基于相控阵技术的人码精确匹配系统及匹配方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于相控阵技术的人码精确匹配系统，包括主控单元，主控单元同时与后台电脑以及收发信机

【技术实现步骤摘要】
基于相控阵技术的人码精确匹配系统及匹配方法


[0001]本专利技术属于手机信息采集
，具体涉及一种基于相控阵技术的人码精确匹配系统，同时还涉及一种基于相控阵技术的人码精确匹配系统的匹配方法
。

技术介绍

[0002][0003]对手机的侦测当前主要依靠伪基站技术完成
。
然而仅仅依靠伪基站技术本身无法准确获取手机的空间位置，只能提供是否在覆盖区域的结论，当公共场所中多人行走的环境下，伪基站技术无法分辨某个手机在哪个人身上
。
因此现存的技术手段无法提供准确的手机持有人信息，对当今的智慧城市
、
平安城市以及各种大数据分析系统的数据补充严重不足
。
[0004]结合相控阵测向技术的伪基站能够很好的解决这个问题
。
相控阵测向作为雷达技术的一种，可精确分辨微小距离的手机空间分布
。
因此，在相控阵技术的支持下，伪基站可以采集到手机的信息，同时根据相控阵技术计算出手机的精确空间位置，并结合算法为用户提供一对一的准确人形和手机对应关系
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于相控阵技术的人码精确匹配系统，解决了现有技术中存在的手机侦测无法提供准确的手机持有人信息，无法实现人形图像与手机信息一一对应的问题
。
[0006]本专利技术的另一目的是提供一种基于相控阵技术的人码精确匹配系统的匹配方法
。
[0007]本专利技术所采用的第一技术方案是，基于相控阵技术的人码精确匹配系统，包括主控单元，主控单元同时与后台电脑以及收发信机
、
视频处理单元
、
伪基站连接，伪基站与伪基站天线连接，收发信机和相控阵天线连接，视频处理单元还连接头摄像头，在主控单元的调度下，伪基站采集周围手机的
IMSI
，用收发信机在相控阵天线的配合下测量得到手机具体空间位置，并将其结果在视频处理单元的输出中可视化的标注，形成最终的人形图像和手机
IMSI
精确匹配结果
。
[0008]本专利技术所采用的第二技术方案是，基于相控阵技术的人码精确匹配系统的匹配方法，具体步骤如下：
[0009]步骤
1、
当伪基站启动之后，对外发射无线信号，即开始采集周围手机的手机卡号
IMSI
并与手机保持
DCCH
的信道连接，
LTE
伪基站在获取完成手机卡号
IMSI
之后，通过
RRCConnectionReconfiguration
信令将该手机频率指派到测量信道并作为信道标识发送至收发信机以备测量，并获取
LTE
的信道标识送至收发信机中，
LTE
信道标识参数包括
RB index、RB Number
，
WCDMA
的信道标识参数为上行信道扰码，
GSM
信道标识参数则包括
CH
和
TS
；
[0010]在
DCCH
的链路保持过程中，伪基站需根据测量结果释放已有的
DCCH
并接收新的
DCCH
建立请求，动态管理所有的手机
IMSI
及信道标识，并将
IMSI
及信道标识实时发送给收发信机，手机在接受到伪基站发送的
Attach Reject
信令之后即回到公网中，并且5分钟内不再登录该伪基站；
[0011]步骤
2、
手机的上行无线信号经
LNA
放大之后，经过下变频进入收发信机的
AD
，
AD
输出完整的带内
IQ
数据，随后收发信机根据伪基站送来的信道标识参数，完成信道均衡和滤波，并进行解调，对于相控阵天线，需多路
IQ
信号联合比相才能确定手机空间位置，所以需多路收发信机，且数量需与相控阵的天线振子数匹配，收发信机根据上述流程对手机的信号提取和过滤，实现从空中噪声中提取干净的手机信号的目的；
[0012]步骤
3、
在经过带通滤波器还原出多路手机信号之后，收发信机结合相控阵天线即可通过多振子两两比相的方式获取手机的来波方向
θ
，比相公式如下：
[0013]λ
为波长，
d
为天线振子间距；
[0014]经实测在信噪比大于6的情况下
θ
的误差在2度以内，多振子的两两相位比较，使结果更为精确：
[0015]其中
n
为振子个数
。
θ
i
为
i
和
i+1
的比相结果；
[0016]测距的基础为
LTE
的随即接入过程的
PRACH
前导序列，即
RAR
中携带的
11
‑
bit
信息，
PRACH
前导序列能够提供
1282
个时间提前量
TA
，即
1282
个距离刻度，每个
TA
代表的距离为
78.12
米，在
PRACH
前导序列的基础上通过估算循环前缀位置偏移，对伪基站的接收
TA
进行调整，并结合历史接收数据，才能将精度进一步提升至3个
TA
之内，测量误差在
210
米内；
[0017]在
GSM
和
WCDMA
中，则直接通过手机上行的测量报告中自带的
TA
对其位置进行估算，并给出估计，其误差在
500
米内；
[0018]步骤
4、
在通过收发信机和相控阵天线的配合测量后，得到目标手机相对于天线平面的测量角度
θ
，为产生可视化效果，将测量结果标注在视频处理系统的图像结果中，根据测量角度
θ
叠加至图像时需要将
θ
在球面坐标系中的坐标转换至平面坐标系并根据像素映射至视频处理单元采集的具体图像，具体转换的公式如下：
[0019]其中
N
为映射之后的像素点，
M
为图像的像素宽度，
[0020]为排除延时的干扰，将测量结果准确显示在图像上，直接在控制端实现
RTSP
协议，提前从视频中抽图并按抽图的时间戳保存，再配合雷达传送结果的时延选择不同的图片，并将结果标注在图片上，设图像格式为水平
1024
个像素点，测量速度为
δ
，方向为
ε
，
α
为目标手机在图像中的水平像素点，
α
计算如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于相控阵技术的人码精确匹配系统，其特征在于，包括主控单元，主控单元同时与后台电脑以及收发信机
、
视频处理单元
、
伪基站连接，伪基站与伪基站天线连接，收发信机和相控阵天线连接，视频处理单元还连接头摄像头，在主控单元的调度下，伪基站采集周围手机的
IMSI
，用收发信机在相控阵天线的配合下测量得到手机具体空间位置，并将其结果在视频处理单元的输出中可视化的标注，形成最终的人形图像和手机
IMSI
精确匹配结果
。2.
基于相控阵技术的人码精确匹配系统的匹配方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤
1、
当伪基站启动之后，对外发射无线信号，即开始采集周围手机的手机卡号
IMSI
并与手机保持
DCCH
的信道连接，
LTE
伪基站在获取完成手机卡号
IMSI
之后，通过
RRCConnectionReconfiguration
信令将该手机频率指派到测量信道并作为信道标识发送至收发信机以备测量，并获取
LTE
的信道标识送至收发信机中，
LTE
信道标识参数包括
RB index、RB Number
，
WCDMA
的信道标识参数为上行信道扰码，
GSM
信道标识参数则包括
CH
和
TS
；在
DCCH
的链路保持过程中，伪基站需根据测量结果释放已有的
DCCH
并接收新的
DCCH
建立请求，动态管理所有的手机
IMSI
及信道标识，并将
IMSI
及信道标识实时发送给收发信机，手机在接受到伪基站发送的
Attach Reject
信令之后即回到公网中，并且5分钟内不再登录该伪基站；步骤
2、
手机的上行无线信号经
LNA
放大之后，经过下变频进入收发信机的
AD
，
AD
输出完整的带内
IQ
数据，随后收发信机根据伪基站送来的信道标识参数，完成信道均衡和滤波，并进行解调，对于相控阵天线，需多路
IQ
信号联合比相才能确定手机空间位置，所以需多路收发信机，且数量需与相控阵的天线振子数匹配，收发信机根据上述流程对手机的信号提取和过滤，实现从空中噪声中提取干净的手机信号的目的；步骤
3、
在经过带通滤波器还原出多路手机信号之后，收发信机结合相控阵天线即可通过多振子两两比相的方式获取手机的来波方向
θ
，比相公式如下：
λ
为波长，
d
为天线振子间距；经实测在信噪比大于6的情况下
θ
的误差在2度以内，多振子的两两相位比较，使结果更为精确：其中
n
为振子个数；
θ
i
为
i
和
i+1
的比相结果；测距的基础为
LTE
的随即接入过程的
PRACH
前导序列，即
RAR
中携带的
11
‑
bit
信息，
PRACH
前导序列能够提供
1282
个时间提前量
TA
，即
1282
个距离刻度，每个
TA
代表的距离为
78.12
米，在
PRACH

【专利技术属性】
技术研发人员：李彬，
申请(专利权)人：西安讯海通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：