CN101871970A

CN101871970A - 无线终端及其信号扫描方法

Info

Publication number: CN101871970A
Application number: CN201010199296A
Authority: CN
Inventors: 牛景涛
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2010-06-02
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2010-10-27
Also published as: WO2011150618A1

Abstract

本发明公开了一种无线终端及其信号扫描方法，其中，该无线终端包括：接收模块，用于接收外部的无线信号；扫描模块，用于根据设置的扫描频段对接收到的无线信号进行扫描，获得扫描信息，扫描信息包括无线信号处于扫描频段内的各频率及其信号幅度；显示模块，用于显示各频率及其信号幅度。本发明实现了宽频带的检测，能够适应于目前层出不穷的各种可供用户选择的频段、频点的无线电子音频、视频的信息窃取。

Description

无线终端及其信号扫描方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种无线终端及其信号扫描方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，利用无线传输手段进行信息窃取成为可能。比如：使用无线窃听器可以在200m范围之内，通过任意设定的频段，将窃听的语音信息，采用模拟或者数字的方式传递到外部的接收装置。进一步的信息窃取方式，如无线的针孔摄像机，可以采用数字的方法，以更高的速率传输，窃取他人的个人隐私，这些信息窃取对个人信息安全都是一种潜在的威胁。

为了避免此种威胁，目前已经有商用的电子狗来监测可疑的无线信号。但其存在明显的不足：监测频度单一，只能监测某一个频点的信号；由于使用LED灯的闪烁进行显示，因此信号指示不明确；此外，电子狗的体积较大，不便携带。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种无线终端及其信号扫描方法，以至少解决上述的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种无线终端，包括：接收模块，用于接收外部的无线信号；扫描模块，用于根据设置的扫描频段对接收到的无线信号进行扫描，获得扫描信息，扫描信息包括无线信号处于扫描频段内的各频率及其信号幅度；显示模块，用于显示各频率及其信号幅度。

根据本发明的另一方面，提供了一种无线终端的信号扫描方法，包括：接收外部的无线信号；根据设置的扫描频段对接收到的无线信号进行扫描，获得扫描信息，扫描信息包括无线信号处于扫描频段内的各频率及其信号幅度；显示各频率及其信号幅度以供用户确定是否存在可疑信号。

通过本发明，无线终端通过对外部的无线信号进行扫描，并将无线信号在一定扫描频段内的各频率及其信号幅度显示出来以供用户进行可疑信号和非法的无线信息窃取装置的分析、发现、和定位，从而能够判断是否存在信息窃取，从而保证了用户的安全和隐私等需求，可以实现对设置的一定频率范围的扫描频段进行扫描，避免了只检测扫描某一个频点的无线信号的问题，从而实现了宽频带的检测，能够适应于目前层出不穷的各种可供用户选择的频段、频点的无线电子音频、视频的信息窃取。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的无线终端的示意图；

图2是根据本发明优选实施例的无线终端的示意图；

图3是根据本发明优选实施例的无线终端的硬件实现示意图；

图4是根据本发明优选实施例的无线终端中处理模块的具体实现示意图；

图5是根据本发明优选实施例的显示的扫描信息的屏幕截图；

图6是本发明实施的无线终端的无线终端的信号扫描方法的流程图；

图7是本发明实施的使用无线终端进行信号扫描的使用方法的流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是根据本发明实施例的无线终端的示意图，包括：接收模块10，用于接收外部的无线信号；扫描模块20，用于根据设置的扫描频段对接收到的无线信号进行扫描，获得扫描信息，扫描信息包括上述无线信号处于该扫描频段内的各频率及其信号幅度；显示模块30，用于显示获得的上述各频率及其信号幅度以供用户确定是否存在可疑信号。

本实施例的无线终端通过对外部的无线信号进行扫描，并将无线信号在一定扫描频段内的各频率及其信号幅度显示出来以供用户进行可疑信号(异常信号)和非法的无线信息窃取装置的分析、发现、和定位，从而能够判断是否存在外部的，比如无线的窃听、无线的视频录制设备等，从而保证用户的安全和隐私等需求。此外，本实施例的无线终端可以实现对设置的一定频率范围的扫描频段进行扫描，避免了只检测扫描某一个频点的无线信号的问题，从而实现了宽频带的检测，能够适应于目前层出不穷的各种可供用户选择的频段、频点的无线电子音频、视频的信息窃取。通过显示模块显示无线信号处于扫描频段内的各频率及其信号幅度，可以提供给用户较为准确、详细、和具体的信息，信息指示明确，使得用户能够利用这些信息更为方便地进行分析，得出更为准确的判断结果，以及更为准确、快速地进行可疑信号源的位置跟踪定位。

优选地，无线终端可以为手机、个人数码助理PDA、无线上网笔记本、或者其它数据便携终端。这样，可以利用手机、PDA、无线上网笔记本、或者其它数据便携终端等上现有的软硬部件，只需附加一定的硬件和软件，即可实现对空间无线信号的扫描，以及空间信号在频域和时间域的一个监控功能。该优选实施例通过利用现有的成熟无线终端的架构，仅附加少量的硬件改动，配合软件算法实现，就可以实现可疑信号检测的功能，具有较好的差异化性能优势，以及较好的经济效益，具有技术上易实现和制造上的低成本性。

此外，由于手机、PDA等非常普及，这样，用户可以使用手机、PDA等随时随地检测可疑信号和装置，而不必携带专门的检测装置，使用更加方便。采用手机或PDA实现上述的无线终端还具有体积小、便于携带的优点。

优选地，如图3所示，接收模块10为天线(ANT)，天线的接收带宽为200MHz-2.4GHz。显然，当该无线终端为手机时，可以直接使用手机上已有的天线。

优选地，如图2所示，在上述的无线终端中，还包括：设置模块40，用于接受用户设置所要扫描的扫描频段，该扫描频段的范围可以位于200MHz-2.4GHz内。无线终端对无线信号进行扫描的扫描频段的范围较宽，用户可以根据需要自行设置扫描频段，这样，可以逐步缩小扫描频段的范围以定位可疑信号。此外，由于该频率范围较大，基本能够扫描到各种不同频段或频点的可疑信号，提高了可疑信号和装置的检测可靠性，从而实现了宽频带的检测，能够适应于目前层出不穷的各种可供用户选择的频段、频点的无线电子音频、视频的信息窃取。通过由用户根据需要自助设置需要扫描的频段，还有助于用户对可疑信号进行重点监控，如逐渐缩小扫描频段的范围。

优选地，在上述的装置中，还包括：控制模块50，用于根据来自用户的命令，控制接收模块10、扫描模块20、和显示模块30启动运行。这样，当无线终端为手机、PDA等现有的终端设备时，可以由用户进行设置使得无线终端进入可疑信号检测的工作模式。当不需要检测时再退出该工作模式。

优选地，扫描模块20包括：滤波放大模块202，用于对接收模块10接收到的无线信号进行滤波得到该无线信号在设置的扫描频段内的滤波信号，并对该滤波信号进行放大得到放大后的信号；处理模块204，用于提取滤波放大模块202输出的放大后的信号的各频率及其信号幅度。

优选地，扫描模块20还包括第一多路射频开关(如图3中的多路射频开关SW2)和第二多路射频开关(如图3中的多路射频开关SW1)，滤波放大模块202包括具有不同的中心频率的第一滤波放大器(如图3中的低噪声放大器0)和第二滤波放大器(如图3中的低噪声放大器1)，其中：

第一多路射频开关，用于当设置的扫描频段为高频段时，将接收模块10接收到的无线信号切换到第一滤波放大器；还用于当设置的扫描频段为低频段时，将接收模块10接收到的无线信号切换到第二滤波放大器；

第一滤波放大器和第二滤波放大器，分别用于使用各自的中心频率和带宽对第一多路射频开关切换来的无线信号进行滤波，得到无线信号在扫描频段内的滤波信号；还用于对滤波信号进行放大得到放大后的信号，并输出给第二多路射频开关；

第二多路射频开关，用于将第一滤波放大器或者第二滤波放大器输出的放大后的信号传输给处理模块204。

优选地，处理模块204包括：下变频处理模块(如图4中的混频器和可控本振)，用于对上述放大后的信号进行下变频处理，得到基带信号；数/模转换模块，用于将该基带信号转换为数字信号；FFT(Fast Fourier Transform，快速傅立叶变换)模块，用于对该数字信号进行快速傅立叶变换，计算得到上述各频率的信号幅度。

上述优选实施例提供了扫描模块对接收到的无线信号进行扫描的具体实施方案。使用上述的模块可以较容易地实现对无线信号的扫描。上述的FFT模块可以由软件来实现，这样在具体实施时可以采用芯片实现上述的模块，从而能够实现芯片设计的灵活性，以及降低硬件成本。

优选地，在上述的无线终端中，还包括：存储模块60，用于保存扫描模块20获得的扫描信息。当无线终端为手机、PDA等，该存储模块可以直接使用手机的内存或者设置在手机中的存储卡，这样，可以方便用户后续进行查看和分析。

优选地，显示模块30以波形图或者数字的方式显示扫描模块20获得的无线信号处于设置的扫描频段内的各频率及其信号幅度。例如，以波形图的形式显示时，可以更加直观的显示信号幅度的变化，方便用户进行查看、分析、和定位。以数字的形式显示时，该用户的信息更加准确。

在本发明实施例的无线终端中还可以设置分析模块来直接对扫描模块20获得的扫描信息进行分析，仅显示确定为可疑信号的频段或频点、及其信号幅度。这样，更加方便了用户的使用。

使用上述优选实施例的无线终端还有助于用户进行可疑信号的重点监控和可疑装置的位置的定位。例如，在使用无线终端对外部的无线信号进行扫描后，用户通过查看显示模块显示的扫描信息识别出可疑信号。用户可以通过移动的方式，根据显示模块显示的该可疑信号的信号幅度的变化，逐渐迫近可疑装置，从而最终找到该可疑装置。

以上述的无线终端为手机为例进行说明。在具体实施时，如图3所示，上述的接收模块可以由天线(ANT)实现、上述的扫描模块可以由多路射频开关SW1和SW2、低噪声放大器0和低噪声放大器1、接收信号处理单元、和电子狗扫描处理单元实现。下面按照信号的处理流程对各单元进行说明。

(1)天线ANT接收外部的无线信号，其和手机的正常功能通道采用同一个天线进行外部信号的采集。

(2)从天线接收的无线信号，在双工器单元被分离为独立的TX(Transmission，发送)信号和RX(Receive，接收)信号，其中，在终端处于正常功能模式时，同时存在的TX信号和RX信号，但处于在侦测模式时，仅仅进行信号的接收，所以只有RX信号。

(3)接收到的RX信号，在开关单元SW1、SW2实现接收信号通道的切换功能，其受到基带处理器单元输出的CTL(Control，控制)信号的控制，而且SW1和SW2是同步的。

(4)在低噪声放大器单元(即上述的滤波放大模块)，对接收信号进行滤波、放大。其包括低噪声放大器0(f0，BW0)，以及低噪声放大器1(f1，BW1)，f是低噪声滤波器的中心频率，BW为其带宽。2个低噪声放大器(f0和f1频率不同)通过切换，可以组成一个超宽带的低噪声信号滤波放大器，以便实现对侦测的宽带信号的扫描提取；正常功能低噪声放大器，主要用于手机处于正常功能下的信号放大。

(5)经过滤波放大后的信号进入手机的芯片(即图3中的基带/射频/接口处理器)后，在接收信号处理单元进行接收信号的处理，包括可调频率窄带滤波器、数字下变频处理等。

(4)在电子狗扫描处理单元，则实现信号的频率、信号幅度提取，以及频率扫描控制等；这些功能均在芯片内部，通过算法实现。

上述的接收信号处理单元和电子狗扫描处理单元也可以集成在一个单元中(即上述的处理模块)。具体地，对于下变频射处理，可以考虑不同的处理方法。一种传统的方法是多级的下变频后，再采用功率检测电路(或者芯片)，检测出信号的幅度(强度)信息，而频域信息则可以根据设定的本振LO(Local Oscillator，本地振荡器)信息确定。这样的优点是实现简单，检测速度快。通过连续变动LO本振频率，就可以实现扫描功能。但是，该方法的缺点是需要外部的检测芯片和电路，在硬件上可能会与一般的无线终端不兼容。

随着手机等终端芯片制作工艺的发展，以及处理器速率的提高、高效算法的出现，一个趋势是越来越多的硬件功能为软件算法所替代，这样也就实现了芯片设计的灵活性，以及降低硬件成本。目前的手机终端所采取的是一个所谓ZIF(Zero Intermediate Frequency，零中频)处理架构，即将RF(Radio Frequency，射频)信号直接通过LO，下变频到基带信号进行处理。

该实施例采用软件的FFT算法，实现接收信号的频率和幅度信息的提取。FFT算法的原理如下：

X_{k} = Σ_{n = 0}^{N - 1} x_{n} e^{- i 2 πk \frac{n}{N}}, k = 0, . . ., N - 1 - - - (1)

如图4所示，前端天线接收到的RF信号(其频率为Fr)，在经过低噪声放大器0或1(LNA(Low Noisy Amplify，低噪声放大器))的滤波放大后，进入即图3中的基带/射频/接口处理器后，首先进行零中频(ZIF)处理，即通过数字可控的本振信号LO(其频率为F1)，将输入信号(即滤波放大后的信号)直接变换为一个基带信号。这个基带信号再经过一个ADC(数/模转换)器，采样频率为Fs，转化为数字信号后，进入FFT模块(该FFT模块可以由软件实现)，进行FFT计算。根据FFT算法，可以计算出任何频率Ft处的信号强度数值。图4中的混频器和可控本振LO即构成上述的下变频处理模块。

如果在信号Ft处有可疑信号，则实际的空间信号对应的频率为：Fr＝Fl+Ft。

(5)显示屏(即上述的显示模块)则提供扫描信息，包括扫描的信号的频率范围，以及对应的信号幅度等，以提供用户进行分析对比。如图5所示，是进行下变频处理和FFT算法后的信号的一个输出频谱图。图中显示出在156Hz和234Hz处存在可疑信号。依次对接收的空间信号进行上述处理，可以对所有设定频带的信号进行扫描，并且存储接收扫描信号的幅度信息和频率信息。

图6是本发明实施的无线终端的信号扫描方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S602，接收外部的无线信号；

步骤S604，根据设置的扫描频段对接收到的无线信号进行扫描，获得扫描信息，该扫描信息包括无线信号处于扫描频段内的各频率及其信号幅度；

步骤S606，显示上述各频率及其信号幅度以供用户确定是否存在可疑信号。

优选地，步骤S604包括：对接收到的无线信号进行滤波得到该无线信号在上述设置的扫描频段内的滤波信号，并对该滤波信号进行低噪声放大；提取放大后的信号的各频率及其信号幅度。

优选地，提取放大后的信号的各频率及其信号幅度包括：对该放大后的信号进行下变频处理，得到基带信号；将该基带信号转换为数字信号；对该数字信号进行快速傅立叶变换，计算得到上述无线信号处于上述扫描频段内的各频率的信号幅度。

上述的方法可以由根据上述实施例的无线终端来执行。

结合图3，本发明实施的使用无线终端进行信号扫描的使用方法的流程图如图7所示，具体包括以下步骤：

步骤S702，判断是否进入可疑信号检测的工作模式，用户可疑通过输入命令或者菜单选择通知控制手机的应用处理器(即图2中的控制模块)，从手机的正常模式，比如手机的待机模式，进入可疑信号检测的工作模式；若是，则进入步骤S704，若否，则保持在正常的手机模式；

步骤S704，接受用户设置扫描频段，扫描频段的设置需要借助手机的用户接口，比如键盘或菜单选项。扫描频段的范围可以从200MHz到2.4GHz。设置的频带SPAN(跨度)越大，扫描需要的时间越长。设置完毕，手机进入信号扫描阶段，即进入步骤S706；

步骤S706，在扫描阶段，手机根据用户设置的扫描频段，从低频率到高频率，设置前端的射频通道，对空中的信号进行接收。例如，在高频带时，SW1自动切换到图3中的低噪声放大器0(f0、BW0)的接收物理电路，自动滤除BW0带宽以外的干扰信号，对通带内的目标信号则进行低噪声放大，以便后续处理下变频，以提取不同的频点、强度信息；

这里需要说明的是：此处的信号提取并不等同于信号承载的信息提取，并不对接收信号进行调制解调处理，此处仅仅提取接收到信号的强度信息和频率信息。

手机中的各模块对接收到的外部的无线信号进行扫描的具体过程参见如图1至图4的实施例的描述。

步骤S708，扫描结束后，手机将所有的扫描信息(频率、强度)输出到显示屏幕上，以供用户进行可疑信号的识别。

步骤S710，对可疑信号的位置，用户可以选择减小搜索带宽，重新重点再次扫描、跟踪的方式进行。在位置跟踪定位阶段，在锁定可疑信号后，用户可以跟踪特定的可疑信号，然后移动手机，根据接收的可疑信号的强度指示变化，逐渐迫近信息窃取装置的位置，以至最终发现信息窃取装置的准确位置。

上述实施例的无线终端及其信号扫描方法具有功能上的独特性和广泛的实用性。目前的便携式终端比如手机等应用非常广泛。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：

(1)通过对空间的无线信号进行时间和频率上的扫描，能够实现用户对空间无线信号的分析，发现、定位非法的无线信息窃取装置，以保护用户的利益；

(2)继承和充分利用了目前成熟的便携无线传输装置，如手机、PDA等的硬件架构，仅增加少许硬件，即可实现硬件功能需求，在软件上，则可选择灵活的算法，对检测结果分析、显示和处理，以实现设计方案。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种无线终端，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收外部的无线信号；

扫描模块，用于根据设置的扫描频段对接收到的所述无线信号进行扫描，获得扫描信息，所述扫描信息包括所述无线信号处于所述扫描频段内的各频率及其信号幅度；

显示模块，用于显示所述各频率及其信号幅度。

2.根据权利要求1所述的无线终端，其特征在于，所述无线终端包括：手机、个人数码助理PDA、无线上网笔记本。

3.根据权利要求1所述的无线终端，其特征在于，所述接收模块为天线，所述天线的接收带宽为200MHz-2.4GHz。

4.根据权利要求1所述的无线终端，其特征在于，还包括：

设置模块，用于接受用户设置所要扫描的所述扫描频段，所述扫描频段的范围位于200MHz-2.4GHz。

5.根据权利要求1所述的无线终端，其特征在于，所述扫描模块包括：

滤波放大模块，用于对所述接收模块接收到的所述无线信号进行滤波得到所述无线信号在所述扫描频段内的滤波信号，并对所述滤波信号进行放大，得到放大后的信号；

处理模块，用于提取所述放大后的信号的各频率及其信号幅度。

6.根据权利要求5所述的无线终端，其特征在于，所述扫描模块还包括第一多路射频开关和第二多路射频开关，所述滤波放大模块包括具有不同的中心频率的第一滤波放大器和第二滤波放大器，其中：

所述第一多路射频开关，用于当所述设置的扫描频段为高频段时，将所述接收模块接收到的所述无线信号切换到所述第一滤波放大器；还用于当所述设置的扫描频段为低频段时，将所述接收模块接收到的所述无线信号切换到所述第二滤波放大器；

所述第一滤波放大器和所述第二滤波放大器，分别用于使用各自的中心频率和带宽对所述第一多路射频开关切换来的所述无线信号进行滤波，得到所述无线信号在所述扫描频段内的滤波信号；还用于对所述滤波信号进行放大得到放大后的信号，并输出给所述第二多路射频开关；

所述第二多路射频开关，用于将所述第一滤波放大器或者所述第二滤波放大器输出的放大后的信号传输给所述处理模块。

7.根据权利要求5或6所述的无线终端，其特征在于，所述处理模块包括：

下变频处理模块，用于对所述放大后的信号进行下变频处理，得到基带信号；

模/数转换模块，用于将所述基带信号转换为数字信号；快速傅立叶变换FFT模块，用于对所述数字信号进行快速傅立叶变换，计算得到所述各频率的信号幅度。

8.根据权利要求1所述的无线终端，其特征在于，所述显示模块以波形图或者数字的方式显示所述各频率及其信号幅度。

9.一种无线终端的信号扫描方法，其特征在于，包括：

接收外部的无线信号；

根据设置的扫描频段对接收到的所述无线信号进行扫描，获得扫描信息，所述扫描信息包括所述无线信号处于所述扫描频段内的各频率及其信号幅度；

显示所述各频率及其信号幅度以供所述用户确定是否存在可疑信号。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据设置的扫描频段对接收到的所述无线信号进行扫描，获得扫描信息包括：

对所述无线信号进行滤波得到所述无线信号在所述扫描频段内的滤波信号，并对所述滤波信号进行低噪声放大；

提取放大后的信号的各频率及其信号幅度。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，提取放大后的信号的各频率及其信号幅度包括：

对所述放大后的信号进行下变频处理，得到基带信号；

将所述基带信号转换为数字信号；

对所述数字信号进行快速傅立叶变换，计算得到所述各频率的信号幅度。