基于5G多制式公眾移動通信終端信號壓制系統研究

摘要：為保障重點涉密場所絕對安全，本文研究設計了一種多制式公眾移動通信終端信號壓制系統，可對國內2G、3G、4G、5G信號進行分別獨立干擾壓制或同時干擾壓制，使一定區域內的移動通信終端無法和基站實現通信，從而達到信號屏蔽的目的。該系統壓制效率高，可以針對各基站制式、各運營商網絡進行精確可控管制，可在實施壓制時有效減小頻譜污染。

關鍵詞：移動通信;頻率;干擾;壓制

中圖分類號：TN929.5;TN820?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）16-0044-01

1 引言

隨著5G移動通信時代的到來，高帶寬、低時延的數據傳輸特性大大拓展了移動通信的應用領域，如自動駕駛、遠程醫療、高清視頻、物聯網等。在移動通信技術高速發展為人們的生產和生活帶來極大便利的同時，也給一些特殊場合的安全保障工作帶來了隱患。

2 移動通信壓制原理

2.1針對移動通信壓制的基本原理是對移動通信信道施加一定功率的干擾電磁波，使得通信接收端收到信號的信噪比降低，無法解調原始信號或是解調信號誤碼率大大增加，導致無法建立起正常的無線通信。

2.2隨著移動通信技術的發展，移動通信設備海量的增加，來自通信系統內部的干擾以及其它設備的電磁干擾越來越多，通信系統自身的抗干擾技術也在不斷的提高，使得移動通信系統可以在一定干擾信號存在的情況下實現可靠通信，這也給信號壓制實施的有效性提高了難度。目前移動通信中主要的抗干擾技術有擴頻通信（如CDMA或WCDMA采用）、跳頻通信（GSM采用）、正交頻分復用技術（4G/5G采用）、信源和信道糾錯編碼技術（所有數字移動通信均采用）等，都大大提高了系統的抗干擾性能。目前5G NR規劃的100MHz寬帶載波以及微波段電磁波傳輸的高方向性都給信號壓制來帶很大的挑戰。為了達到最好的壓制效果，根據不同的無線通信系統，采用的干擾壓制策略也是不同的，通常有以下一些：

（1）噪聲干擾。干擾載波信號是用隨機噪聲波形進行調制的，其意圖是通過將噪聲注入接收機來擾亂正常通信波形。這種信號的帶寬既可以與通信系統所用的整個頻譜帶寬一樣寬，也可以僅僅占用一個信道。需要根據具體的通信系統來考慮選用哪種帶寬進行干擾。

（2）音調干擾。在這種策略下，一個單音信號或多音信號根據需要置于工作頻譜的相應頻率上。這種方式的優點是發射功率集中在某些頻點上，對于某些確定信道的通信干擾效果好，但是對跳頻通信則沒有效果。

（3）掃頻干擾。用一個單音信號或相對窄帶的信號在一段時間內在某個頻段上掃描。對于掃描的某一個時刻，干擾信號的能量集中在一個窄帶的頻段內，對于一段時間，干擾信號則可以覆蓋需要壓制的頻段。由于對每個信道的干擾只有很短的一個時間，則掃頻速度的快慢會直接影響到干擾效果。如果需要壓制的頻段寬度很寬，則掃描一次需要較長時間，實際對每個信道的干擾間隔很長，則誤碼率影響較小。所以在每個信道上的駐留時間希望更長，而掃描周期希望更短，這兩個矛盾的因素往往需要良好的折中才能達到最佳的壓制效果。

（4）跟蹤干擾。設法將干擾頻率定位于發射機的工作頻率，識別需要壓制的頻率，在該頻率上實施干擾。干擾波形可以采用單音干擾，或是噪聲干擾。這種干擾方式適合于固定信道的發射機或是慢跳頻系統。通過跟蹤干擾，可以在確定的頻點上以連續時間能量集中的信號進行干擾，是前面幾種策略中相對效果更好的辦法。

2.3影響壓制效果的因素。

（1）公眾無線通信系統本身抗干擾的能力。通常情況下，新一代的無線通信系統抗干擾性會強于老的，例如LTE會比GSM具有更強的抗干擾性。

（2）發射機與壓制機相對于接收機的位置。在發射機和接收機位置確定的情況下，壓制機離接收機越近，壓制效果越好。

（3）壓制機發射信號的策略。不同的壓制信號策略針對不同的無線通信系統，最終目的是讓壓制信號在接收機的接收信道上駐留的時間越長，施加的功率越大，則壓制效果越好。

3 壓制系統設計

3.1系統功能。該系統主要實現對國內2G/3G/4G/5G公眾移動通信終端進行壓制，使得終端無法和基站建立有效通信，通信終端包括手機或數據通信模塊等設備。系統可以實現2G、3G、4G、5G頻段分別獨立壓制或同時壓制。也可以分不同運營商2G/3G/4G/5G頻段的單獨壓制。

3.2壓制信號模式。不同的基站信號需要采用不同的壓制信號，所以需要壓制信號生成單元可以生成多種壓制信號，具體功能如下：可以產生單音、多音、梳狀譜、線性調頻、數字調制信號、寬帶噪聲等模式信號;壓制信號帶寬和功率連續可調;支持窄帶和寬帶快速跳頻，跳頻速度大于每秒10000次;可實現預置頻點或是連續頻點的掃頻壓制。

4 小結

本文采用靈巧式壓制方式研究設計了一種多制式公眾移動通信終端信號壓制系統，可對國內2G、3G、4G、5G信號進行干擾壓制，最大程度保障涉密場所干擾壓制效果同時兼顧各運營商網絡正常工作不受較嚴重、大范圍影響，具有實踐意義。

參考文獻：

[1] Richard A. Poisel現代通信干擾原理與技術，電子工業出版社，2005

[2]馮小平 楊紹全 通信對抗原理，西安電子科技大學出版社，2009

[3]吳一帆 一種對GSM信號的靈巧式屏蔽方法，移動通信，2013（11）

[4]3GPP TS38.104 V15.3.0 Base Station radio transmission and reception，2018-09

作者簡介：閆冬青，男，漢族，1981.10，籍貫：山東省費縣，學歷：本科，現任和田地區無線電管理局業務科科長，中級通信工程師，研究方向：無線電頻譜管理。