分散式终端信令监测实现定位鉴权的系统和方法 技术领域 本发明涉及一种信令监测和手机定位鉴权的应用系统和方法, 尤其涉及一种通 过分散式终端信令监测和移动手机定位鉴权应用于公安、 消防、 医疗急救、 交通事故报警、 汽车维修救援等紧急救援领域的系统和方法, 使定位技术为公众和行业服务提供一种全新 的、 可操作性很强的系统和方法。
背景技术 :
信令 :
通讯设备之间任何实际应用信息的传送总是伴随着一些控制信息的传递, 它们 按照既定的通讯协议工作, 将应用信息安全、 可靠、 高效地传送到目的地。这些信息在计 算机网络中叫做协议控制信息, 而在电信网中叫做信令 (Signal)。英文资料还经常使 用″ Signalling″ ( 信令过程 ) 一词, 但大部分中文技术资料只使用″信令″一词, 即″信 令″既包括″ Signal″又包括″ Signalling″两重含义。信令实际上就是一种用于控制 的信号。 信令按其用途分为用户信令和局间信令两类。前者用于用户终端设备 ( 如电话 机 ) 和电话局的交换机之间, 后者用于两个用中继线连接的交换机之间。
局间信令分类主要有随路信令和共路信令, 随路信令就是说信令网就附在计算机 网络或是电话网络上, 不需要重新建一个网络, 而共路信令则是需要重新建设一个信令网 ( 主要是在局端之间 ), 例如打电话 : 当我们开始打电话的时候, 拿起电话机时就有信号传 到当地的电信局端, 一系列交换后, 本局端就先在网络上发送信令, 等对端收到信令后回应 一个信令同意通话, 此时网络上传输信令功能就算完成了, 开始传输语音信号, 就可以通话 了。等电话结束的时候, 同样需要通过信令来控制电路拆除。
( 来源 : http://www.cww.net.cn/tech/tech.asp ? id = 183 通信世界网 )
信令监测 :
信令监测系统是通信网络运行维护的重要支撑系统之一。 信令监测系统以不影响 网络运行的高阻跨接、 端口镜像、 能量分配等方式采集各类信令和协议数据, 进行信令协议 解码, 合成 CDR(Call DetailRecord, 呼叫详细记录 ), 再现业务接续全过程, 进行网络和业 务各类指标统计, 从而使网络维护人员掌握并分析网络和业务运行情况。信令监测系统在 互联互通监测、 故障诊断、 新业务测试、 非法通信追踪、 话单核查等方面具有独特优势。 信令 监测系统的建成满足了互联互通相关的各项需求, 为网络质量保障提供了支撑。在网络资 源、 网络质量、 通信业务等各类统计分析方面, 信令监测系统作为专业网管系统和经营分析 系统的补充, 提供了上述系统不可实现的分析功能。
目前信令监测系统新业务开发应用主要有 :
为漫游欢迎短信系统提供支持 : 信令监测系统为漫游欢迎短信系统提供漫游用户 信息, 实现漫游欢迎短信的准确下发。
为小区短信系统提供支持 : 信令监测系统为小区短信系统提供特定小区的用户信
息, 为小区短信业务的开展提供强有力的支持。
为位置定位平台提供支持 : 信令监测系统与位置定位平台建立接口, 为其提供用 户定位请求的鉴权信息从而避免位置定位平台被滥用的风险。
为市场营销提供支持 : 信令监测系统通过对交换机 A 接口 BSSAP 信令的集中收敛 和深入分析, 实时捕获用户行为, 同时结合来自 BOSS 等系统的静态用户数据, 对用户行为 进行分析, 从而为市场营销提供支持。
( 来源 http://tech.c114.net/157/a316653.html 中国通信网 )
移动定位技术 :
目 前, 在 3G 网 络 中 广 泛 使 用 的 移 动 定 位 技 术 有 三 种 : 基于网络的小区识别 (CELL-ID) 定位技术、 OTDOA 定位技术、 网络与终端混合的 A-GPS 定位技术。
基于网络的 CELL-ID 定位技术 : 是一种最简单的定位技术, 适用于所有蜂窝网络, 且无需对手机和网络进行修改, 就可以向当前的移动用户提供自动定位业务。该技术根据 移动终端所处的蜂窝小区 ID 号来确定用户的位置, 因此其定位精度完全取决于移动终端 所处蜂窝小区半径的大小, 从几百米到几十公里不等。与其它技术相比, 该技术投资较少, 定位响应时间较短, 一般在 3s 以内, 但其精度最低, 误差较大。
OTDOA 定位技术 : OTDOA(Observed Time Difference of Arrival) 是一种应用于 3G 网络的定位方式。 这种定位技术通过移动终端测量不同基站的下行导频信号的到达时刻 (TOA, Time of Arrival) 实现定位, 其定位精度较高, 定位范围约为 100 ~ 200m。但对时间 基准的依赖性较强, 同时受多径干扰的影响也较大。OTDOA 定位响应时间比 CELL-ID 略长, 大约要 10s。该技术无需对手机进行修改而只需修改网络, 即可直接向现有用户提供服务。
A-GPS 定位技术 : A-GPS(Assisted Global Positioning System) 即网络辅助的全 球定位系统, 这种方法需要网络和移动终端都能够接收 GPS 信息, 是一种结合了网络基站 信息和 GPS 信息对移动终端进行定位的技术, 可以在 2G 和 3G 网络中使用。此技术的优势 主要在其定位精度上, 在室外等空旷地区, 正常工作环境下其精度可达 5 ~ 10m, 堪称目前 定位精度最高的一种定位技术。另一方面, 利用网络传来的辅助信息可以增强 TTFF(Time To First Fix), 其首次捕获 GPS 信号的时间大大减小, 一般仅需几秒, 而不像 GPS 的首次捕 获时间可能需要 2 ~ 3min。A-GPS 定位响应时间为 3 ~ 10s 之间。
( 来源 : http://tech.ddvip.com/2008-01/120146019341641_2.html)
移动位置服务 : 移动位置服务是一个广泛的概念, 是基于定位技术的衍生的一系 列服务, 指的是通过手机来使用的, 与地理位置信息相关的移动增值服务。从技术特征上 看, 移动位置服务可以分为两个类别 : 定位服务和位置信息服务。定位服务是利用定位技 术, 让消费者通过手机了解自己或其他用户的地理位置信息, 从而使用由这种真实地理位 置衍生出来的增值服务。 移动定位、 移动导航、 基于位置的即时通信、 游戏等, 都需要用到定 位技术。 而位置信息服务则无须通过定位技术获取用户的真实位置信息, 如城市地图显示、 本地搜索、 线路规划、 公交换乘等, 用户可以获得查询某个地点的位置信息以及周边的生活 信息等。 现在越来越多的移动位置服务都是将两个类型的服务相互结合, 既提供定位服务, 又提供位置信息服务。因此, 定位技术是整个移动位置服务的关键。
定位技术主要包括卫星定位技术和网络定位技术两个大类。 卫星定位技术是指通 过定位卫星确定地理位置的方法。目前, 主流的卫星定位系统有我们熟知的美国的全球定位系统 (GPS)、 欧洲的伽利略系统、 俄罗斯的 GLO 系统。中国现在也正在建设自己的卫星定 位系统, 北斗卫星导航系统, 预计 2015 年能够覆盖全球。卫星定位系统通常都是先应用于 军事用途, 而美国的 GPS 系统发展较早而且比较成熟, 早已进入了民用领域, 而且产业化程 度已经非常成熟, 像现在的车载导航系统、 便携式导航仪 (PND), 甚至手机中的定位技术芯 片, 几乎都是基于美国 GPS 系统的。卫星定位技术的优势在于覆盖范围广、 定位精度高, 能 够定位在 5 米以下的范围 ; 但在定位速度和使用场景则有一定局限性 : 比如, 一般 GPS 设备 首次搜星定位的时间大约在一分钟左右, 而在障碍物较多的情况下, 比如城市地区, 卫星信 号相对较弱, 而在室内则往往完全无法接收。
网络定位技术主要依靠网络组成部分, 基站的位置来对网络内的终端进行定位。 基站定位广泛应用于无线网络, 如基站原址定位技术 (Cell of Origin)、 到达时间定位技 术 (Time of Arrival) 和增强型时差技术 (Enhanced Observed Time Difference) 等。网 络定位并不是非常精确的定位技术, 在基站密度较低的地域, 定位精度要到数十公里的范 围内。 但网络定位可以非常迅速地确定终端位置 ( 通常在大约 3 秒钟 ), 并且不需要的设备 或网络升级, 并不需要特别的芯片嵌入终端设备中。这使得它很容易部署和使用。WWAN 和 WLAN 网络中都可以使用网络定位技术。 而现在更流行的定位技术是将卫星定位技术和网络定位技术结合起来的辅助 GPS(A-GPS) 定位技术。A-GPS 在基站上增加了辅助服务器, 来接收 GPS 的卫星信号, 通过无 线网络将位置信息传递到网络内的终端上。这个过程比单纯的终端收星更为迅速, 而且在 没有卫星信号的地点, 如室内, 用户依然可以使用 A-GPS 技术进行定位。虽然需要硬件设备 和软件的更新, 但 A-GPS 在定位速度、 定位精度上都有明显的优势, 因此移动运营商都在积 极的部署 A-GPS。
定位鉴权 : 就是鉴别或者界定是否具有对某一特定终端号码具备定位权限的手 段, 移动定位服务支持多种形式的鉴权, 对申请定位服务的用户以及被定位用户鉴权, 以保 护用户的隐私, 避免位置定位平台被滥用的风险。 无论采取何种方式的定位或者位置服务, 都需要取得被定位者的认可, 才可以有效地保护被定位人的隐私安全, 目前移动定位现有 的鉴权方式包括 : 手机二次确认短信、 黑白名单鉴权方式等等, 但这些鉴权方法存在较多缺 陷, 使得定位技术无法很好地为各种行业应用提供支撑。
关于定位技术、 移动定位服务和位置服务的概念 :
位置服务 (Location Based Service, LBS), 就是基于地理位置数据而开展的服 务。 移动定位服务则是指为移动人群提供位置服务, 由于服务对象是移动的, 故通常需要借 助移动运营商的网络进行信息的交互。手机定位则是移动定位的一种, 其定位服务的终端 为手机, 即利用移动通信网的某些特性对手机所处位置进行定位以及信息服务。
位置服务或者移动定位服务是基于定位技术而产生的一项具体的服务和业务, 定 位技术是整个移动位置服务的关键。
在本专利中, 将三个概念统一称为 “位置服务” , 对应通信运营商的位置服务中心 或者定位中心统称为 “位置服务中心” 。
目前, 信令监测系统在为位置平台提供定位鉴权支持时, 主要存在以下问题 :
1、 极大地增加了信令监测系统工作负荷 ;
2、 目前集中信令监测条件下, 满足对定位鉴权的支持的时效性存在难度 ;
3、 通信运营商建立集中信令监测实现对定位鉴权支持的投入较大 ; 4、 对于整个通信交换网络来说, 无法满足局部区域信令监测系统对定位鉴权的支持; 5、 对于定位鉴权支撑系统管理难度较大 ;
6、 在整个信令监测系统上实现定位鉴权的支持, 不利于公众通信网络系统的整体 安全性 ;
7、 目前的信令监测系统实现对定位鉴权的支持, 需要全网统一实施, 资金投入及 工作量相当庞大, 建设周期较长 ;
本发明的技术效果是 : 通过使用分散在终端的信令监测系统, 把采集到的信令汇 集到信令汇接服务器, 通过信息汇接系统, 统一汇总到信令消息数据库。 位置服务中心通过 定位鉴权服务器访问信令消息数据库, 以此来完成位置服务的鉴权, 杜绝位置服务的滥用, 有效地保护了对定位者的隐私安全。该系统可实现全国区域内对特定被叫号码 ( 例如某一 城市 110、 122、 119、 120 等 ) 分散式定位鉴权, 支持以本地网区号为区域进行信令监测定位 鉴权系统的建设, 同时满足漫游客户异地拨叫特定被叫号码的定位鉴权服务。采用分散式 终端信令监测、 采集, 再进行集中发送和管理, 降低了位置服务鉴权系统的管理难度, 突破 了现有鉴权系统的种种约束, 为整个位置服务行业的鉴权实现提供了一种全新的思路和解 决方法。
该系统和方法的突破在于 :
1、 降低了通信运营商信令监测系统工作负荷 ;
2、 满足位置定位鉴权的时效性要求 ;
3、 大大地降低了用来支持定位鉴权而建立信令监测系统的前期投入 ;
4、 使得局部区域对特定被叫号码 ( 例如某一城市 110、 122 等 ) 定位鉴权变得更具 有可操作性 ;
5、 由于采用分散式终端信令采集、 监测, 再进行集中发送和管理, 降低了位置服务 鉴权系统的管理难度 ;
6、 本系统可独立建设, 丝毫不影响通信运营商原有信令监测系统的安全性 ;
7、 支持以本地网区号为区域进行信令监测定位鉴权系统的建设, 且资金投入及建 设周期较短。
发明内容 本发明提供一种分散式终端信令监测实现定位鉴权的系统, 该系统由四大部分组 成, 包括用户系统、 终端信令监测系统、 定位鉴权系统及通信网络。
用户系统包括 : 终端信令监测采集模块、 终端应用系统。 终端信令监测采集模块主 要完成电话单机、 手机或者呼叫中心来电显示等用户信令的监测、 采集、 处理、 分析、 编码以 及信令消息的通信 ; 终端应用系统完成定位请求的发送、 位置信息的接收、 解析、 处理、 显示 等功能。
终端信令监测系统包括 : 信令汇接服务器、 信令消息数据库。 信令汇接服务器接收 来自分散在不同终端的信令监测采集模块发来的数据, 并将信令格式统一, 提取主、 被叫号 码字段等信息, 存放在鉴权消息数据库中 ; 信令消息数据库将所有采集到的信令保存后, 向
鉴权服务器实时发送或提供访问, 以作为位置服务鉴权的依据 ;
通信网络主要包括 : 公网交换。 公网交换泛指所有通信运营商的交换网络, 包含移 动交换、 固话交换、 光纤网络等, 完成公众通信网络交换、 传输的所有内容 ;
定位鉴权系统包括 : 通信运营商位置服务中心和鉴权服务器。通信运营商位置服 务中心接受终端应用系统发来的定位请求, 在鉴权服务器中提取该请求的相关主被叫字段 信息, 决定该请求是否合法, 如判断为合法, 则回送位置信息, 判断为非法则放弃该条请求 ; 鉴权服务器定位合法性鉴权支持, 为通信运营商位置服务中心按照某一主叫号码提取定位 鉴权支持消息。
该系统可实现局部区域对特定被叫号码 ( 例如 110、 122、 119、 120 等 ) 分散式定位 鉴权、 通过通信运营商进行集中定位, 支持以本地网区号为区域进行信令监测定位鉴权系 统的建设, 采用分散式终端信令采集、 监测, 再进行集中发送和管理, 降低了位置服务鉴权 系统的管理难度, 突破了现有鉴权系统的种种约束, 为整个位置服务行业的鉴权实现提供 了一种全新的思路和解决方法。
本发明还提供一种分散式终端信令监测实现定位鉴权的方法, 该方法包括如下步 骤: 1. 客户用手机或者固定电话拨通某一特定被叫号码 ( 例如 110、 122、 119、 120 或普 通号码等 ) ;
2. 电话接通后, 被叫方 ( 单个座机、 手机或者呼叫中心 ) 显示来电号码 ;
3. 终端信令监测采集模块监测到该次呼叫的信令, 提取后经过编码处理将该信令 消息发送给信令汇接服务器 ;
4. 信令汇接服务器将接收到的信令消息, 经过解码分析, 格式统一后保存到信令 消息数据库 ;
5. 同时, 终端应用系统将对该来电号码 ( 手机或者固定电话等 ) 所处地理位置进 行定位, 发送定位请求到通信运营商位置服务中心 ;
6. 通信运营商位置服务中心接收到终端应用系统的定位请求, 向鉴权服务器发送 鉴权指令。
7. 鉴权服务器访问信令消息数据库, 根据主、 被叫号码等信息, 提取信令消息, 如 果该消息存在, 则回复给通信运营商位置服务中心鉴权成功, 否则鉴权失败。
8. 通信运营商位置服务中心接收到鉴权服务器鉴权成功的消息后, 发送位置信息 给终端应用系统, 否则发送鉴权失败信息给终端应用系统。
附图说明
图1: 本发明的系统示意图 ; 图2: 本发明的定位鉴权方法流程图。具体实施方式
下面结合附图描述本发明的优选实施例 :
如图 1 所示, 分散式终端信令监测实现定位鉴权的系统由四大部分组成 : 用户系 统 1、 终端信令监测系统 2、 通信网络 3、 定位鉴权系统 4。用户系统 1 包括 : 终端信令监测采集模块①、 终端应用系统②。 终端信令监测采集 模块①, 主要完成电话单机、 或者呼叫中心来电显示等用户信令的监测、 采集、 处理、 分析、 编码以及信令消息的通信 ; 终端应用系统②完成定位请求的发送、 位置信息的接收、 解析、 处理、 地图显示等功能。
终端信令监测系统 2 包括 : 信令汇接服务器③、 信令消息数据库④。 信令汇接服务 器③接收来自分散在不同终端的信令监测采集模块①发来的数据, 并将信令格式统一, 提 取主、 被叫号码字段等信息, 存放在信令消息数据库④中 ; 信令消息数据库④将所有采集到 的信令保存后, 向鉴权服务器⑥实时发送或提供访问, 以作为位置服务鉴权的依据 ;
通信网络 3 主要包括 : 公网交换⑤。 公网交换⑤泛指所有通信运营商的交换网络, 包含移动交换、 固话交换、 光纤网络等, 完成公众通信网络交换、 传输的所有内容 ;
定位鉴权系统 4 包括 : 鉴权服务器⑥和通信运营商位置服务中心⑦。鉴权服务器 ⑥主要完成终端应用系统②发出的定位请求的合法性进行鉴权, 为通信运营商位置服务中 心⑦按照某一主叫号码提取定位鉴权支持消息 ; 通信运营商位置服务中心⑦接受终端应用 系统②发来的定位请求, 在鉴权服务器⑥中提取该请求的相关主被叫字段信息, 决定该请 求是否合法, 如判断为合法, 则回送定位信息, 判断为非法则鉴权失败。
下面参看图 2 并结合图 1 来描述分散式终端信令监测实现定位鉴权的流程步骤 :
1. 客户用手机或者固定电话拨通某一特定被叫号码 ( 例如 110、 122、 119、 120 等);
2. 电话接通后, 被叫方 ( 单个座机、 手机或者呼叫中心 ) 显示来电号码 ;
3. 终端信令监测采集模块①监测到该次呼叫的信令, 提取后经过编码处理将该信 令消息发送给信令汇接服务器③ ;
4. 信令汇接服务器③将接收到的信令消息, 经过解码分析, 格式统一后保存到信 令消息数据库④ ;
5. 同时, 终端应用系统②将对该来电号码 ( 手机或者固定电话等 ) 所处地理位置 进行定位, 发送定位请求到通信运营商位置服务中心⑦ ;
6. 通信运营商位置服务中心⑦接收到终端应用系统②的定位请求, 向鉴权服务器 ⑥发送鉴权指令 ;
7. 鉴权服务器⑥访问信令消息数据库④, 根据主、 被叫号码等信息, 提取信令消 息, 如果该消息存在, 则回复给通信运营商位置服务中心⑦鉴权成功, 否则鉴权失败 ;
8. 通信运营商位置服务中心⑦接收到鉴权服务器⑥鉴权成功的消息后, 发送位置 信息给终端应用系统②, 否则发送鉴权失败信息给终端应用系统②。
下面以特定示例的方式实施本发明的上述系统和方法 :
北京市公安局 110 受理中心申请开通中国移动手机定位服务, 则北京移动需要在 其信令监测系统上实时监测所有手机号码的每次呼叫信令, 将采集到的呼叫 “110” 的电话 进行定位授权, 北京公安局 110 可获得授权对呼叫人的手机号码进行定位, 此方案最大的 难度在于需要对全网的所有呼叫进行信令监测, 系统负荷很大, 且建设难度较大, 如遇到漫 游到北京的手机号码, 则实现难度更大。
采用本专利所述的系统和方法则变得很简单, 首先是按照本专利所述系统, 建立 北京公安局 110 呼叫中心终端信令监测模块、 终端应用系统, 中国移动建立北京本地网信令汇接服务器, 中国移动位置服务中心 ( 位置服务基地 ) 建立信令消息数据库和鉴权服务 器, 与公网交换、 位置服务中心实现网络连接, 分散式终端信令监测实现定位鉴权系统建设 完毕。
系统建成后, 某号码为 13466610497 的手机拨打 110, 请求紧急救助, 110 呼叫中心 接到电话, 终端信令监测采集模块监测到该次呼叫的信令, 提取后经过编码处理将该信令 消息发送给信令汇接服务器, 信令汇接服务器将接收到的信令消息, 经过解码分析, 格式统 一后保存到信令消息数据库 ; 同时, 110 接警中心应用系统对该来电号码 13466610497 所处 地理位置进行定位, 以便快速出警, 发送定位请求到移动位置服务中心, 位置服务中心接收 到应用系统对 13466610497 的定位请求, 向鉴权服务器发送鉴权指令, 鉴权服务器访问信 令消息数据库, 搜索到该号码的呼叫记录存在, 则回复给位置服务中心鉴权成功的指令, 位 置服务中心接收到鉴权服务器鉴权成功的消息后, 发送位置信息给终端应用系统, 应用系 统将手机号码 13466610497 所在位置在地图上显示, 公安人员根据图上所标注位置出警, 本次定位鉴权结束。
虽然上面详述了本发明的优选实施例和特定示例, 但是本发明的保护范围并不局 限于上述优选实施例和特定示例, 以权利要求书的限定的保护范围为准。