手機(jī)信號屏蔽器的防干擾設(shè)備

手機(jī)信號屏蔽器的防干擾設(shè)備

0保密和安全風(fēng)險(xiǎn)隨著移動通信的發(fā)展，移動通信設(shè)備的廣泛應(yīng)用給人們帶來了極大的便利，但也給一些特殊場所的保密和安全工作帶來了很大的隱患。例如,恐怖分子利用手機(jī)制作遙控炸彈,考生利用手機(jī)等通信設(shè)備進(jìn)行考試作弊等,因此在特殊的場合和時(shí)間,有必要對移動通信信號進(jìn)行屏蔽,犧牲移動通信網(wǎng)絡(luò)以換取某些利益。1移動通信的掃描目前大多數(shù)手機(jī)屏蔽器主要采用全頻段掃描干擾方式。它的特點(diǎn)是原理簡單,成本低廉,可對整個(gè)移動通信頻段實(shí)施掃頻干擾,但缺點(diǎn)是功耗大,效率低。它的原理是將NE555電路產(chǎn)生的鋸齒波調(diào)制到壓控振蕩器上,使輸出頻率在手機(jī)基站下行頻段范圍內(nèi)掃描,在干擾頻段內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)較均勻的寬頻帶干擾頻譜。原理如圖1所示。2gs-固移干擾方法為彌補(bǔ)全頻段掃描式干擾的缺點(diǎn),通過對GSM制式通信特征的研究,在不影響運(yùn)營商基站的前提下,可靠率采取干擾本區(qū)域內(nèi)GSM基站下行載頻的掃描式干擾方法。該方法的特點(diǎn)是集中干擾已存在的基站信號,提高干擾效率,降低功耗。在我國,支持GSM制式的運(yùn)營商有中國移動和中國聯(lián)通兩家公司。其具體的頻段分配如表1所示。2.1難通信功能分析GSM協(xié)議中規(guī)定,每路載頻通過時(shí)分方式復(fù)用為多個(gè)邏輯信道,主要包含控制信道和業(yè)務(wù)信道兩大類?？刂菩诺烙糜趥魉托帕罨蛲綌?shù)據(jù),基站通過公共控制信道對在其范圍內(nèi)登錄的手機(jī)進(jìn)行管理。公共控制信道由運(yùn)營商根據(jù)網(wǎng)絡(luò)所設(shè)置,頻率相對固定。因此可以通過偵測基站的下行公共控制信道頻率,并對其實(shí)施干擾,使其范圍內(nèi)所有手機(jī)無法接收基站信息,繼而無法通信。本方案中基站下行頻率偵測采用西門子MC35i模塊實(shí)現(xiàn)。該模塊與GSM手機(jī)相同,支持短信、通話及數(shù)據(jù)功能,并帶有一個(gè)RS232通信接口,支持AT指令集,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的無線通信。主控板采用ARM硬件,其通過RS232接口控制MC35i模塊對附近基站進(jìn)行偵測。組成框圖如圖2所示。MC35i的AT指令中,有兩條可偵測基站載頻頻率:AT^MONI和AT^MONP。通過上述兩條AT指令,可以獲取附近最多7個(gè)GSM小區(qū)的載頻信息,其中包括載頻頻率。以中國聯(lián)通G網(wǎng)為例,偵測結(jié)果如下:以上的信息中chann表示載頻編號,rs表示接收信號強(qiáng)度指示等級,dBm表示接收信號強(qiáng)度值,MCC表示國家移動碼,MNC表示移動網(wǎng)號,LAC表示位置區(qū)號碼,cell表示小區(qū)號碼,NCC表示PLMN(公共陸地移動網(wǎng))顏色碼,BCC表示基站顏色碼,PWR表示RACH(隨機(jī)接入信道)最大功率值,RX-Lev表示允許入網(wǎng)的最低接收值(單位:dBm),C1、C2表示所在基站系統(tǒng)。獲取載頻編號后,可通過下面的公式計(jì)算載頻頻率。2.2干擾激勵(lì)系統(tǒng)通過MC35i獲得干擾所需的頻率后,使得干擾目標(biāo)從原來的全頻段(信道1~124,512~885,共498個(gè)頻率)減少到7個(gè)頻率(如果加上中國移動的頻率即為14個(gè)),大大減少了頻率數(shù)量。干擾激勵(lì)采用時(shí)分多目標(biāo)干擾方式對偵測到的頻率實(shí)施干擾。時(shí)分多目標(biāo)干擾,從每一瞬間來看,實(shí)際是對一個(gè)載頻的瞄準(zhǔn)干擾,而在一段時(shí)間內(nèi)則是對多個(gè)載頻的干擾。由于每一瞬間僅輸出一路干擾信號,不存在多激勵(lì)源相加的問題,干擾機(jī)可以工作在最大功率狀態(tài),功率潛力可以得到充分發(fā)揮。干擾激勵(lì)分為控制和射頻兩部分?？刂齐娐坟?fù)責(zé)接收主控板發(fā)送的干擾頻率,并產(chǎn)生20MHz~100MHz范圍內(nèi)的基帶信號。射頻電路為對應(yīng)GSM頻段的鎖相環(huán),將激勵(lì)信號上變頻即得到所需的干擾激勵(lì)信號。2.2.1ddoss基帶信號采用時(shí)分多目標(biāo)干擾時(shí),控制電路需根據(jù)主控板發(fā)送的頻率快速循環(huán)產(chǎn)生基帶信號,控制電路的原理如圖3所示。圖中,MCU選用單片機(jī)STC12C5A60AD,其負(fù)責(zé)接收主控板發(fā)送的頻率數(shù)據(jù),并控制DDS產(chǎn)生基帶信號。CPLD主要實(shí)現(xiàn)對DDS數(shù)據(jù)線、地址線的緩沖隔離以及DDS芯片寫信號線的譯碼,選用AL-TERA公司EPM7128ST100-10。DDS作為最關(guān)鍵的器件,要求能產(chǎn)生一個(gè)頻率穩(wěn)定度高,相位、幅度可編程調(diào)制的正弦或余弦信號,作為激勵(lì)信號輸出,選用AD公司的AD9854。AD9854具有48位頻率累加器、14位相位累加器、高速高性能的正交D/A轉(zhuǎn)換器以及調(diào)制和控制電路。當(dāng)輸入一個(gè)準(zhǔn)確的參考頻率時(shí),AD9854可產(chǎn)生一個(gè)高質(zhì)量的正弦或余弦信號。AD9854的內(nèi)核具有48位的分辨率,17位相位截?cái)?能保證輸出信號具有優(yōu)良的SFDR(無雜散動態(tài)比)指標(biāo)。2.2.2干擾激勵(lì)信號射頻電路主要由鎖相環(huán)和濾波放大電路組成,電路原理如圖4所示。射頻電路將控制電路的幾代信號輸出作為鎖相環(huán)的參考頻率,通過改變參考頻率值和鑒相器中計(jì)數(shù)器的值,來實(shí)現(xiàn)對壓控振蕩器(VCO)輸出頻率的控制,產(chǎn)生所需的射頻信號,射頻信號進(jìn)過放大和濾波后,最終產(chǎn)生干擾激勵(lì)信號。干擾激勵(lì)信號推動后端功率放大器,經(jīng)由天線發(fā)射屏蔽信號。通過調(diào)整功率放大器及天線的增益指標(biāo),可實(shí)現(xiàn)對屏蔽范圍大小的控制。3干擾距離的確定通過兩個(gè)GSM模塊各自偵收中國聯(lián)通和中國移動的基站載頻,獲得了14個(gè)頻率,將這些頻率分為GSM900和GSM1800兩組送入各自的干擾激勵(lì)器總,干擾信號帶寬可設(shè)置為100kHz,干擾信號駐留時(shí)間設(shè)為1ms,由于采用時(shí)分多目標(biāo)干擾方式,每個(gè)干擾信號都獲得了100%的干擾功率,因此不難想象時(shí)分多目標(biāo)干擾可以通過更小的干擾功率獲得與全頻段掃描式干擾相等的干擾距離。試驗(yàn)結(jié)果也印證了上述的推論。在所有條件相同的情況下,干擾距離要求為600m時(shí),全頻段掃描干擾所需的功率為100W,時(shí)分多目標(biāo)干擾所需的功率為15W,后者功率僅為前者的15%,大大降低功率。4消除了其他頻