基于5G多制式公众移动通信终端信号压制系统研究

摘要：为保障重点涉密场所绝对安全，本文研究设计了一种多制式公众移动通信终端信号压制系统，可对国内2G、3G、4G、5G信号进行分别独立干扰压制或同时干扰压制，使一定区域内的移动通信终端无法和基站实现通信，从而达到信号屏蔽的目的。该系统压制效率高，可以针对各基站制式、各运营商网络进行精确可控管制，可在实施压制时有效减小频谱污染。

关键词：移动通信;频率;干扰;压制

中图分类号：TN929.5;TN820   文献标识码：A   文章编号：1672-9129（2020）16-0044-01

1 引言

随着5G移动通信时代的到来，高带宽、低时延的数据传输特性大大拓展了移动通信的应用领域，如自动驾驶、远程医疗、高清视频、物联网等。在移动通信技术高速发展为人们的生产和生活带来极大便利的同时，也给一些特殊场合的安全保障工作带来了隐患。

2 移动通信压制原理

2.1针对移动通信压制的基本原理是对移动通信信道施加一定功率的干扰电磁波，使得通信接收端收到信号的信噪比降低，无法解调原始信号或是解调信号误码率大大增加，导致无法建立起正常的无线通信。

2.2随着移动通信技术的发展，移动通信设备海量的增加，来自通信系统内部的干扰以及其它设备的电磁干扰越来越多，通信系统自身的抗干扰技术也在不断的提高，使得移动通信系统可以在一定干扰信号存在的情况下实现可靠通信，这也给信号压制实施的有效性提高了难度。目前移动通信中主要的抗干扰技术有扩频通信（如CDMA或WCDMA采用）、跳频通信（GSM采用）、正交频分复用技术（4G/5G采用）、信源和信道纠错编码技术（所有数字移动通信均采用）等，都大大提高了系统的抗干扰性能。目前5G NR规划的100MHz宽带载波以及微波段电磁波传输的高方向性都给信号压制来带很大的挑战。为了达到最好的压制效果，根据不同的无线通信系统，采用的干扰压制策略也是不同的，通常有以下一些：

（1）噪声干扰。干扰载波信号是用随机噪声波形进行调制的，其意图是通过将噪声注入接收机来扰乱正常通信波形。这种信号的带宽既可以与通信系统所用的整个频谱带宽一样宽，也可以仅仅占用一个信道。需要根据具体的通信系统来考虑选用哪种带宽进行干扰。

（2）音调干扰。在这种策略下，一个单音信号或多音信号根据需要置于工作频谱的相应频率上。这种方式的优点是发射功率集中在某些频点上，对于某些确定信道的通信干扰效果好，但是对跳频通信则没有效果。

（3）扫频干扰。用一个单音信号或相对窄带的信号在一段时间内在某个频段上扫描。对于扫描的某一个时刻，干扰信号的能量集中在一个窄带的频段内，对于一段时间，干扰信号则可以覆盖需要压制的频段。由于对每个信道的干扰只有很短的一个时间，则扫频速度的快慢会直接影响到干扰效果。如果需要压制的频段宽度很宽，则扫描一次需要较长时间，实际对每个信道的干扰间隔很长，则误码率影响较小。所以在每个信道上的驻留时间希望更长，而扫描周期希望更短，这两个矛盾的因素往往需要良好的折中才能达到最佳的压制效果。

（4）跟踪干扰。设法将干扰频率定位于发射机的工作频率，识别需要压制的频率，在该频率上实施干扰。干扰波形可以采用单音干扰，或是噪声干扰。这种干扰方式适合于固定信道的发射机或是慢跳频系统。通过跟踪干扰，可以在确定的频点上以连续时间能量集中的信号进行干扰，是前面几种策略中相对效果更好的办法。

2.3影响压制效果的因素。

（1）公众无线通信系统本身抗干扰的能力。通常情况下，新一代的无线通信系统抗干扰性会强于老的，例如LTE会比GSM具有更强的抗干扰性。

（2）发射机与压制机相对于接收机的位置。在发射机和接收机位置确定的情况下，压制机离接收机越近，压制效果越好。

（3）压制机发射信号的策略。不同的压制信号策略针对不同的无线通信系统，最终目的是让压制信号在接收机的接收信道上驻留的时间越长，施加的功率越大，则压制效果越好。

3 压制系统设计

3.1系统功能。该系統主要实现对国内2G/3G/4G/5G公众移动通信终端进行压制，使得终端无法和基站建立有效通信，通信终端包括手机或数据通信模块等设备。系统可以实现2G、3G、4G、5G频段分别独立压制或同时压制。也可以分不同运营商2G/3G/4G/5G频段的单独压制。

3.2压制信号模式。不同的基站信号需要采用不同的压制信号，所以需要压制信号生成单元可以生成多种压制信号，具体功能如下：可以产生单音、多音、梳状谱、线性调频、数字调制信号、宽带噪声等模式信号;压制信号带宽和功率连续可调;支持窄带和宽带快速跳频，跳频速度大于每秒10000次;可实现预置频点或是连续频点的扫频压制。

4 小结

本文采用灵巧式压制方式研究设计了一种多制式公众移动通信终端信号压制系统，可对国内2G、3G、4G、5G信号进行干扰压制，最大程度保障涉密场所干扰压制效果同时兼顾各运营商网络正常工作不受较严重、大范围影响，具有实践意义。

参考文献：

[1] Richard A. Poisel现代通信干扰原理与技术，电子工业出版社，2005

[2]冯小平 杨绍全 通信对抗原理，西安电子科技大学出版社，2009

[3]吴一帆 一种对GSM信号的灵巧式屏蔽方法，移动通信，2013（11）

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

作者简介：闫冬青，男，汉族，1981.10，籍贯：山东省费县，学历：本科，现任和田地区无线电管理局业务科科长，中级通信工程师，研究方向：无线电频谱管理。