[發明專利]一種5G信令分析方法及系統

在審

• 申請號: 202010022706.3
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111245826A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 段浴;張治中;張冰瑩;曹龍漢;席兵;高尚蕾
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04W4/20
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 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：信令分析系統通過基帶板從天線采集實時數據，存儲為本地同相正交(In-phaseQuadrature,IQ)數據，并將層一(Layer 1,L1)的數據發送到層二(Layer 2,L2)板；

S2：L2板存儲L1數據，準備解密解碼，并在分析MAC協議、RLC協議和PDCP協議完成后，將L2數據輸出到層三(Layer 3,L3)板；

S3：L3板存儲L2數據并完成RRC和NAS層解碼合成，以及對IP和應用用戶名協議進行信令分析；

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

S5：根據信令消息的key值，將分析結果與多個協議進行關聯，外部數據表示(ExternalData Representation，XDR)被合成并存儲在數據庫中。

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

3.根據權利要求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議關聯過程中，將信令的關鍵信息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鍵Key值在哈希表中查找對應信令流程，完成相關信令流程關聯。

4.根據權利要求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聯合成過程中，具有相同哈希地址的Key值會產生沖突。

5.根據權利要求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：在信令合成關聯過程中，在構造哈希函數時使用用戶的動態標識(Cell RadioNetwork Temporary Identifier，C-RNTI)作為關鍵Key值，并根據哈希函數構造哈希表，將關鍵Key值映射到哈希表；

S42：使用大頂堆排序的方法，將信令的關鍵消息Key值按其對應的Value值出現的概率從大到小進行排序；

S43：按信令關鍵消息Key值對應的Vlaue值出現概率的大小，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，通過消息的關鍵信息Key值在哈希表中查找對應信令流程消息，并判斷其是否存在。

6.根據權利要求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上，對信令消息的關鍵Key值進行排序。

7.根據權利要求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.根據權利要求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聯的消息組合在一起，形成完整的信令流程。

9.根據權利要求1所述的5G信令分析方法，其特征在于，步驟S5中，信令流程信息關聯合成XDR時，選取源IP、源端口號、目的IP、目的端口號作為Key值構建哈希函數。

10.根據權利要求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據，實現原始信令數據的采集；

所述信令解碼合成模塊：對從信令采集模塊儲存的L2數據，分別進行解碼合成；

所述信令分析模塊：將同一用戶的同一信令流程中相關聯的消息組合在一起，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議關聯后的合成信令流程。