-參考點特征指紋數(shù)據(jù)庫的示意圖。
【具體實施方式】
[0036] 以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0037] 本發(fā)明提供一種基于離線指紋庫的偽基站快速定位系統(tǒng)，包括偽基站模塊、指紋 采集模塊、云處理模塊、指紋數(shù)據(jù)庫模塊。
[0038] 在離線建檔步驟中，如圖1所示，需要偽基站模塊、指紋采集模塊、云處理模塊、指 紋數(shù)據(jù)庫模塊，偽基站模塊的輸出和指紋采集模塊的輸入相連，指紋采集模塊的輸出和云 處理模塊的輸入相連，云處理模塊的輸出與指紋數(shù)據(jù)庫模塊的輸入相連。
[0039] 偽基站模塊，用于模擬真實作案場景中的真實偽基站，以和真實偽基站相同的發(fā) 射功率發(fā)射信息。偽基站模塊可由筆記本電腦、偽基站、全向玻璃鋼天線、大容量蓄電池、交 流逆變器等組成。
[0040] 指紋采集模塊包括多個終端測試點，用于接收偽基站模塊發(fā)射的RSS定位特征信 息，測量其RSS值，并將該RSS值實時反饋到云處理模塊進(jìn)行處理；終端測試點可以是具有 測量RSS值功能的SIM卡。
[0041]云處理模塊在離線建檔步驟中用于對指紋采集模塊中的終端測試點進(jìn)行度量和 選擇，并提取RSS定位特征信息的定位特征；云處理模塊可由一臺擁有強(qiáng)大能量和計算資 源的服務(wù)器實現(xiàn)，從而保證算法的實時性。
[0042] 指紋數(shù)據(jù)庫模塊用于存儲各個參考點的位置信息與RSS定位特征信息，構(gòu)建位 置-參考點特征指紋數(shù)據(jù)庫；為了降低在線判斷步驟的匹配復(fù)雜度，可以對位置-參考點特 征指紋數(shù)據(jù)庫進(jìn)行有效的分級和聚類，縮小匹配空降。例如，可以以街道作為一級數(shù)據(jù)庫， 以蜂窩小區(qū)作為二級數(shù)據(jù)庫。
[0043] 在在線判斷步驟中，如圖2所示，需要指紋采集模塊、云處理