手機(jī)信號屏蔽器原理剖析與使用方法

魏秉國 邢建紅

摘要:手機(jī)通信給人們生活帶來了極大便利,但是在考場等特殊場合,需要避免用手機(jī)通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)泄密、實(shí)施破壞的事件發(fā)生。這時(shí),就應(yīng)當(dāng)利用無線干擾的方式來局部破壞考場區(qū)域的通信。本文分析了手機(jī)信號屏蔽器對移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行局部干擾的原理及實(shí)施有效干擾的方法。

關(guān)鍵詞:手機(jī)通信;控制信道;屏蔽器;使用方法

中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-6148(2009)7(S)-0055-3

當(dāng)今信息時(shí)代,通信技術(shù)的發(fā)展日新月異,移動(dòng)通信作為通信家族中的一支獨(dú)秀,更是在人們的生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域扮演著重要的角色,但手機(jī)在給人們的生活帶來極大便利的同時(shí),也產(chǎn)生一些不容忽視的問題。由于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面甚廣,在有些場合網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn),手機(jī)的使用反而給人們帶來麻煩,甚至出現(xiàn)安全隱患,例如:①成為新的泄密渠道,對保密信息安全構(gòu)成威脅;②成為新的噪聲污染源,干擾了正常工作秩序;③成為新的不安全因素,給企業(yè)安全生產(chǎn)帶來隱患;④成為新的犯罪手段,給社會穩(wěn)定帶來影響。故在有些場所我們應(yīng)能夠人為地破壞或限制這種網(wǎng)絡(luò),避免移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)帶來的危害,于是手機(jī)信號屏蔽器就應(yīng)運(yùn)而生了。

手機(jī)信號屏蔽器,就其實(shí)質(zhì)是對手機(jī)通信賴以生存的無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)施了電磁干擾,使手機(jī)無法入網(wǎng),進(jìn)而也就無法接收移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳來的信息,以及無法通過網(wǎng)絡(luò)向外發(fā)出信息,但它對手機(jī)產(chǎn)生的信號卻沒有任何影響。

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。它由移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MSC及其控制下的各個(gè)基站BS組成,每個(gè)基站包含收、發(fā)信機(jī),基站所發(fā)射的無線電信號在地面覆蓋的范圍雖然是一個(gè)圓,但考慮到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋面的有效性和銜接,故每個(gè)基站實(shí)際的作用范圍是以基站為中心的正六邊形也叫一個(gè)小區(qū)。所有基站覆蓋的總范圍就相當(dāng)于一個(gè)個(gè)相鄰正六邊形的整體排列,如圖2所示。

故移動(dòng)通信也稱之為蜂窩移動(dòng)通信,就每一個(gè)小區(qū)內(nèi)的手機(jī)來說,在進(jìn)行通信時(shí)都是通過信道的上行頻率與基站聯(lián)系,然后將信號轉(zhuǎn)到MSC實(shí)現(xiàn)與其它手機(jī)或固定電話通話;手機(jī)通話時(shí)接收到的無線頻率按頻段來劃分有:

GSM段925-960MHz、

DCS段1805-1880MHz 、

CDMA段869-894MHz、

PHS小靈通1900-1990MHz、

SCDMA450-470MHz、

WCDMA2110-2170MHz、

TD-SCDMA2010-2025MHz。每個(gè)頻段又劃分出許多具有一定帶寬的信道。每個(gè)小區(qū)使用若干個(gè)信道,其中有一個(gè)信道叫廣播控制信道,用BCH表示,其它信道叫業(yè)務(wù)信道。在待機(jī)狀態(tài)下,手機(jī)斷續(xù)地啟動(dòng)接收電路接收所在小區(qū)中的BCH,根據(jù)BCH信號的場強(qiáng),在液晶顯示器LCD上用信號棒顯示信號強(qiáng)度指示RSSI,一旦有電話打入或用手機(jī)向外撥電話時(shí),首先是通過BCH向MSC請示,由MSC處理主叫或被叫,MSC根據(jù)小區(qū)內(nèi)信道的狀況給手機(jī)分配業(yè)務(wù)信道,從而使手機(jī)從BCH上跳轉(zhuǎn)到業(yè)務(wù)信道上實(shí)現(xiàn)通話。由此看來小區(qū)中的BCH是實(shí)現(xiàn)手機(jī)通信的媒介和提前條件,如果手機(jī)在小區(qū)內(nèi)找不到BCH,光屏LCD上就不會有網(wǎng)名和信號強(qiáng)度指示,即手機(jī)會處于無網(wǎng)絡(luò)、不入網(wǎng)的狀態(tài),因而手機(jī)就無法實(shí)現(xiàn)主叫或被叫的功能,即手機(jī)信號相當(dāng)于被屏蔽。

從上述分析可以看出:要使移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋區(qū)內(nèi)的某一特定區(qū)域出現(xiàn)無網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)無法入網(wǎng),就應(yīng)當(dāng)從破壞該區(qū)域中的BCH入手。如果在這一特定區(qū)域內(nèi)人為地發(fā)射頻率與該小區(qū)BCH下行頻率相同的信號,且信號場強(qiáng)大于BCH,則處在該區(qū)域內(nèi)的手機(jī)就無法接收BCH信號,從而使該區(qū)域的手機(jī)無法入網(wǎng),手機(jī)信號屏蔽器就是根據(jù)這一原理制造的。

由于在移動(dòng)通信的任何頻段內(nèi)均包含有許多信道,而每個(gè)信道都可以作為BCH來使用,至于在某一小區(qū)內(nèi)哪個(gè)信道作為BCH,完全由MSC根據(jù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)內(nèi)信道的分布來確定。一般地,為防止信道與信道之間頻率相近而產(chǎn)生相互串?dāng)_,同一小區(qū)內(nèi)信道之間頻率應(yīng)有較大差別,比如使用5號信道后就不要再使用4號、6號等信道,相鄰小區(qū)內(nèi)不能使用相同的信道和相鄰的信道。在每個(gè)小區(qū)內(nèi)分配的若干信道中,指定其中一信道為BCH,其余信道則為業(yè)務(wù)信道。由于BCH的不固定性,屏蔽器使用場合的不確定性,加之小區(qū)相鄰區(qū)域有可能會有兩個(gè)或兩個(gè)以上的BCH,因而利用信號屏蔽器干擾時(shí),應(yīng)是對該區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的所有信道進(jìn)行干擾,即應(yīng)發(fā)射GSM、DCS、PHS、CDMA、SCDMA、WCDMA、TDS-CDMA幾個(gè)頻段中的所有頻率信號,從而達(dá)到對所有手機(jī)信號的干擾,從整體看實(shí)現(xiàn)了對手機(jī)接收信號的屏蔽,切斷手機(jī)與基站之間的聯(lián)系。

要使手機(jī)信號干擾器對移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)有效地實(shí)施干擾,必須確保干擾器發(fā)出的信號場強(qiáng)應(yīng)遠(yuǎn)大于實(shí)施干擾區(qū)域移動(dòng)信號BCH的場強(qiáng),因此同一干擾器使用的地點(diǎn)不同干擾的有效區(qū)域大小不同。一般離基站愈近本地BCH的場強(qiáng)就愈強(qiáng),干擾器達(dá)到有效干擾的區(qū)域就小,一般干擾半徑只能達(dá)到零點(diǎn)幾米~幾米;若離基站愈遠(yuǎn)BCH的場強(qiáng)相對就弱,則干擾器達(dá)到有效干擾的半徑就愈大,可達(dá)十幾米~幾十米。因此在使用干擾器之前應(yīng)充分考慮本地BCH場強(qiáng)的大小,然后再根據(jù)干擾區(qū)域的大小決定干擾器放置的位置、數(shù)量及組合方式?；景l(fā)出的信號場強(qiáng)E與屏蔽器干擾半徑r的關(guān)系曲線如圖3所示:

顯然屏蔽器距基站愈遠(yuǎn),場強(qiáng)愈弱,干擾半徑愈大,反之會愈小。若離基站特別近時(shí)屏蔽器會失去其干擾能力。

同一屏蔽器用在室外比用在室內(nèi)干擾的范圍會成倍增大。若干擾范圍在200m2以內(nèi),一般設(shè)一臺屏蔽器即可,掛在室內(nèi)墻中間,距地面1~1.8米;若大于200m2 ,一般要設(shè)兩臺或兩臺以上,前后墻放置;若干擾空間在室外并大于1000m2應(yīng)采用多臺,且按蜂窩式分布效果較好。

由于手機(jī)使用的頻段是專用的,手機(jī)信號屏蔽器發(fā)射頻率完全落在國家規(guī)定的手機(jī)工作頻段內(nèi),因此它對電視、收音機(jī)等其它電子設(shè)備無影響。同時(shí)手機(jī)屏蔽器只是干擾手機(jī)接收的基站發(fā)射出的BCH,使手機(jī)不能與基站建立聯(lián)系,因此它對手機(jī)不產(chǎn)生任何影響,再者它發(fā)出的信號場強(qiáng)雖說比BCH強(qiáng),但通過測試,它遠(yuǎn)比手機(jī)通話時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射場強(qiáng)弱得多,因而對人體不會產(chǎn)生傷害,可以放心地長時(shí)間使用。

值得注意的是:CDMA手機(jī)相比于GSM手機(jī)的抗干擾能力強(qiáng)得多,因此手機(jī)信號屏蔽器對于CDMA手機(jī)有效屏蔽距離要小,但差別不大約2~4米,所以在一些特別重要的場所,必要時(shí)應(yīng)增加實(shí)施干擾區(qū)內(nèi)手機(jī)信號屏蔽器的數(shù)量,以確保對CDMA手機(jī)的屏蔽效果。

(欄目編輯王柏廬)