CN103607254B - 一种采用存储转发实现手机信号屏蔽的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用存储转发实现手机信号屏蔽的系统及方法，包括收发天线、收发倒换开关、功放、低噪放模块、混频模块、模数转换模块、数模转换模块和现场可编程门阵列FPGA；利用本地天线接收并存储一帧（或者N帧）的下行空中信号，再重复发送这一帧（或者N帧）的信号，重发一段时间后重新接收并存储，再重发的周期操作。采用自干扰巧妙的使得用来对抗干扰的移动通信的链路增强技术都不起作用。由于接收取自于收发天线，天线处的信号基本也就是附近手机所能接收到的信号，所以本发明能屏蔽接收到的所有制式空中信号，对各种制式（GSM，CDMA，WCDMA，TD-SCDMA，TD-LTE，FDD-LTE）都能适用。

Description

一种采用存储转发实现手机信号屏蔽的系统及方法

技术领域

本发明涉及移动通信领域的手机信号屏蔽系统，更具体说，它涉及一种采用存储转发实现手机信号屏蔽的系统及方法。

背景技术

手机信号屏蔽系统主要针对各类考场、学校、加油站、教堂、法庭、图书馆、会议中心（室）、影剧院、医院、政府、金融、监狱、公安、军事重地等禁止使用手机的场所。移动通信覆盖信号存在多制式、多小区、多载波等的复杂情况，传统的手机信号屏蔽技术采用大功率或者是采用伪基站来达到屏蔽的目的。

对于用大功率的方式，比如对于WCDMA系统扩频增益为21db，那么传统的大功率WCDMA手机信号屏蔽技术需要发送大于正常信号21db的屏蔽信号才能达到有效屏蔽的目的，不仅耗电量大，辐射大、对人体动物伤害大，而且会对基站产生干扰等后果。而对于采用伪基站的方式，系统复杂体积大，实现成本较高，不方便某些场所的使用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种采用存储转发实现手机信号屏蔽的系统及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。这种采用存储转发实现手机信号屏蔽的系统，该系统包括收发天线、收发倒换开关、功放、低噪放模块、混频模块、模数转换模块、数模转换模块和现场可编程门阵列FPGA，接收链路：收发天线接收空中的移动通信无线信号，先通过收发倒换开关，再通过低噪放模块对信号进行放大后经过混频模块下变频成模拟中频信号，经过模数转换模块采样变成数字中频信号后送给现场可编程门阵列FPGA，现场可编程门阵列FPGA内部的DDC模块对信号进行数字混频和抽取后变成零中频的低速率的数字信号，然后送给FPGA内部的RAM存储单元进行信号存储；发送链路：FPGA内部的RAM存储单元信号输出给DUC模块进行信号内插和数字混频后送给数模转换模块转换成模拟中频信号，经过混频模块变成射频信号经过功放对信号放大后通过收发倒换开关和收发天线发射的空中；FPGA用于信号采样率变换和信号的存储和周期发送，本地收发天线接收并存储一帧或N帧的下行空中信号，再重复发送这一帧或者N帧的信号，重发一段时间后重新接收并存储，再重发的周期操作。

不同制式的通信系统的帧时间长度不同，接收存储的时间也要相应的变化。

本发明所述的这种采用存储转发实现手机信号屏蔽的系统的实现方法，采用存储转发的方式，本地收发天线接收并存储一帧或N帧的下行空中信号，再重复发送这一帧或者N帧的信号，重发一段时间后重新接收并存储，再重发的周期操作；重发信号与正常覆盖信号是帧对齐的、频率相同、及调制技术相同。

本发明的有益效果是：由于重发信号与正常覆盖信号是帧对齐的、频率相同、及调制技术相同，采用自干扰巧妙的使得用来对抗干扰的移动通信的链路增强技术都不起作用，达到重复发送的信号大于原始信号即可实现有效屏蔽的目的。由于接收取自于收发天线，天线处的信号基本也就是附近手机所能接收到的信号，所以本发明能屏蔽接收到的所有制式空中信号，对各种制式（GSM，CDMA，WCDMA，TD-SCDMA，TD-LTE，FDD-LTE）本发明都能适用。本系统的实现简单，成本较低，屏蔽效果好，可以产品化大量推广使用。

附图说明

图1是本发明的系统示意图；

图2是本发明存取一帧的数据然后重复发送的示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。

图1是本发明系统实现的示意图。该系统主要由收发天线、收发倒换开关、功放、低噪放模块、混频模块、模数转换模块（ADC）、数模转换模块（DAC）、现场可编程门阵列（FPGA）组成。

接收链路：天线接收空中的移动通信无线信号，通过低噪放对信号进行放大后经过混频模块下变频成模拟中频信号，经过AD采样变成数字中频信号后送给FPGA，FPGA内部的DDC模块对信号进行数字混频和抽取后变成零中频的低速率的数字信号，然后送给FPGA内部的RAM存储单元进行信号存储。

发送链路：FPGA内部的RAM存储单元信号输出给DUC模块进行信号内插和数字混频后送给DA转换成模拟中频信号，经过混频模块变成射频信号经过功放对信号放大后通过天线发射的空中。

FPGA主要的功能是进行信号采样率变换和信号的存储和周期发送，本地收发天线接收并存储一帧或N帧的下行空中信号，再重复发送这一帧或者N帧的信号，重发一段时间后重新接收并存储，再重发的周期操作。不同制式的通信系统的帧时间长度不同，接收存储的时间也要相应的变化。

如图2所示，比如针对帧长为10ms的WCDMA系统：

第一步：FPGA先控制收发倒换开关设置为接收状态，开启低噪放模块、关闭功放；

第二步：开始接收并存储10ms的信号；

第三步：把收发倒换开关设置为发送状态，开启功放、关闭低噪放模块；

第四步：连续发送30次前面存储的10ms信号，连续发送的次数能够设置；

第五步：回到第一步重复操作。

利用数字存储，把移动通信无线信号（一整帧时间）存储后再重复发射，由于与当前基站发射的信号频率相同，调制模式（扩频技术，扩频码及扩频码相位）相同，手机接收两种信号（屏蔽信号和基站信号）同时处理后相加，只要我们发射的屏蔽信号大于基站的信号（对于WCDMA系统测试证明大与等于3dB），手机解调得到信号就因为屏蔽信号的能量大于基站的信号不能正确解调基站信号，达到屏蔽效果。

利用同天线（或收发天线在同一地点），这样发射的屏蔽信号和手机接收到的信号基本相同。系统对多种通信制式处理方法相同（只需要调整帧时间长度），可以多系统集成。对于频分双工系统只对下行信号进行存储转发后屏蔽，而对于TDD系统，由于存储转发一帧（或者N帧），屏蔽信号上下行时隙与基站严格对齐（对下行信号进行屏蔽），屏蔽了以后手机主动关闭上行发射从而上行不会对基站产生干扰。

凡采用等同替换或等效变换形成的、采用存储空中信号放大转发的手机信号屏蔽方案及实现方法，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种采用存储转发实现手机信号屏蔽的系统，其特征在于：该系统包括收发天线、收发倒换开关、功放、低噪放模块、混频模块、模数转换模块、数模转换模块和现场可编程门阵列FPGA，接收链路：收发天线接收空中的移动通信无线信号，先通过收发倒换开关，再通过低噪放模块对信号进行放大后经过混频模块下变频成模拟中频信号，经过模数转换模块采样变成数字中频信号后送给现场可编程门阵列FPGA，现场可编程门阵列FPGA内部的DDC模块对信号进行数字混频和抽取后变成零中频的低速率的数字信号，然后送给FPGA内部的RAM存储单元进行信号存储；发送链路：FPGA内部的RAM存储单元信号输出给DUC模块进行信号内插和数字混频后送给数模转换模块转换成模拟中频信号，经过混频模块变成射频信号经过功放对信号放大后通过收发倒换开关和收发天线发射的空中；FPGA用于信号采样率变换和信号的存储和周期发送，本地收发天线接收并存储一帧或N帧的下行空中信号，再重复发送这一帧或者N帧的信号，重发一段时间后重新接收并存储，再重发的周期操作。

2.根据权利要求1所述的采用存储转发实现手机信号屏蔽的系统，其特征在于：不同制式的通信系统的帧时间长度不同，接收存储的时间也要相应的变化。

3.一种采用如权利要求1所述的采用存储转发实现手机信号屏蔽的系统的实现方法，其特征在于：采用存储转发的方式，本地收发天线接收并存储一帧或N帧的下行空中信号，再重复发送这一帧或者N帧的信号，重发一段时间后重新接收并存储，再重发的周期操作；重发信号与正常覆盖信号是帧对齐的、频率相同、及调制技术相同。

4.根据权利要求1所述的采用存储转发实现手机信号屏蔽的系统的实现方法，其特征在于：

针对帧长为10ms的WCDMA系统，具体步骤如下：

第一步：FPGA先控制收发倒换开关设置为接收状态，开启低噪放模块、关闭功放；

第二步：开始接收并存储10ms的信号；

第三步：把收发倒换开关设置为发送状态，开启功放、关闭低噪放模块；

第四步：连续发送30次前面存储的10ms信号，连续发送的次数能够设置；

第五步：回到第一步重复操作。