手機(jī)信號干擾設(shè)備設(shè)計(jì)方案

1 引言
隨著無線電技術(shù)的迅速發(fā)展．恐怖組織和不法分子利用無線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)施高科技恐怖和間諜活動越來越猖獗，給國家安全和人民生活帶來諸多不安定因素，更是對當(dāng)前世界和平穩(wěn)定發(fā)展的大環(huán)境提出挑戰(zhàn)。因此研究抑制信息犯罪的電子對抗技術(shù)具有重要意義。隨著手機(jī)的普及，手機(jī)犯罪案例的上升，當(dāng)前通信制式下的手機(jī)干擾亦成為研究的熱點(diǎn)。

2 基本原理
當(dāng)前通信制式下，基于FDMA/TDMA體制的GSM手機(jī)和基于CDMA體制的CDMA手機(jī)均是通過接收基站發(fā)射的某一頻率的電平信號實(shí)現(xiàn)通信。因此每一個手機(jī)接收機(jī)都有一個抗干擾容限，只要干擾信號與干擾目標(biāo)使用相同頻率且信號電平超過接收機(jī)的抗干擾容限，就使通信不能進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)通信干擾。

2．1 干擾策略

(1)噪聲干擾 干擾信號占用通信系統(tǒng)的部分或整個頻譜，但是這些干擾信號值駐留在頻譜的一個地方。干擾載波信號采用隨機(jī)噪聲波形調(diào)制，即就是將噪聲注入接收機(jī)來干擾通信波形。由于有限干擾功率被擴(kuò)展，寬帶噪聲的干擾功率很低。

(2)掃頻干擾 在整個或部分頻譜內(nèi)掃描波形，在擬干擾頻段和一定時(shí)間段內(nèi)，若干擾信號與通信信號的碰撞概率超過一定數(shù)量時(shí)，則對通信信號的信噪比，誤碼率或誤幀率造成嚴(yán)重影響，產(chǎn)生有效干擾。因此，只要在通信系統(tǒng)使用頻段內(nèi)掃描波形，使其信噪比或誤碼率受到影響即可達(dá)到干擾目的。

(3)音調(diào)干擾單個或多個音調(diào)根據(jù)干擾策略的需要將其置于頻譜內(nèi)相應(yīng)位置。其音調(diào)數(shù)量和位置都會影響干擾性能。單音調(diào)是一個單頻連續(xù)波音調(diào)的干擾信號，在一個頻率上發(fā)射單音調(diào)，又稱點(diǎn)頻干擾。多音調(diào)為干擾機(jī)發(fā)射的多個音調(diào)，這些音調(diào)或隨機(jī)分布或位于特定的頻率。當(dāng)總干擾功率一定時(shí)，將有更多功率分配給單音調(diào)，且比多音調(diào)干擾分配給每個音調(diào)的功率大，從而提高抑制處理增益的概率。如果目標(biāo)系統(tǒng)易受特定音調(diào)干擾，而且干擾機(jī)知道這種情況，音調(diào)不能隨機(jī)分布。因此無論采用哪種音調(diào)干擾對策，系統(tǒng)都會默認(rèn)為該音調(diào)精確位于頻譜的一個頻率，使干擾音調(diào)通過接收機(jī)的濾波器，且不會產(chǎn)生失真或衰減。

當(dāng)前干擾多采用噪聲或掃頻干擾實(shí)現(xiàn)通信干擾，針對數(shù)字移動通信網(wǎng)絡(luò)基站所具有的頻點(diǎn)數(shù)量確定、頻率已知及可幀收等特點(diǎn)，提出采用音調(diào)干擾實(shí)現(xiàn)當(dāng)前通信制式的干擾。以C網(wǎng)手機(jī)干擾為例：干擾信號源針對干擾目標(biāo)生成的基帶信號進(jìn)行頻譜搬移得到對應(yīng)CDMA 800網(wǎng)絡(luò)下行工作頻段的射頻信號，將射頻信號送到發(fā)射機(jī)進(jìn)一步功率放大，并對大功率射頻信號的諧、雜波進(jìn)行濾波處理后發(fā)送至天線，由天線輻射干擾目標(biāo)。由于手機(jī)通信是由接收基站的信號電平實(shí)現(xiàn)的，因此只要干擾機(jī)發(fā)射的同頻信號電平到達(dá)干擾目標(biāo)手機(jī)的電平高于基站到達(dá)干擾目標(biāo)手機(jī)的信號電平，干擾目標(biāo)手機(jī)就不能正常通信。

2．2 設(shè)計(jì)要求與計(jì)算模型

設(shè)干擾目標(biāo)在視距范圍內(nèi)，所需干擾目標(biāo)的接收信號和干擾信號的距離衰減可視為自由空間傳播衰減，自由空間的傳播衰減為：

式中：f為信號頻率；R為信號傳播距離；32．4是頻率單位路徑衰減。

設(shè)發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射功率為Pc，單位為W；發(fā)射天線增益為Gc，單位為dB；發(fā)射距離為Rc，單位為km；信號傳輸損耗為Lost_r_R，單位為dB；信號頻率為fc，單位為MHz。發(fā)射信號到達(dá)接收系統(tǒng)的功率為：

同理，設(shè)干擾系統(tǒng)的發(fā)射功率為Pj，單位為W；系統(tǒng)損耗為Lsys，單位為dB；發(fā)射天線增益為Gi，單位為dB；發(fā)射距離為Rj，單位為km；信號傳輸損耗為Lost_j_R，單位為dB；信號頻率為fc，單位為MHz(與干擾目標(biāo)相同)。則干擾信號到干擾目標(biāo)的功率為：

由于GSM手機(jī)和CDMA手機(jī)都有一個抗干擾容限指標(biāo)，因此，只要干擾信號(不需要太強(qiáng)的功率)產(chǎn)生的綜合效果達(dá)到或超過手機(jī)接收部分的抗干擾容限，就能產(chǎn)生有效干擾，從而阻止手機(jī)的正常通信。通過分析通信目標(biāo)的信號調(diào)制樣式，即可得到的有效干擾目標(biāo)的抗干擾門限為JSR。即：

由此可根據(jù)干擾距離要求，以及對目標(biāo)系統(tǒng)的參數(shù)分析，可得到相應(yīng)的干擾機(jī)發(fā)射功率。