DE102008038315A1

DE102008038315A1 - Störvorrichtung und Verfahren zum Stören eines Zielsignals

Info

Publication number: DE102008038315A1
Application number: DE102008038315A
Authority: DE
Inventors: Marko Tietz
Original assignee: IABG Industrieanlagen Betriebs GmbH
Current assignee: IABG Industrieanlagen Betriebs GmbH
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-08-19
Publication date: 2010-01-28
Also published as: EP2301179A1; WO2010006754A1; AU2009270469A1; JP2011528201A; EP2301179B1; US20110183602A1; CA2730422A1; BRPI0910807A2; WO2010006754A4

Abstract

In verschiedenen Anwendungsbereichen ist es wünschenswert, eine Störvorrichtung zur Störung von Funksignalen zu haben, die geographisch stark beschränkt ist und eine sichere Störung der Funksignale gewährleistet. Die vorliegende Anmeldung löst dieses Problem, indem sie eine Störvorrichtung bereitstellt, die Folgendes umfasst: - mindestens eine Detektionseinrichtung zur Detektion eines Zielsignals, das an mindestens eine Kommunikationseinrichtung g zum Stören des Zielsignals durch ein Störsignal; - Steuereinrichtung, die zur Steuerung der Störeinrichtung mit dieser in kommunikativer Verbindung steht; wobei die Steuereinrichtung für die Steuerung der mindestens einen Störeinrichtung mindestens ein Eingangssignal zur Bestimmung einer Sendeleistung der Störeinrichtung und/oder einer Kommunikationseinrichtung empfängt. Ein zentraler Gedanke der vorliegenden Erfindung besteht also darin, das Störsignal dynamisch zu regeln. Somit kann eine effiziente Störung des das Zielsignal aussendenden Geräts gewährleistet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Störvorrichtung sowie ein Verfahren zum Stören eines Zielsignals gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 12.
Entsprechende Störvorrichtungen sind beispielsweise aus der US 2006/0153281 A1 bekannt. Sie umfassen eine Detektionseinrichtung zur Detektion eines Zielsignals, das zwischen einer Sendeeinrichtung und einer Empfangseinrichtung ausgetauscht wird, und eine Störeinrichtung, die nach einer Detektion eines zu störenden Zielsignals dieses stört.
Des Weiteren sind Störvorrichtungen bekannt, die durchgängig ein Störsignal aussenden und so eine Funkkommunikation innerhalb eines bestimmten Frequenzbandes unterbinden. Beispielsweise zeigt die US 2007/0099559 A1 eine Störvorrichtung für einen Einsatz in einem Theater, Kino, Krankenhaus usw. Der Störsender sendet durchgehend und unterbindet somit in einem durch die lokalen Gegebenheiten vorgegebenen Bereich die Kommunikation mittels eines Mobilfunktelefons. Um in einem Notfall das Störsignal zu unterbrechen und eine Kommunikation zu ermöglichen, umfasst die Störvorrichtung der US 2007/0099559 A1 einen Schalter, der sich beispielsweise ferngesteuert aktivieren lässt und das Störsignal abstellt. Nach dem Abstellen des Störsenders können ein Hilferuf abgesetzt und mögliche Rettungsaktionen über das Mobilfunknetz koordiniert werden.
Allgemein machen Störsender für Funksignale den einwandfreien Empfang von Funknachrichten schwierig oder unmöglich. Der Störsender sendet dabei, wie der zu störende Sender, Energie in Form von elektromagnetischen Wellen aus und überlagert die ursprünglichen Wellen ganz oder teilweise. Er kann auf der gleichen oder einer benachbarten Frequenz des gestörten Empfängers arbeiten. Dabei sind die Feldstärke, die Modulation des Störsignals sowie die der gestörten Nachricht von Bedeutung.
Es ist auch möglich, bei aufwändigen Kommunikationsprotokollen die Kommunikation vollständig zusammenbrechen zu lassen, indem falsche Nachrichten über einen Störsender ausgesendet werden.
Die US 2007/0297489 A1 beschreibt einen intelligenten Störsender, der gemäß einer Vorgabe eine Kommunikation auf bestimmten Kanälen oder (bei einem Frequenz-Hopping) auf einer Folge von bestimmten Kanälen zulässt.
Die oben beschriebenen Systeme haben den Nachteil, dass sich das Störsignal nicht ausreichend räumlich begrenzen lässt. So kann es in dicht besiedelten Gebieten notwendig sein, lediglich ein abgegrenztes Gebiet zu stören. Beispielsweise hat der Betreiber eines Kinos den Bedarf, die mobile Telekommunikation innerhalb eines Vorführraums zu unterbinden. Jedoch sollen Kunden, die in der Eingangshalle des Kinos telefonieren, durch einen entsprechenden Störsender nicht gestört werden. Eine Störung der Mobilfunktelekommunikation außerhalb des vorgegebenen Gebiets kann nicht nur ärgerlich sein, sondern auch gegen nationale Gesetze verstoßen.
Ein weiteres Beispiel umfasst Gefängnisse oder abgesicherte Gebäude. Hier kann der Bedarf bestehen, die Funktelekommunikation innerhalb dieser Gebäude sowie in den angrenzenden Freibereichen zu unterbinden. Da sich derartige Gebäude auch innerhalb einer Stadt befinden, muss eine Störung von angrenzenden Gebieten oder Gebäuden verhindert werden. Um einen entsprechenden Störsender betreiben zu dürfen, muss es gewährleistet sein, dass die Störleistung des Senders jenseits einer vorgegebenen Grenzlinie einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet. Aufgrund der hohen Gebäudedichte müssen Schwankungen berücksichtigt werden. Eine Überschreitung der Grenzlinie von mehr als einem Meter ist mitunter nicht tragbar. Dies ist besonders problematisch, da sich abhängig von der Art der Kommunikation die Randbedingungen ständig ändern können. Beispielsweise können Fahrzeuge, Gerüste, offene und geschlossene Fenster die Reichweite eines Störsenders beeinflussen. Auch die Wetterlage, insbesondere Regen, wirken sich auf die Reichweite dieses Senders aus. Bei Mobilfunksystemen wird die Sendeleistung einer Basisstation häufig variiert. Je nach eingestellter Sendeleistung kann ein Störsender ein größeres oder kleineres Gebiet sicher abdecken.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Störvorrichtung derart weiter zu bilden, dass diese eine effiziente und zuverlässige Störung eines Zielsignals innerhalb von geographisch vorgegebenen Grenzen ermöglicht. Des Weiteren soll ein entsprechendes Verfahren zum Stören eines Zielsignals angegeben werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Störvorrichtung gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
Insbesondere wird die Aufgabe durch eine Störvorrichtung gelöst, umfassend:

– mindestens eine Detektionseinrichtung zur Detektion eines Zielsignals, das an mindestens eine Kommunikationseinrichtung ausgesendet wird;
– mindestens eine Störeinrichtung zum Stören des Zielsignals durch ein Störsignal;
– Steuereinrichtung, die zur Steuerung der Störeinrichtung mit dieser in kommunikativer Verbindung steht; wobei die Steuereinrichtung für die Steuerung der mindestens einen Störeinrichtung mindestens ein Eingangssignal zur Bestimmung einer Sendeleistung der Störeinrichtung und/oder mindestens einer Kommunikationseinrichtung empfängt.

Ein zentraler Gedanke der vorliegenden Erfindung besteht also darin, die Steuerung der Störeinrichtung dynamisch anzupassen. Hierbei werden die Sendeleistung der Störeinrichtung und/oder einer Kommunikationseinrichtung (z. B. einer Basisstation) berücksichtigt. Das Zielsignal kann ein Signal sein, das von einem Sender zu einem Empfänger gesandt wird. Des Weiteren kann das Zielsignal ein vom Sender ausgesandtes Signal und eine entsprechende Antwort des Empfängers umfassen. Beispielsweise kann es bei komplexeren Kommunikationsprotokollen (z. B. GSM) ausreichen, Signale des Empfängers z. B. der Basisstation zu stören. Vorzugsweise wird jedoch jegliche Kommunikation zwischen Sender und Empfänger gestört.
Das Eingangssignal zur Bestimmung der Sendeleistung der Störeinrichtung soll insbesondere Aufschluss darüber geben, wie stark ein von einer Störeinrichtung ausgesendetes Störsignal bis zu dessen Erfassung gedämpft wird. Somit können veränderte Umweltbedingungen (z. B. das Wetter, insbesondere Regen), Veränderungen an einem Gebäude (z. B. offene oder geschlossene Fenster und Türen) und Hindernisse (z. B. geparkte Fahrzeuge, ein Gerüst) erfasst und bei der Steuerung der Störeinrichtung berücksichtigt werden.
Die Steuervorrichtung kann mindestens eine Sensoreinheit umfassen, die zur Erzeugung des Eingangssignals das Störsignal mindestens einer Störeinrichtung und/oder ein Signal der mindestens einen Kommunikationseinheit empfängt. Es ist denkbar, die Sendeleistung der mindestens einen Kommunikationseinheit zu steuern und dementsprechend das Eingangssignal, das über diese Leistung Aufschluss gibt, zu generieren. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Steuervorrichtung mindestens eine Sensoreinheit umfasst und Signale der Störeinrichtung und/oder der Kommunikationseinheiten misst. Somit ist die Steuervorrichtung unabhängig von vorgegebenen Daten und kann Veränderungen, seien sie systeminhärent oder von der Umwelt vorgegeben, besser berücksichtigen.
Die mindestens eine Sensoreinheit kann eine Richtantenne umfassen. Das heißt, die Sensoreinheit hat eine Antenne mit einer stark ausgeprägten Richtcharakteristik, wodurch die geographische Ausrichtung der Sensoreinheit definiert wird. Eine entsprechende Antenne kann derart abgeschirmt sein, dass ausschließlich oder bevorzugt Signale empfangen werden, die aus einer bestimmten Richtung ausgesendet werden. Beispielsweise können derartige Richtantennen derart an einer Mauer installiert werden, dass diese lediglich Signale empfangen, die innerhalb der Mauer ausgesandt werden. Signale, die außerhalb der Mauer generiert werden, werden hierbei nicht berücksichtigt.
Somit ist es möglich, beispielsweise bei der Messung der Sendeleistung der mindestens einen Störeinrichtung lediglich die Signale zu berücksichtigen, die innerhalb eines vorgegebenen geographischen Bereichs generiert werden. Eine Verfälschung der dynamischen Steuerung der Störeinrichtung durch einen „falschen” Störsender, der außerhalb dieses vorgegebenen geographischen Bereichs liegt, wird somit verhindert. Die Richtantenne kann also dazu eingesetzt werden, selektive Messungen in bestimmten Bereichen vorzunehmen. Eine „Selektion” von Störsignalen bestimmter bzw. bekannter Störungssender kann auch dadurch geschehen, dass das jeweilige Störsignal eines Störungssenders auf einem zweiten Weg, insbesondere leitungsgebunden der Sensoreinheit als Synchronisationssignal übermittelt wird, die dann die mit dem Synchronisationssignal übereinstimmenden Störsignalkomponenten bestimmt.
Die Steuereinrichtung kann zur Bestimmung eines Aktivierungszeitpunkts des Störsignals in kommunikativer Verbindung mit der Kommunikationseinrichtung stehen. Um eine schnellere Reaktion auf die Detektion eines Zielsignals zu erzielen, kann es vorteilhaft sein, die Detektion des Zielsignals unmittelbar an die Störeinrichtung zu kommunizieren. Hierfür ist ein geeignetes Netzwerk vorzusehen. Alternativ kann die Detektion an die Steuereinrichtung kommuniziert und von dort an die Störeinrichtung weitergegeben werden.
Die Steuereinrichtung kann eine Verarbeitungseinrichtung umfassen, die das Eingangssignal verarbeitet und ein Störeinstellungssignal zur Einstellung der Sendeleistung der mindestens einen Störeinrichtung erzeugt. Das heißt, die Sendeleistung der mindestens einen Störeinrichtung kann an die gemessene Sendeleistung einer oder mehrerer Kommunikationseinrichtungen oder einer oder mehrerer Störeinrichtungen angepasst werden. Um eine effiziente Einstellung der Sendeleistung zu gewährleisten, kann eine Messung der Sendeleistung der Störeinrichtung räumlich entfernt vorgenommen werden. Somit kann die Dämpfung oder Überhöhung des Störsignals durch die Umwelt berücksichtigt werden.
Die mindestens eine Detektionseinrichtung kann in kommunikativer Verbindung mit der Störeinrichtung stehen. Wie bereits beschrieben, ist es denkbar, die Detektion eines Zielsignals unmittelbar an die Störeinrichtung weiter zu melden. Insbesondere können Detektionseinrichtung und Störeinrichtung in einem Gerät verwirklicht werden. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn zumindest zusätzlich eine Benachrichtigung der Steuereinrichtung erfolgt.
Des Weiteren kann eine Kommunikation von der Steuereinrichtung zur Detektionseinrichtung vorteilhaft sein. So kann die Steuereinrichtung zum Aussenden von Steuersignalen an die mindestens eine Detektionseinrichtung ausgebildet sein, um eine Empfangsleistung der Detektionseinrichtung einzustellen. Somit ist es möglich, nicht nur die Leistung der ausgesandten Störsignale zu begrenzen, sondern ebenfalls die Empfindlichkeit der Detektionseinrichtungen an die Umwelt anzupassen. So kann eine „Uberempfindlichkeit” der Detektionseinrichtungen vermieden werden. Soweit eine Vielzahl von Detektionseinrichtungen vorhanden ist, ist es möglich, das gleichzeitige Senden von mehreren Zielsignalen zu detektieren, ohne dass es bei der Detektion zu einer Überlagerung kommt. Auch ist es denkbar, bei der Detektion eines Zielsignals durch eine erste Detektionseinrichtung die Empfindlichkeit benachbarter Detektionseinrichtungen, die das Zielsignal nicht oder nur schwach empfangen, zu erhöhen. Wenn mehrere Detektionseinrichtungen das Zielsignal empfangen, kann eine genauere Positionsbestimmung des Senders durchgeführt werden.
Die Störeinrichtung kann eine Vielzahl von Detektionseinrichtungen und eine Speichereinrichtung zur Speicherung der Position der Vielzahl von Detektionseinrichtungen umfassen, um eine Sendeposition eines Geräts, das das Zielsignal erzeugt, zu ermitteln. Soweit das Zielsignal von mehreren Detektionseinrichtungen empfangen wird und die Position der einzelnen Detektionseinrichtungen bekannt ist, ist es möglich, die Sendeposition beispielsweise durch Triangulation zu ermitteln.
Die Störvorrichtung kann eine Vielzahl von Störeinrichtungen umfassen, wobei die oben genannte Speichereinrichtung zur Speicherung der Position der Vielzahl von Störeinrichtungen ausgebildet ist und die Steuereinrichtung mindestens eine Störeinrichtung in Abhängigkeit von der ermittelten Sendeposition aktiviert. Das heißt, die Steuereinrichtung kann anhand der Vielzahl von Detektionseinrichtungen die Position des sendenden Geräts ermitteln und dementsprechend ein oder mehrere Störeinrichtungen aktivieren. Somit können Störeinrichtungen mit geringerer Sendeleistung eingesetzt werden, da selektiv die Störeinrichtungen aktiviert werden, die nahe bei dem das Zielsignal sendenden Gerät aufgestellt sind.
Die Störvorrichtung kann Überwachungseinrichtungen, insbesondere Kameras umfassen, wobei die Steuereinrichtung mit den Überwachungseinrichtungen in kommunikativer Verbindung steht, um diese gemäß der ermittelten Sendeposition auszurichten und/oder zu aktivieren. Nach einer Detektion eines Zielsignals und der Positionsbestimmung des sendenden Geräts kann die Steuereinrichtung entsprechende Ausgabesignale erzeugen, um diese Informationen weiter zu verwenden. Beispielsweise können entsprechende Kameras aktiviert werden, um die Position des Senders visuell zu bestimmen.
Die Steuereinrichtung kann mindestens eine Eingabe- und Ausgabeeinrichtung zur Interaktion mit mindestens einem Benutzer umfassen. Insbesondere kann es hierdurch dem Benutzer ermöglicht werden, das Störsignal manuell zu aktivieren oder zu deaktivieren. Beispielsweise kann in einem Notfall eine Kommunikation zugelassen werden. Des Weiteren kann eine Aktivierung des Störsignals durch den Benutzer manuell bestätigt werden. Somit kann eine fehlerhafte Aktivierung des Störsignals verhindert werden.
Die oben aufgeführte Aufgabe wird des Weiteren durch ein Verfahren gemäß dem vorliegenden Anspruch 12 gelöst. Insbesondere wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Stören eines Zielsignals, das an mindestens eine Kommunikationseinrichtung ausgesendet wird gelöst, wobei dieses Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

– Detektion des Zielsignals mindestens mit einer Detektionseinrichtung;
– Senden eines Störsignals zum Stören des Zielsignals mittels mindestens einer Störeinrichtung;
– Bestimmen einer Sendeleistung der Störeinrichtung und/oder einer Kommunikationseinrichtung;
– Einstellen der Sendeleistung der Störeinrichtung in Abhängigkeit von der bestimmten Sendeleistung.

Es erfolgt also eine vorteilhafte Einstellung der Störeinrichtung gemäß der gemessenen oder vorgegebenen Sendeleistung der Störeinrichtung und/oder einer Kommunikationseinrichtung, die zum Empfangen des Zielsignals ausgelegt ist.
Das Einstellen der Sendeleistung der Störeinrichtung kann ein Regeln der Sendeleistung gemäß einem vorgegebenen Sendeleistungsintervall umfassen. Insbesondere kann eine Maximalleistung vorgegeben werden, die beim Senden des Störsignals nicht überschritten werden darf. Diese vorgegebene Sendeleistung kann positionsabhängig sein. Daher ist es vorteilhaft, die Bestimmung der Sendeleistung an vorgegebenen Orten oder Positionen durchzuführen. Diese Positionen können räumlich von den Störeinrichtungen entfernt sein.
Das Sendeleistungsintervall kann gemäß der bestimmten Sendeleistung der Kommunikationseinrichtung eingestellt werden. Das heißt, die Maximalleistung der Störeinrichtung kann dynamisch an die gemessene oder bestimmte Sendeleistung der Kommunikationseinrichtung angepasst werden. Somit ist es möglich, eine vorgegebene Relation zwischen der Leistung des Störsignals und der Leistung der Kommunikationseinrichtung einzuhalten. Somit gewährleistet die eingestellte Leistung der Störeinrichtung eine sichere Störung des Zielsignals, wobei die Beeinflussung der Umwelt möglichst gering gehalten wird.
Das Detektieren des Zielsignals kann mit mindestens zwei Detektionseinrichtungen erfolgen und an eine Steuereinrichtung kommuniziert werden, wobei die Steuereinrichtung mindestens eine Störeinrichtung aus einer Vielzahl von Störeinrichtungen zum Stören des Zielsignals auswählt.
Das Verfahren kann eine Positionsbestimmung des Geräts, das das Zielsignal aussendet, umfassen, wobei eine Position der mindestens einen Detektionseinrichtung bestimmt wird, die das Zielsignal detektiert.
Das Bestimmen der Sendeleistung der mindestens einen Störeinrichtung und/oder der mindestens einen Kommunikationseinrichtung kann ein Messen einer Sendeleistung mittels einer Antenne, insbesondere mit einer vorbestimmten Richtcharakteristik umfassen.
Das Verfahren kann ein Einstellen der Empfangsleistung mindestens einer Detektionseinrichtung in Abhängigkeit von der bestimmten Sendeleistung umfassen.
Das Senden des Störsignals nach der Detektion des Zielsignals kann über ein vorbestimmtes Zeitintervall erfolgen. Die Störung der Umwelt kann also auch zeitlich begrenzt werden. Die zeitliche Begrenzung ist besonders vorteilhaft, wenn bei der Kommunikation zwischen Sender und Empfänger ein Protokoll eingesetzt wird, das einen Verbindungsaufbau erfordert. Somit kann die Verbindung durch das Störsignal unterbrochen werden. Sobald nach dem Senden des Störsignals ein weiterer Verbindungsaufbau versucht wird, kann eine erneute Unterbrechung der Verbindung erfolgen. Insofern liegt zwar ein Austausch von Protokollnachrichten vor, jedoch können keine Inhalte über die Kommunikationsverbindung ausgetauscht werden.
Das Verfahren kann eine Kalibrierung umfassen, wobei mindestens ein im wesentlich „reines” Trägersignal von mindestens einer Störeinrichtung ausgesendet wird, um die Sendeleistung der Störeinrichtung zu bestimmen. Diese Kalibrierung kann vor einer möglichen Detektion geschehen, um die Sendeleistung der Störeinrichtung geeignet einzustellen. Ein Trägersignal ist für die Kalibrierung besonders geeignet, da es eine erlaubte oder zugelassen Kommunikation (z. B. außerhalb eines Sicherheitsbereichs) auch bei einer starken Leistung nicht stört. Um das Trägersignal für die Kalibrierung leichter erkennbar zu machen, kann es auch in einer geeigneten Weise so moduliert werden, dass es die Funksignale nicht stört (z. B. Amplitudenmodulation).
Das Verfahren kann ein Verarbeiten des Zielsignals umfassen, um eine Senderidentifikationsnummer, insbesondere eine IMSI-Nummer (International Mobil Subscriber Identity) auszulesen. Des Weiteren kann ein Vergleich der Senderidentifikationsnummer mit einer Vielzahl von Identifikationsnummern in einer Positivliste erfolgen, wobei kein Störsignal gesendet wird, wenn die Identifikationsnummer der Sender in der Positivliste enthalten ist. Somit kann es ermöglicht werden, bestimmten Geräten die Kommunikation zu erlauben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von einigen Ausführungsbeispielen beschrieben, die mittels Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
1 die erfindungsgemäße Störvorrichtung mit einer Vielzahl von Sende-Empfangs-Einheiten und Sensoreinheiten;
2 ein Blockschaltbild einer Sende-Empfangs-Einheit mit Zentralrechner und Sensoreinheiten; und
3 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Überwachungs- und Regelungsvorgangs.
Die erfindungsgemäße Störvorrichtung ist besonders dafür geeignet, in dicht besiedelten Gebieten eingesetzt zu werden. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Störvorrichtung innerhalb einer Stadt eingesetzt werden.
1 zeigt schematisch einen viereckigen Störbereich 5, der durch eine gestrichelte Linie begrenzt ist. Innerhalb dieses Störbereichs 5 befindet sich ein durch eine Mauer 7 begrenzter Bereich, der ebenfalls eine quadratische Fläche hat. Diese Mauer 7 kann beispielsweise die Außenmauer einer Haftanstalt symbolisieren.
Nahe dem Störbereich 5 befindet sich eine Stadt 2 und eine erste und zweite Basisstation 30, 30'. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ermöglichen diese Basisstationen 30, 30' eine Mobilfunkkommunikation gemäß dem GSM- oder UTMS-Standard. Sie erlauben also dem Besitzer eines Mobiltelefons Dienste wie Telefonie, leitungsvermittelte oder paketvermittelte Datenübertragung, Kurzmitteilungen usw. zu nutzen. Des Weiteren kann eine Kommunikation über Standards wie HSCSD, GPRS, HSPDA, EDGE und zukünftig LTE angeboten werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Basisstationen 30, 30' ein drahtloses Funknetz oder WLAN aufspannen, und eine Kommunikation gemäß dem Standard IEEE-802.11 ermöglichen.
Die Basisstationen 30, 30' könnten aber auch mobile Handfunkgeräte symbolisieren, die eine analoge Funkkommunikation ermöglichen.
Im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel soll eine Mobilfunkkommunikation innerhalb der Mauer 7 bzw. zwischen einem Mobilfunktelefon 3, das sich innerhalb der Mauer 7 befindet und den Basisstationen 30, 30' unterbunden werden. Mobiltelefone 3, die sich außerhalb des Störbereichs 5 befinden, sollen in ihrer Kommunikation nicht beeinträchtigt werden. Beispielsweise können Vorgaben existieren, nach denen ein Störpegel außerhalb des Störbereichs 5 einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreiten darf. Zusätzlich oder an Stelle dieser Vorgabe kann eine Vorgabe existieren, die das Verhältnis der an einer Position empfangenen Sendeleistung der Basisstation 30, 30' zu der dort empfangenen Störleistung eines Störsignals begrenzt.
Die vorliegende Erfindung stellt hierfür eine Lösung bereit, indem eine dynamische Regelung des Störsignals erfolgt. Hierfür sind an den Eckpunkten des Störbereichs 5 vier Sensoreinheiten 23 bis 23''' positioniert. Im Inneren des Störbereichs 5 befinden sich eine Vielzahl von Sende-Empfangs-Einheiten 10, 10', 10'', die dazu ausgebildet sind, ein Zielsignal des Mobiltelefons 3 zu detektieren und ein entsprechendes Störsignal auszusenden. Die einzelnen Sende-Empfangseinheiten 10, 10', 10'' sowie die Sensoreinheiten 23 bis 23''' sind miteinander vernetzt. Ein Zentralrechner 21 in einer Zentrale 20 kommuniziert mit den Sensoreinheiten 23 bis 23''' und den Sende-Empfangs-Einheiten 10, 10', 10'' über ein entsprechendes Netzwerk. Das Netzwerk kann ein leitungsgebundenes oder leitungsloses Netzwerk sein. Das darauf verwendete Protokoll kann Echtzeitfähig sein oder nicht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Ethernetnetzwerk verwendet.
Ein wesentlicher Vorteil der Vernetzung der Geräte besteht darin, dass bei allen Vorfällen eine zentrale Alarmierung möglich ist. Des Weiteren können die Aktivitäten der Überwachungsgeräte, Sende-Empfangs-Einheiten 10–10'', Sensoreinheiten 23–23''', protokolliert werden. Eine einfache Erweiterung des Netzes und eine schrittweise Installation der Hardware sowie eine zentrale Steuerung aller Geräte sind denkbar.
Wie in der 2 gezeigt, umfasst eine Sende-Empfangs-Einheit 10, 10', 10'' jeweils eine Jammereinheit 40 und eine Mobiltelefon-Detektionseinheit 50. Die Jammereinheit 40 oder Störeinrichtung umfasst einen Signalgenerator 42, einen Verstärker 41 und eine Antenne 43. Der Signalgenerator 42 generiert ein Störsignal, das über den Verstärker 41 verstärkt und mittels der Antenne 43 ausgesandt wird.
Die Mobiltelefon-Detektionseinheit 50 umfasst einen Detektor 52, einen Verstärker 51 und eine Antenne 53. Die Antenne 53 ist dazu ausgebildet, ein Zielsignal, das von dem Mobiltelefon 3 ausgesandt wird, zu empfangen. Der Verstärker 51 der Mobilfunk-Detektionseinheit 50 verstärkt das empfangene Signal und gibt dieses an den Detektor 52 weiter. Sobald der Detektor 52 feststellt, dass das Mobiltelefon 3 sendet, also ein Zielsignal vorliegt, gibt er eine entsprechende Detektionsnachricht an den Zentralrechner 21 aus. Der Zentralrechner 21 reagiert auf diese Detektionsnachricht, indem er eine Aktivierungsnachricht an die Jammereinheit 40 sendet. Aufgrund dieser Nachricht wird die Jammereinheit 40 aktiviert und ein entsprechendes Störsignal versandt. Um die Sendeleistung des Störsignals möglichst gering zu halten, empfängt der Zentralrechner 21 in regelmäßigen Abständen Eingangssignale von den Sensoreinheiten 23 bis 23'''. Der Zentralrechner 21 gibt der Jammereinheit 40 gemäß den empfangenen Eingangssignalen vor, auf welchem Leistungsniveau sie senden soll. Des Weiteren kann der Zentralrechner 21 die Empfindlichkeit der Mobiltelefondetektionseinheit 50 durch entsprechende Signale einstellen.
Die 3 veranschaulicht die Abläufe anhand von zwei Regelschleifen.
In einer ersten Regelschleife fragt der Zentralrechner 21 die Detektionsnachricht der Mobiltelefon-Detektionseinheit 50 ab. Soweit keine Aktivitäten durch die Mobiltelefon-Detektionseinheit festgestellt wurden, erfolgt eine erneute Abfrage der Detektionsnachricht. In diesem Zustand wird kein Störsignal gesendet. Sobald Aktivitäten durch die Mobiltelefon-Detektionseinheit 50 festgestellt wurden, erfolgt ein Stören durch das Aussenden eines Störsignals mittels der Jammereinheit 40.
Die zweite Regelschleife fragt während eines Störvorgangs die Eingangssignale von den Sensoreinheiten 23 bis 23''' ab. Soweit die empfangene Leistung des Störsignals an mindestens einer Sensoreinheit 23 bis 23''' zu hoch ist, wird die Leistung der sendenden Jammereinheit 40 reduziert. Es folgt ein erneutes Abfragen der Eingangssignale. Soweit die empfangene Leistung zu niedrig ist (das Zielsignal wird nicht ausreichend gestört), wird die Leistung erhöht. Das heißt, der Zentralrechner 21 sendet entsprechende Steuersignale an die Jammereinheit 40.
Die Steuersignale für die Jammereinheit 40 können auch an die Mobiltelefon-Detektionseinheit 50 gesendet werden, um die Empfindlichkeit dieser einzustellen.
Es ist denkbar, die empfangene Sendeleistung nicht nur anhand eines statischen Grenzwertes zu regeln, sondern fortlaufend – auch wenn kein Störsignal gesendet wird – Messungen mittels der Sensoreinheiten 23 bis 23''' durchzuführen, die Aufschluss über die Sendeleistung der Basisstationen 30, 30' geben. Um eine sichere Störung des Zielsignals vorzunehmen, kann der Grenzwert bei einer hohen Sendeleistung der Basisstationen 30, 30' erhöht werden, während bei einer niedrigen Leistung der Basisstationen 30, 30' ein Störsignal mit einer geringeren Sendeleistung ausreicht.
Die vorliegende Erfindung stellt Mittel bereit, um eine gezielte Störung eines Mobiltelefons 3 vorzunehmen. Hierfür dient die Vernetzung der einzelnen Sende-Empfangs-Einheiten 10, 10', 10'' mit dem Zentralrechner 21. Betrachtet man die 1, so ist dort ein ein Zielsignal sendendes Mobiltelefon 3 nahe einer ersten Sende-Empfangs-Einheit 10 eingezeichnet. Diese Sende-Empfangs-Einheit 10 detektiert das Zielsignal und sendet eine entsprechende Nachricht an den Zentralrechner 21. Der Zentralrechner 21 sendet eine Aktivierungsnachricht an die erste Sende-Empfangs-Einheit 10, die ein entsprechendes Störsignal aussendet. Das Störsignal kann durch die erste Sensoreinheit 23 empfangen werden und derart eingestellt werden, dass außerhalb des Störbereichs 5 gewisse Vorgaben bezüglich des Störpegels nicht überschritten werden.
Es ist denkbar, dass die zweite Sende-Empfangs-Einheit 10' das Zielsignal des Mobiltelefons 3 ebenfalls empfängt und entsprechende Nachrichten an den Zentralrechner 21 sendet. Dieser kann anhand der empfangenen Nachrichten feststellen, dass sich das Mobiltelefon 3 zwischen der ersten Sende-Empfangs-Einheit 10 und der zweiten Sende-Empfangs-Einheit 10' befindet. Dementsprechend können die jeweiligen Jammereinheiten 40 der Sende-Empfangs-Einheiten 10, 10' aktiviert werden. Eine weitere Sende-Empfangs-Einheit 10'' empfängt das Zielsignal nicht und wird auch von dem Zentralrechner 21 nicht aktiviert.
Es ist denkbar, dass der Zentralrechner 21 die Position der ersten Sende-Empfangs-Einheit 10 kennt und demgemäß die zweite Sende-Empfangs-Einheit 10' aktiviert, ob wohl diese das Zielsignal nicht empfängt. Des Weiteren kann der Zentralrechner 21 die Position der Basisstation 30, 30' und der Sende-Empfangs-Einheit 10 kennen und die Sende-Empfangs-Einheiten 10 bis 10'' aktivieren, die zwischen der Position des Mobilfunktelefons 3 und den Basisstationen 30, 30' positioniert sind. Somit kann eine effiziente Störung des Zielsignals gewährleistet werden, da die räumliche Aufstellung der Jammereinheiten 40 berücksichtigt wird.
Im vorab beschriebenen Ausführungsbeispiel umfasst eine Sende-Empfangs-Einheit 10 bis 10'' jeweils eine Jammereinheit 40 und eine Mobiltelefon-Detektionseinheit 50. Es ist jedoch möglich, eine Vielzahl von Jammereinheiten 40 und Mobiltelefon-Detektionseinheiten räumlich getrennt voneinander anzuordnen. Hierdurch können die einzelnen Mobiltelefon-Detektionseinheiten 50 und Jammereinheiten 40 gemäß ihrer Leistungscharakteristik effizienter genutzt werden. Es ist denkbar, die Position dieser einzelnen Mobiltelefon-Detektionseinheiten 50 und Jammer-Einheiten 40 in dem Zentralrechner 21 zu speichern und diese intelligent anzusteuern. Das heißt, in einem ersten Schritt wird die Position des Mobiltelefons 3 ermittelt und in einem zweiten Schritt die Jammereinheiten 40 ausgewählt, die das lokalisierte Mobiltelefon 3 am besten stören können. Die Sensoreinheiten 23 bis 23''' können ebenfalls als Mobiltelefon-Detektionseinheiten 50 genutzt werden.
Vorzugsweise handelt es sich bei den Sensoreinheiten 23 bis 23''' um Sensoreinheiten 23 bis 23''', die Antennen 24 mit einer starken Richtcharakteristik haben. Somit werden nur die Zielsignale empfangen, die innerhalb des Störbereichs 5 ausgesendet werden. Eine Störung der Leistungsregelung der Jammereinheiten 40 durch einen Sender (z. B. durh eine „falsche” Jammereinheit 40), der sich außerhalb des Störbereichs 5 nahe einer der Sensoreinheiten 23 bis 23''' befindet, wird somit ausgeschlossen. Vorzugsweise umfasst eine derartige Sensoreinheit 23 bis 23''' weitere Antennen 24 mit geringer Richtcharakteristik, die die Signale der Basisstationen 30, 30' erfassen. Alternativ kann zusätzlich eine zentrale Sensoreinheit 23 bis 23''' bereitgestellt werden, die ausschließlich zur Erfassung der Signale der Basisstationen 30, 30' dient.
Der Zentralrechner 21 ist dazu ausgelegt, die Jammereinheiten 40 zeitlich begrenzt zu aktivieren. Eine Deaktivierung kann nach einem vorgegebenen Zeitintervall z. B. ≤ 1 min oder 30 s erfolgen. Des Weiteren ist es denkbar, mittels der Mobiltelefon- Detektionseinheit 50 einen Abbruch der Sendung des Zielsignals zu detektieren und dementsprechend die Jammereinheiten 40 zu deaktivieren.
Des Weiteren ist es möglich, den Zentralrechner 21 mit einem IMSI-Catcher oder den Basisstationen 30, 30' zu verbinden. Somit wäre es möglich, beim Aufbau einer Kommunikationsverbindung mit einer der Basisstationen 30, 30' die IMSI-Nummer des Mobiltelefons 3 zu ermitteln und bei der Aktivierung der Jammereinheiten 40 zu berücksichtigen.
Beispielsweise kann es eine Positivliste von IMSI-Nummern geben. Die Mobiltelefone 3, die eine IMSI-Nummer haben, die auf dieser Positivliste aufgeführt ist, werden von der erfindungsgemäßen Störvorrichtung nicht gestört. Somit können beispielsweise Rettungskräfte oder Aufsichtspersonal mit ihren Mobiltelefonen 3 kommunizieren.

2: Stadt
3: Mobiltelefon
5: Störbereich
7: Mauer
10, 10', 10'': Sende-Empfangs-Einheit
20: Zentrale
21: Zentralrechner
23 bis 23''': Sensoreinheit
24: Antenne der Sensoreinheit
30, 30': Basisstation
40: Jammereinheit
41: Verstärker
42: Signalgenerator
43: Antenne der Jammereinheit
50: Mobiltelefon-Detektionseinheit
51: Verstärker
52: Detektor
53: Antenne der Detektionseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 2006/0153281 A1 [0002]
- US 2007/0099559 A1 [0003, 0003]
- US 2007/0297489 A1 [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- UTMS-Standard [0042]
- Standard IEEE-802.11 [0043]

Claims

Störvorrichtung zum Stören eines Funksignal, umfassend: – mindestens eine Detektionseinrichtung (50) zur Detektion eines Zielsignals, das an mindestens eine Kommunikationseinrichtung (30, 30') ausgesendet wird; – mindestens eine Störeinrichtung (40) zum Stören des Zielsignals durch ein Störsignal; – Steuereinrichtung (21), die zur Steuerung der Störeinrichtung (40) mit dieser in kommunikativer Verbindung steht; dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (21) für die Steuerung der mindestens einen Störeinrichtung (40) mindestens ein Eingangssignal zur Bestimmung einer Sendeleistung der Störeinrichtung (40) und/oder mindestens einer Kommunikationseinrichtung (30, 30') empfängt.
Störvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine Sensoreinheit (23), die zur Erzeugung des Eingangssignals das Störsignal der mindestens einen Störeinrichtung (40) und/oder ein Signal der mindestens einen Kommunikationseinrichtung empfängt.
Störvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sensoreinheit (23) eine Richtantenne (24) umfasst.
Störvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Störeinrichtung (40) zur Bestimmung eines Aktivierungszeitpunkts des Störsignals in kommunikativer Verbindung mit der Detektionseinrichtung (50) steht.
Störvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (21) eine Verarbeitungseinrichtung umfasst, die das Eingangssignal verarbeitet und ein Störeinstellungssignal zur Einstellung einer Sendeleistung der mindestens einen Störeinrichtung (40) erzeugt.
Störvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Detektionseinrichtung (50) in kommunikativer Verbindung mit der Steuereinrichtung (21) steht.
Störvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (21) zum Aussenden von Steuersignalen an die mindestens eine Detektionseinrichtung (50) ausgebildet ist, um eine Empfangsleistung der Detektionseinrichtung (50) einzustellen.
Störvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Detektionseinrichtungen (50) und eine Speichereinrichtung zur Speicherung der Position der Vielzahl von Detektionseinrichtungen (50), um eine Sendeposition eines Geräts, das das Zielsignal erzeugt, zu ermitteln.
Störvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Störeinrichtungen (40), wobei die Speichereinrichtung zur Speicherung der Position der Vielzahl von Störeinrichtungen (40) ausgebildet ist und die Steuereinrichtung (21) mindestens eine Störeinrichtung (40) in Abhängigkeit von der ermittelten Sendeposition aktiviert.
Störvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 8 oder 9, gekennzeichnet durch Überwachungseinrichtungen, insbesondere Kameras, wobei die Steuereinrichtung (21) mit den Überwachungseinrichtungen in kommunikativer Verbindung steht, um diese gemäß der ermittelten Sendeposition auszurichten und/oder zu aktivieren.
Störvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (21) mindestens eine Eingabe- und Ausgabeeinrichtung zur Interaktion mit mindestens einem Benutzer, insbesondere zur manuellen Aktivierung des Störsignals, umfasst.
Verfahren zum Stören eines Zielsignals, das an mindestens eine Kommunikationseinrichtung (30, 30') ausgesendet wird, umfassend die Schritte: – Detektion des Zielsignals mit mindestens einer Detektionseinrichtung (50); – Senden eines Störsignals zum Stören des Zielsignals mittels mindestens einer Störeinrichtung (40); gekennzeichnet durch – Bestimmen einer Sendeleistung der Störeinrichtung (40) und/oder einer Kommunikationseinrichtung (30, 30'); – Einstellen der Sendeleistung der Störeinrichtung (40) in Abhängigkeit von der bestimmten Sendeleistung.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen der Sendeleistung der Störeinrichtung (40) ein Regeln der Sendeleistung gemäß einem vorgegebenen Sendeleistungsintervall umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, insbesondere nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendeleistungsintervall gemäß der bestimmten Sendeleistung der Kommunikationseinrichtung (30, 30') eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch eine Positionsbestimmung eines Geräts (3), das das Zielsignal aussendet, wobei eine Position der mindestens einen Detektionseinrichtung (50) verwendet wird, um die Position des Geräts (3) zu ermitteln.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, insbesondere nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (21) entsprechend der Positionsbestimmung des Geräts (3) mindestens eine Störeinrichtung (40) aus einer Vielzahl von Störeinrichtungen (40) zum Stören des Zielsignals auswählt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der Sendeleistung der mindestens einen Störeinrichtung (40) und/oder der mindestens einen Kommunikationseinrichtung (30, 30') ein Messen einer Sendeleistung mittels einer Antenne (24), insbesondere mit einer vorbestimmten Richtcharakteristik umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, gekennzeichnet durch ein Einstellen der Empfangsleistung mindestens einer Detektionseinrichtung (50) in Abhängigkeit von der bestimmten Sendeleistung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Senden des Störsignals nach der Detektion des Zielsignals über ein vorbestimmtes Zeitintervall erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, gekennzeichnet durch eine Kalibrierung, wobei mindestens ein Trägersignal von mindestens einer Störeinrichtung (40) ausgesendet wird, um die Sendeleistung der Störeinrichtung (40) zu bestimmen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, gekennzeichnet durch ein Verarbeiten des Zielsignals, um eine Sender-Identifikationsnummer, insbesondere eine IMSI-Nummer auszulesen; Vergleichen der Sender-Identifikationsnummer mit einer Vielzahl von Identifikationsnummern in einer Positivliste, wobei kein Störsignal gesendet wird, wenn die Sender-Identifikationsnummer in der Positivliste enthalten ist.