卫星终端监听方法、系统、装置及存储介质与流程

1.本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种卫星终端监听方法、系统、装置及存储介质。


背景技术：

2.随着5g和航天技术的迅速发展，新一代“6g”也就是5g 低轨卫星”的概念也相继提出，低轨卫星与3gpp融合发展，形成天地一体化融合信息网络系统，该系统由天基骨干网、天基接入网、地基节点网组成，并与地面互联网和移动互联网互联互通，建成“全球覆盖、随遇接入、按需服务、安全可信”的天地一体化信息网络体系。为保障用户体验、提升运维效率，3gpp将nwdaf(network data analytics function，网络数据分析网元)引入5g网络。nwdaf为一种用于人工智能和大数据分析的网元，能更有效地为nf(network function，网络功能实体)提供决策方案。人工智能是一种能够在短时间实现大量计算、检索及推理的高新技术。因此，通过在5g网络中引入nwadf能够对网络中海量通信移动数据进行挖掘、分析、推理、判断等功能。
3.合法监听功能是有关部门强制要求的，即运营商需要提供一套接口给有关部门调用，以监听用户的行为。合法监听在核心网层面涉及到x1、x2、x3，t2、t3接口。根据监听的范围的不同，合法监听分为基于网络监听、基于区域的监听和基于目标监听。基于网络监听是指对在网络接入点的对象均进行监听，基于区域的监听指对进入某一个区域的所有对象均进行监听，比如军事管控区域、某些特殊区域等，基于目标监听指对某个特定目标的活动进行监听。
4.目前，基于区域监听的过程为确定卫星终端进入监听区域后，开始准备对卫星终端执行监听功能，这种区域监听方式可能存在监听延后，监听不及时，不准确的情况，用户也无法得知是否将要进入合法监听区域。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种卫星终端监听系统、方法、装置及存储介质，能够对即将进入监听区域的卫星终端进行预警，以及提前通知监听执法机构进行监听准备，提高监听准确性。
6.一方面，本发明实施例提供了一种卫星终端监听方法，包括以下步骤：
7.获取并存储来自卫星终端的位置更新请求，其中，所述位置更新请求包括卫星终端标识和携带有时间戳的卫星终端位置；
8.根据所述卫星终端标识查询卫星终端的历史位置数据；
9.根据当前所述卫星终端位置和所述历史位置数据预测卫星终端的行动轨迹；
10.当根据所述行动轨迹确定卫星终端会进入监听区域，则发送预警信息至监听执法机构和所述卫星终端。
11.根据本发明一些实施例，所述历史位置数据包括上一次卫星终端位置，所述根据
当前所述卫星终端位置和所述历史位置数据预测卫星终端的行动轨迹包括以下步骤：
12.根据当前所述卫星终端位置和上一次卫星终端位置确定卫星终端的移动方向和移动距离；
13.根据所述移动方向和当前所述卫星终端位置预测卫星终端在预设范围内的多个目标位置；
14.根据多个所述目标位置确定所述行动轨迹。
15.根据本发明一些实施例，所述根据多个所述目标位置确定所述行动轨迹包括以下步骤：
16.根据当前所述卫星终端位置和每一个所述目标位置模拟数字移动轨迹；
17.基于所述历史位置数据确定每一条所述数字移动轨迹的发生概率，其中，所述发生概率用于表征所述卫星终端按照所述数字移动轨迹移动的概率；
18.将所述发生概率大于预设值的对应的数字移动轨迹确定为所述行动轨迹。
19.根据本发明一些实施例，所述卫星终端监听方法还包括以下步骤：
20.当根据所述行动轨迹确定所述卫星终端会进入监听区域，则截取所述行动轨迹中从当前卫星终端位置到监听区域边界线的第一分段轨迹；
21.获取所述第一分段轨迹上的道路信息；
22.根据当前所述卫星终端位置和上一次卫星终端位置的时间戳之差和所述移动距离确定移动速度；
23.根据所述道路信息、所述移动速度和第一分段轨迹的长度预测进入监听区域的预测时间；
24.根据所述预测时间生成所述预警信息。
25.根据本发明一些实施例，所述卫星终端监听方法还包括以下步骤：
26.接收来自网络功能实体的所述卫星终端的监听预警业务请求；
27.响应于所述监听预警业务订阅请求，从所述网络功能实体获取所述卫星终端的业务数据得到历史位置数据。
28.根据本发明一些实施例，所述基于所述历史位置数据确定每一条所述数字移动轨迹的发生概率包括以下步骤：
29.根据所述历史位置数据生成多条历史移动轨迹；
30.选择包含当前卫星终端位置、与所述移动方向相同的多条历史移动轨迹进行统计分析，确定每一条所述数字移动轨迹的发生概率。
31.另一方面，本发明实施例还提供一种卫星终端监听系统，包括卫星终端、空间基站、网络功能实体、网络数据分析网元和监听执法机构；
32.所述空间基站用于在网络功能实体和卫星终端之间转发信息；
33.所述网络功能实体用于接收卫星终端的位置更新请求并转发至所述网络数据分析网元；
34.所述网络数据分析网元用于：
35.获取并存储来自卫星终端的位置更新请求，其中，所述位置更新请求包括卫星终端标识和携带有时间戳的卫星终端位置；
36.根据所述卫星终端标识查询卫星终端的历史位置数据；
37.根据当前所述卫星终端位置和所述历史位置数据预测卫星终端的行动轨迹；
38.当根据所述行动轨迹确定卫星终端会进入监听区域，则发送预警信息至所述网络功能实体；
39.所述网络功能实体还用于将所述预警信息通过所述空间基站转发至所述卫星终端，以及将所述预警信息转发至所述监听执法机构。
40.根据本发明一些实施例，所述网络功能实体包括amf网元、smf网元和upf网元。
41.另一方面，本发明实施例还提供一种卫星终端监听装置，包括：
42.至少一个处理器；
43.至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
44.当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得至少一个所述处理器实现如前面所述的卫星终端监听方法。
45.另一方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如前面所述的卫星终端监听方法。
46.本发明上述的技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：获取并存储来自卫星终端的包括卫星终端标识和携带有时间戳的卫星终端位置的位置更新请求，根据卫星终端标识查询卫星终端的历史位置数据，根据当前卫星终端位置和历史位置数据预测卫星终端的行动轨迹，当根据行动轨迹确定出卫星终端会进入监听区域，则发送预警信息至监听执法机构和卫星终端，通过预测卫星终端的行动轨迹来预测卫星终端在未来一段时间是否会进入监听区域，从而提前告知监听执法机构准备对卫星终端进行及时监听，提高监听准确性，同时能对即将进入监听区域的卫星终端进行提醒。
附图说明
47.图1是本发明实施例提供的卫星终端监听方法流程图；
48.图2是本发明实施例提供的卫星终端监听系统示意图；
49.图3是本发明实施例提供的合法监听执法机构监听示意图；
50.图4是本发明实施例提供的卫星终端监听装置示意图。
具体实施方式
51.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或者类似的标号表示相同或者类似的原件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
52.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、左、右等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
53.本发明的描述中，如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
54.对本技术实施例进行进一步详细说明之前，对本技术实施例中涉及的名词和术语进行说明，本技术实施例中涉及的名词和术语适用于如下的解释。
55.amf：access and mobility management function，接入及移动性管理功能，amf接收ue的请求并处理所有与连接和移动性管理有关的任务如鉴权，并通过n11接口向smf转发会话管理需求。
56.smf：session management function，会话管理功能，例如会话建立，修改和释放，包括upf和an节点之间的隧道维护、ue ip地址分配和管理、选择和控制upf功能、计费数据收集和计费接口支持等。
57.upf：user plane function，用户面功能，包括用户数据包的路由和转发、与外部数据网dn的数据交互、用户平面的qos处理、流控规则实施(例如门控、重定向、流量转向)等。
58.poi(nf/ne):point of interception拦截点合法监听功能的实施者，负责按admf的要求采集数据，并通过x2、x3接口发送给lemf，有两种类型，一种是iri-poi，产生xiri(intercept related information)消息通过x2接口发给mdf2；一种是cc-poi，产生xcc(content of communication)消息通过x3接口发给mdf3。
59.本发明实施例提供了一种卫星终端监听方法，本发明实施例的卫星终端监听方法应用于如图2所示的卫星终端监听系统的网络数据分析网元中，卫星终端监听系统包括卫星终端、空间基站、网络功能实体(nf)、网络数据分析网元(nwdaf)和监听执法机构(lea，law enforcement agency)。可以理解的是，卫星终端为可接收卫星信号的用户终端设备，例如，手机、个人平板或者手表等智能设备。空间基站用于在网络功能实体和卫星终端之间转发信息。网络功能实体包括多种实现不同功能的网元，用于对卫星终端的各种请求进行处理，网络功能实体包括但不限于amf网元、smf网元和upf网元。网络数据分析网元用于辅助网络功能实体进行分析计算，根据卫星终端位置实时预测卫星终端的行动轨迹，并基于预测的行动轨迹向网络功能实体返回预警信息。网络功能实体转发预警信息至监听执法机构和卫星终端。
60.具体地，如图2所示，卫星终端通过空间基站发送用户信息进行网络注册请求，空间基站转发网络注册请求至nf，nf对网络注册请求进行处理后发送用户注册成功信息至nwadf，nwadf对用户的卫星终端进行登记以响应nf的请求。卫星终端通过空间基站发送监听预警业务订阅请求，空间基站转发监听预警业务订阅请求至nf，nf将监听预警业务订阅请求转发至nwadf，nwadf根据监听预警业务订阅请求对相应的卫星终端进行监听业务登记处理，以授权能够从nf收集卫星终端的使用业务的原始数据形成历史位置数据以响应nf的请求。当卫星终端位置改变，卫星终端通过空间基站发送位置更新请求，空间基站转发位置更新请求至nf中的amf网元，amf向nwadf更新卫星终端位置，nwadf根据注册成功的卫星终端标识查询历史位置数据，根据卫星终端位置、历史位置数据等分析预测卫星终端未来行动轨迹以响应nf的位置更新请求。amf向nwadf转发监听区域位置，nwadf根据预测行动轨迹和监听区域位置预测用户是否即将进入合法监听区域，提前给lea提供预测信息，同时通过预警功能给卫星终端发送警告信息，通知卫星终端即将进入合法监区域，是否需要继续移动。
61.参照图1所示，本发明实施例的卫星终端监听方法包括但不限于步骤s110、步骤
s120、步骤s130和步骤s140。
62.步骤s110，获取并存储来自卫星终端的位置更新请求，其中，位置更新请求包括卫星终端标识和携带有时间戳的卫星终端位置。
63.在一些实施例中，当卫星终端移动超过一定距离则触发位置更新请求，例如，每当卫星终端移动5米，则触发位置更新请求。nwadf接收并存储来自卫星终端的位置更新请求，位置更新请求包括卫星终端标识和携带有时间戳的卫星终端位置，卫星终端标识可以采用imsi(international mobile subscriber identity，国际移动用户识别码)进行标识，卫星终端位置表示形式为《经度、维度、高度》。
64.步骤s120，根据卫星终端标识查询卫星终端的历史位置数据。
65.在一些实施例中，在卫星终端发送监听预警业务订阅请求后，nwadf从nf收集卫星终端的使用业务的原始数据形成历史位置数据，例如，收集卫星终端使用导航等具有定位功能的业务数据并进行分析，得到历史位置数据。此后，卫星终端每一次的位置更新请求也会被存储并作为历史位置数据的一部分。
66.步骤s130，根据当前卫星终端位置和历史位置数据预测卫星终端的行动轨迹。
67.步骤s140，当根据行动轨迹确定卫星终端会进入监听区域，则发送预警信息至监听执法机构和卫星终端。
68.在一些实施例中，预警信息包括卫星终端标识，参照图3，lea接收到预警信息后，lea发送针对预警信息中的卫星终端的监听请求至amdf(administration function，提供csp的合法监听的管理功能)网元，amdf将监听请求转发给amf、udm、smf、upf网元，各网元开始根据amdf的监听请求开始对卫星终端进行监听，amf、udm、smf网元的iri-poi将监听到的卫星终端的iri(intercept related information，监听相关信息)通过mdf2(mediation and delivery function 2，调解和交付功能2)，upf网元的cc-poi将拦截到的卫星终端的cc(content of communication，通讯内容)通过mdf3(mediation and delivery function 3，调解和交付功能3)转发给lemf(law enforcement monitoring facility，执法监听设备)。其中，admf用于提供通信服务提供商的合法监听的管理功能，包含lipf(lawful interception provisioning function，合法拦截设置功能)子网元和licf(lawful interception control function，合法拦截控制功能)子网元。lea通过li_hi接口发送监听请求传给licf。amdf通过li_x1接口与amf、udm、smf、upf网元进行监控数据交互。amf、udm、upf网元通过li_x2接口完成与mdf的iri的传输。upf网元通过li_x3接口完成与mdf的cc-iri的传输，smf网元通过li_t3接口发送li_tf至upf网元。
69.在本发明实施例中，获取并存储来自卫星终端的包括卫星终端标识和携带有时间戳的卫星终端位置的位置更新请求，根据卫星终端标识查询卫星终端的历史位置数据，根据当前卫星终端位置和历史位置数据预测卫星终端的行动轨迹，当根据行动轨迹确定出卫星终端会进入监听区域，则发送预警信息至监听执法机构和卫星终端，通过预测卫星终端的行动轨迹来预测卫星终端在未来一段时间是否会进入监听区域，从而提前告知监听执法机构准备对卫星终端进行及时监听，提高监听准确性，同时能对即将进入监听区域的卫星终端进行提醒。
70.根据本发明一些具体实施例，历史位置数据包括上一次卫星终端位置，步骤s130包括但不限于步骤s210、步骤s220和步骤s230。
71.步骤s210，根据当前卫星终端位置和上一次卫星终端位置确定卫星终端的移动方向和移动距离；
72.步骤s220，根据移动方向和当前卫星终端位置预测卫星终端在预设范围内的多个目标位置；
73.步骤s230，根据多个目标位置确定行动轨迹。
74.在一些实施例中，卫星终端在移动过程会不断向nf发送位置更新请求，nwadf中保存基于卫星终端标识保存每一次位置更新请求中的卫星终端位置。nwadf每一次接收到新的卫星终端位置后，查询上一次位置更新请求的卫星终端位置。根据当前卫星终端位置和上一次卫星终端位置确定卫星终端的位移，即卫星终端的移动方向和移动距离。根据卫星终端的移动方向和当前卫星终端位置预测卫星终端在预设范围内的多个目标位置，例如，预设范围为500米，卫星终端当前在高速公路上行驶，根据移动方向和移动速度可以确定目标位置为高速路前方500米；卫星终端当前在街道上行驶，在卫星终端移动前方500米范围内存在分叉路口，则可能存在位于不同分叉方向上的多个目标位置。
75.根据本发明一些具体实施例，步骤s230包括但不限于步骤s310、步骤s320和步骤s330。
76.步骤s310，根据当前卫星终端位置和每一个目标位置模拟数字移动轨迹；
77.步骤s320，基于历史位置数据确定每一条数字移动轨迹的发生概率，其中，发生概率用于表征卫星终端按照数字移动轨迹移动的概率；
78.步骤s330，将发生概率大于预设值的对应的数字移动轨迹确定为行动轨迹。
79.在一些实施例中，在预测得到卫星终端的多个目标位置之后，根据当前卫星终端位置和每一个目标位置对应模拟出一条数字移动轨迹，由于每一个用户的卫星终端每天或者每周的移动轨迹具有一定的重复性，因此，基于历史位置数据能够确定当前预测的每一条数字移动轨迹的发生概率，将发生概率较大的数字移动轨迹确定为行动轨迹。
80.根据本发明一些具体实施例，步骤s320包括但不限于步骤s410和步骤s420。
81.步骤s410，根据历史位置数据生成多条历史移动轨迹；
82.步骤s420，选择包含当前卫星终端位置、与移动方向相同的多条历史移动轨迹进行统计分析，确定每一条数字移动轨迹的发生概率。
83.在一些实施例中，通过卫星终端的历史位置数据能够生产多条历史移动轨迹，例如，从住宅地点到上班地点的历史移动轨迹、从上班地点到餐厅地点的历史移动轨迹、从住宅地点到超市地点的历史移动轨迹等等。在多条历史移动轨迹中选择与包含当前卫星终端位置并且与当前移动方向相同的多条历史移动轨迹进行统计分析以确定每一条数字移动轨迹的发生概率，示例性地，卫星终端当前在街道上行驶，在卫星终端移动前方500米范围内存在分叉路口，预测出位于不同分叉方向上的多个目标位置，结合历史位置数据分析得到分叉方向1的数字移动轨迹包含于从住宅地点到上班地点的历史移动轨迹中，分叉方向2的数字移动轨迹包含于从住宅地点到公园的历史移动轨迹中，分叉方向3的数字移动轨迹不存在于历史移动轨迹中，通过对上述历史移动轨迹的统计分析，对应得到分叉方向1的数字移动轨迹发生概率大于分叉方向2的数字移动轨迹大于分叉方向3的数字移动轨迹。
84.进一步地，还可以根据当前位置终端的时间戳修正每一条数字移动轨迹的发生概率，如果当前为非上班时间段，则可以将分叉方向2的数字移动轨迹的发生概率和分叉方向
3的数字移动轨迹的发生概率均乘以一个大于1的系数，以适当增加分叉方向2的数字移动轨迹的发生概率和分叉方向3的数字移动轨迹的发生概率。
85.根据本发明一些具体实施例，本发明实施例的卫星终端监听方法还但不限于步骤s510、步骤s520、步骤s530、步骤s540和步骤s550。
86.步骤s510，当根据行动轨迹确定卫星终端会进入监听区域，则截取行动轨迹中从当前卫星终端位置到监听区域边界线的第一分段轨迹；
87.步骤s520，根据当前卫星终端位置和上一次卫星终端位置的时间戳之差和移动距离确定移动速度；
88.步骤s530，获取第一分段轨迹上的道路信息；
89.步骤s540，根据道路信息、移动速度和第一分段轨迹的长度预测进入监听区域的预测时间；
90.步骤s550，根据预测时间生成预警信息。
91.在一些实施例中，当根据行动轨迹确定卫星终端会进入监听区域，则截取行动轨迹中从当前卫星终端位置到监听区域边界线的第一分段轨迹，然后获取第一分段轨迹上的车流密度、红绿灯状态及等待时间等道路信息，将第一分段轨迹的长度除以移动速度得到从当前位置到监听区域边界线的时长，再结合道路信息对该时长进行修正，从而预测开始进入监听区域的预测时间，将预测时间生成预警信息发送给lea和卫星终端，使得lea和用户能够确定进入监听区域的时间，以进行提前准备。
92.根据本发明一些具体实施例，本发明实施例的卫星终端监听方法还但不限于步骤s610和步骤s620。
93.步骤s610，接收来自网络功能实体的卫星终端的监听预警业务请求；
94.步骤s620，响应于监听预警业务订阅请求，从网络功能实体获取卫星终端的业务数据得到历史位置数据。
95.本发明实施例还提供一种卫星终端监听系统，参照图2，卫星终端监听系统包括卫星终端、空间基站、网络功能实体、网络数据分析网元和监听执法机构；
96.空间基站用于在网络功能实体和卫星终端之间转发信息；
97.网络功能实体用于接收卫星终端的位置更新请求并转发至网络数据分析网元；
98.网络数据分析网元用于：
99.获取并存储来自卫星终端的位置更新请求，其中，位置更新请求包括卫星终端标识和携带有时间戳的卫星终端位置；
100.根据卫星终端标识查询卫星终端的历史位置数据；
101.根据当前卫星终端位置和历史位置数据预测卫星终端的行动轨迹；
102.当根据行动轨迹确定卫星终端会进入监听区域，则发送预警信息至所述网络功能实体；
103.网络功能实体还用于将预警信息通过空间基站转发至卫星终端，以及将预警信息转发至监听执法机构。
104.可以理解的是，上述卫星终端监听方法实施例中的内容均适用于本系统的网络数据分析网元实施例中，本系统的网络数据分析网元实施例所具体实现的功能与上述卫星终端监听方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述卫星终端监听方法实施例所达到的有
益效果也相同。
105.参照图4，图4是本发明一个实施例提供的卫星终端监听装置的示意图。本发明实施例的卫星终端监听装置包括一个或多个控制处理器和存储器，图4中以一个控制处理器及一个存储器为例。
106.控制处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
107.存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于控制处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该卫星终端监听装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
108.本领域技术人员可以理解，图4中示出的装置结构并不构成对卫星终端监听装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
109.实现上述实施例中应用于卫星终端监听装置的卫星终端监听方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器中，当被控制处理器执行时，执行上述实施例中应用于卫星终端监听装置的卫星终端监听方法。
110.此外，本发明的一个实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个控制处理器执行，可使得上述一个或多个控制处理器执行上述方法实施例中的卫星终端监听方法。
111.本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
112.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。