[發(fā)明專利]一種5G信令分析方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010022706.3
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111245826A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段浴;張治中;張冰瑩;曹龍漢;席兵;高尚蕾
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04W4/20
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種5G信令分析方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

S1：信令分析系統(tǒng)通過基帶板從天線采集實時數(shù)據(jù)，存儲為本地同相正交(In-phaseQuadrature,IQ)數(shù)據(jù)，并將層一(Layer 1,L1)的數(shù)據(jù)發(fā)送到層二(Layer 2,L2)板；

S2：L2板存儲L1數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備解密解碼，并在分析MAC協(xié)議、RLC協(xié)議和PDCP協(xié)議完成后，將L2數(shù)據(jù)輸出到層三(Layer 3,L3)板；

S3：L3板存儲L2數(shù)據(jù)并完成RRC和NAS層解碼合成，以及對IP和應(yīng)用用戶名協(xié)議進(jìn)行信令分析；

S4：在信令關(guān)鍵消息分析過程中，使用以鏈地址法與哈希大頂堆相結(jié)合的方法處理哈希沖突；

S5：根據(jù)信令消息的key值，將分析結(jié)果與多個協(xié)議進(jìn)行關(guān)聯(lián)，外部數(shù)據(jù)表示(ExternalData Representation，XDR)被合成并存儲在數(shù)據(jù)庫中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的5G信令分析方法，其特征在于，信令分析中的協(xié)議解析，包含L2層協(xié)議解析和L3層協(xié)議解析；所述L2層協(xié)議解析，是上層加密協(xié)議解析成明文，包含MAC子層、RLC子層及PDCP子層；所述L3層協(xié)議解析包含NAS及RRC。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的5G信令分析方法，其特征在于，步驟S3中，所述哈希信令分析，是在信令的合成與多協(xié)議關(guān)聯(lián)過程中，將信令的關(guān)鍵信息Key值映射到哈希表中，具體包括：采用哈希算法利用信令消息關(guān)鍵Key值在哈希表中查找對應(yīng)信令流程，完成相關(guān)信令流程關(guān)聯(lián)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的5G信令分析方法，其特征在于，步驟S4中，哈希沖突，是指綜合信令消息關(guān)聯(lián)合成過程中，具有相同哈希地址的Key值會產(chǎn)生沖突。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的5G信令分析方法，其特征在于，所述步驟S4具體包括：

S41：在信令合成關(guān)聯(lián)過程中，在構(gòu)造哈希函數(shù)時使用用戶的動態(tài)標(biāo)識(Cell RadioNetwork Temporary Identifier，C-RNTI)作為關(guān)鍵Key值，并根據(jù)哈希函數(shù)構(gòu)造哈希表，將關(guān)鍵Key值映射到哈希表；

S42：使用大頂堆排序的方法，將信令的關(guān)鍵消息Key值按其對應(yīng)的Value值出現(xiàn)的概率從大到小進(jìn)行排序；

S43：按信令關(guān)鍵消息Key值對應(yīng)的Vlaue值出現(xiàn)概率的大小，去決定處理沖突時鏈表中Key值的位置，將概率較大的Key值放在哈希表中沖突較小的位置，將概率較小的Key值放在哈希表中沖突較大的位置；

S44：在哈希表中用鏈地址法處理沖突，訪問哈希表記錄，通過消息的關(guān)鍵信息Key值在哈希表中查找對應(yīng)信令流程消息，并判斷其是否存在。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的5G信令分析方法，其特征在于，步驟S42中，所述大頂堆排序，是在信令分析建立哈希表的過程中，在哈希表鏈地址法的基礎(chǔ)上，對信令消息的關(guān)鍵Key值進(jìn)行排序。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的5G信令分析方法，其特征在于，步驟S44中，所述鏈地址法處理哈希沖突，是根據(jù)哈希Key值查找哈希表中Value，得到存在沖突的哈希表項指向鏈表的地址。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的5G信令分析方法，其特征在于，步驟S5中，綜合信令流程XDR，是指同一用戶的同一信令流程中相關(guān)聯(lián)的消息組合在一起，形成完整的信令流程。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的5G信令分析方法，其特征在于，步驟S5中，信令流程信息關(guān)聯(lián)合成XDR時，選取源IP、源端口號、目的IP、目的端口號作為Key值構(gòu)建哈希函數(shù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的5G信令分析方法，其特征在于，步驟S1中，所述信令分析系統(tǒng)包括信令采集模塊、信令解碼合成模塊、信令分析模塊和信令反查模塊；

所述信令采集模塊：利用采集卡獲取無線端口用戶的信令數(shù)據(jù)，實現(xiàn)原始信令數(shù)據(jù)的采集；

所述信令解碼合成模塊：對從信令采集模塊儲存的L2數(shù)據(jù)，分別進(jìn)行解碼合成；

所述信令分析模塊：將同一用戶的同一信令流程中相關(guān)聯(lián)的消息組合在一起，形成完整的信令流程；

所述信令反查模塊：用戶通過信令反查查看多協(xié)議關(guān)聯(lián)后的合成信令流程。