CN103684653A - 一种移动通信系统通信终端的选择性屏蔽方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于移动通信技术领域，公开了一种移动通信系统通信终端的选择性屏蔽方法，包括如下步骤：首先对基站的前向链路同步信道的信息进行截获和提取，其次对寻呼信道发送给通信终端的业务信道号分配信息进行截获和提取，最后产生和发射与基站前向链路载频、短扰码和分配给非特定通信终端通信的业务信道walsh码相同并且同步的干扰信号，对非特定通信终端的通信进行屏蔽。本发明实现了对特定区域内的非特定通信终端设备实施选择性干扰，使其不能正常通信，但不影响特定通信终端的通信，同时也不影响当地基站的正常工作。

Description

一种移动通信系统通信终端的选择性屏蔽方法

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，具体涉及一种移动通信系统通信终端的选择性屏蔽方法。

背景技术

民用蜂窝移动通信的广泛使用给人们带来了极大方便的同时，在某些特殊场合比如看守所、监狱和其它渉密场所，也给安全和保密工作带来了很大的隐患。需要对这些特定的区域和场所的移动通信进行必要的、适当的限制，以保证安全。在这些特定的场所，需要对一些特定通信终端不屏蔽，而对其余非特定通信终端进行全部屏蔽。

普通的移动通信屏蔽设备大多采用在所需干扰频段内进行锯齿波扫频或梳状谱拦阻的方法，该方法实现简单，但对扩频通信体制的移动通信干扰效果差，需要发射比通信信号功率大几百倍的信号才能压制，对长期处于屏蔽区域内人员的身体健康可能有较大的影响，对周围环境有严重的电磁污染。另外，一些比较灵巧屏蔽器，作为伪基站，将通信终端吸引到的其伪小区，实现对通信终端的屏蔽。以上屏蔽方法，都是对某一特定区域的全部通信终端进行屏蔽，不能实现对一些特定终端不屏蔽，而对其余终端屏蔽。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种移动通信系统通信终端的选择性屏蔽方法，对特定区域内的非特定通信终端设备实施选择性干扰，使其不能正常通信，但不影响特定通信终端的通信，同时也不影响当地基站的正常工作。

本发明采用的主要技术方案是：

一种移动通信系统通信终端的选择性屏蔽方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤①：对基站的前向链路同步信道的信息进行截获和提取，即对基站的前向链路进行导频搜索、同步跟踪，然后，对同步信道进行解扰、解扩、解调、解析，提取寻呼信道掩码和当前长码发生器状态。

步骤②：对寻呼信道发送给通信终端的业务信道号分配信息进行截获和提取，即根据获得的寻呼信道长码掩码和长码发生器状态信息，对寻呼信道进行解扩、解调、解码以及信令提取，截获系统分配给特定通信终端的业务信道的walsh码号。

步骤③：产生和发射与基站前向链路载频、短扰码和分配给非特定通信终端通信的业务信道walsh码相同并且同步的干扰信号，对非特定通信终端的通信进行屏蔽，即利用已获得的基站信号的频率跟踪和短扰码码片跟踪的同步信息，使发射的干扰信号的walsh码和短扰码与基站分配给非特定通信终端的业务信道的walsh码和短扰码完全相同并且同步，干扰基站发送给非特定终端的业务信道信号。

采用本发明带来的有益效果是：实现对特定区域内的非特定通信终端设备实施选择性干扰，使其不能正常通信，但不影响特定通信终端的通信，同时也不影响当地基站的正常工作。

附图说明

以下结合附图作进一步说明：

图1本发明一种移动通信系统通信终端选择性屏蔽器的组成框图；

图2 同步信道解析功能框图；

图3 寻呼信道解析功能框图；

图4 cdma2000非特定业务信道干扰信号产生功能框图；

图5 能量累加相关峰捕获组成框图；

图6 载波残差估计结构框图；

图7 载波同步和定时位同步组成框图；

图8 二阶环路滤波器结构框图。

具体实施方式

步骤①：对基站的前向链路同步信道的信息进行截获和提取；

cdma2000前向链路同步信道反复广播同步信道消息，传送重要的系统信息，所有通信终端都解扩和解调这个信道，对于解调解扩后的数据，进行信道解码和信息解析。本发明也首先要对同步信道的信息进行解扩、解调、解码和解析。

cdma2000前向链路同步信道信号包括一次walsh码分多址扩频、一次短扰码伪随机序列多址。对此进行实时解扩解调，首先，对导频信道进行载波频率和短扰码同步，主要包括对载波频率、短扰码的捕获和跟踪二维设计。其中对信号的捕获包括短扰码起始位置的捕获和载波频率的捕获。对于信号的捕获，通过对AD采样的信号进行频率和码元采样点二维搜索。本设计采用部分码片并行相关搜索方法，并把多个短码周期的并行相关结果进行能量累加，得到相关峰值来实现捕获。同步信道解析功能框图如图2所示。

同步信道消息包以同步信道超帧的第一个同步信道帧体的第一个比特开始。在同步信道消息包前基站将置同步信道体的SOM比特为‘1’，置其它SOM比特为‘0’。基站将在连续的同步信道帧主体中传送同步信道消息。按照协议规定提取出同步信道信令格式。

同步信道具体信令如下：

00011010 (表示26*8=208位，包括消息长度字段和消息体)；

00000001 (消息类型)；

00000101 (协议版本级别，标准级别00000011)；

00000011 (最小协议版本级别)；

011011100101011 (系统识别码)；

0000000000000011 (网络识别码)；

110110000 (导引信号伪随机序列偏置指数)；

010000110001010001111000010001001000011110 (当前长码产生器的状态)；

001010011101100000000000001101000001 (前后两组数据的时间值差3，表示3*80ms时间)：经过分析这３６位的０、１码全部表示的是相对时间（转化为十进制），时间起点是GPS计时的开始时间（1980年6月6日00：00：00），这三组时间转换为十进制时间差正好是采集时间的差值。 

00001101(13sed)；

010000(16小时)；

0(夏令时)；

00(寻呼信道数据速率指示，为9600b/s)；

00100011011(频率分配)；

最后有30位CRC校验码，经过验证正好是前面的178位消息体比特产生的，加上这30位一共是208位，跟第一个解出的消息长度一致。

根据同步信道中的导引信号伪随机序列偏置指数110110000信息及寻呼信道分配号001，可得寻呼信道掩码，形式如下：   

1100_0110_0110_1000_00_xxx_0000_0000_0000_yyyyyyyyy，其中xxx是寻呼信道号，而yyyyyyyyy是导引信号伪随机序列偏置指数。已知同步信道中当前长码发生器状态，根据信道帧同步图，可以实现本地长码状态与寻呼信道数据中的长码状态同步。

步骤②：对寻呼信道发射给特定通信终端的特定业务信道号信息进行截获和提取；

CDMA2000前向链路寻呼信道是经过编码、交织、扩频和调制的扩频信号，供在基站覆盖区中工作的通信终端和基站交互信令信息。基站使用寻呼信道发送系统信息和通信终端特定的消息, 分配给通信终端的业务信道号就在寻呼信道中传输。 

根据步骤1解析的同步信道消息实现寻呼信道长码解扰。同步信道消息中的导引信号PN短码序列偏置指数信息及寻呼信道分配号，可得寻呼信道掩码，形式如下：   

1100_0110_0110_1000_00_aaa_0000_0000_0000_bbbbbbbbb，其中aaa是寻呼信道分配号，而bbbbbbbbb是导引信号PN短码序列偏置指数。并已知同步信道中当前长码产生器状态，根据同步信道参数有效时的时序，可以实现本地长码状态与寻呼信道数据中的长码状态同步。

寻呼信道解析功能框图如图3所示，解析出信令消息。

每个80ms时隙由4个寻呼信道组成，每帧20ms。任何寻呼信道半帧的第一个比特是SCI（同步包指示）比特。一个寻呼信道包由寻呼信道消息和填充比特组成。寻呼信道消息由一个长度字段，一个消息体和一个CRC字段组成；填充比特有0个或更多比特组成。基站可以传送同步或非同步的寻呼信道消息包。同步的消息包开始于寻呼信道半帧的第二个比特。不同步的消息包在前一个消息包后开始。

如果寻呼信道消息结束后在下一个SCI比特前仍有比8比特更多的比特，那么基站可以在该消息后立即传送一个非同步的消息。在其后的一个非同步的寻呼信道消息包中，基站将不会放置填充比特。如果下一个SCI比特少于8比特，或者寻呼信道消息包之后没有非同步的消息包传送，基站将在该消息包中放置足够的填充比特以便通过下一个SCI比特前的比特扩充该消息包，且基站将在紧跟着那个SCI比特之后传送同步消息包。所有填充比特为零。当一个消息后跟着一个SCI比特，基站将置这个SCI比特为‘1’、基站置所有其它SCI比特‘0’。

寻呼信道中通过信令的发射，将移动终端业务信道动态分配信息进行传输，不同终端根据自己特定的IMSI或TMSI号，寻找被分配的业务信道号，然后切换到该信道实现话音等业务的通信。寻呼信道用来分配业务信道号的信令有两类：信道分配消息和扩展信道分配消息。信道分配消息是基本的业务码信道分配信令，扩展信道分配消息是针对业务拥挤后的扩展信令资源，在分配消息中Code_Chan信令为移动台在前向业务信道的基本信道上使用的码信道指针，Cdma_Freq信令为对应包括移动台使用的前向业务信道的cdma信道所分配的cdma频率，Frame_Offset信令为前向和后向业务信道帧偏置，同时Encrypt_Mode信令规定在前向和后向业务信道上发送消息所使用的加密方式。

步骤③：产生和发射与基站前向链路载频、短扰码和分配给非特定通信终端通信的业务信道walsh码相同并且同步的干扰信号，对非特定通信终端的通信进行屏蔽。

实时监控寻呼信道中业务码道的分配情况，每一个出现的业务码道对应的IMSI或TMSI号与特定通信终端的IMSI或TMSI号进行匹配，如果匹配结果相同，则不对该码道进行干扰，如果匹配结果不同，则对该码道进行干扰，干扰信号与基站前向链路载频、短扰码和分配给非特定通信终端通信的业务信道walsh码相同并且同步的，从而实现对非特定通信终端的通信进行屏蔽。

cdma2000非特定业务信道干扰信号产生功能框图如4图所示，多个非特定通信终端同时通信时，产生和发射多路与这些终端对应的业务信道干扰信号。

该干扰信号使用与基站相同的walsh码与短扰码序列，并实现walsh码与短扰码精确同步。选择式干扰信号和基站信号是紧密相关的，接收到的基站信息要实时传送给选择式干扰模块，接收模块和干扰模块均在同一个FPGA实时实现，频率同步信息和码定时信息由接收模块提供，保证干扰信号和基站信号精确同步。

对业务信道短扰码同步是通过接收基站的前向链路信号来确定的。对接收到的基站信号进行低噪放大、模拟下变频和模数转换后，进行正交下变频、CIC低通滤波和抽取、FIR低通滤波，然后，进行短扰码和载波捕获。

本发明用部分码片并行相关搜索方法进行短扰码捕获，采用512码片的并行部分相关，并把多个短扰码周期的并行相关结果再进行能量累加，得到相关峰值来进行捕获，其组成框图如图5所示。捕获模块通过本地短扰码序列与接收数据不断地进行延时滑动相关计算和判决，直到当接收到的基站短扰码和本地短扰码同步误差在0.5个码片范围内时，才能得到相关峰值，并以之为判决量判决信号存在。

频率搜索模块捕获成功后，剩余载波频偏在75Hz左右。直接进入载波环路会导致环路捕获和跟踪的不稳定，因此，先由载波残差估计模块进行剩余频偏估计，估计后的载波频偏误差在20Hz左右，载波残差估计结构框图如图6所示。经过载波残差估计模块后，剩余载波频偏在20Hz左右，进入载波环路和定时恢复环路，进行载波同步和定时位同步。载波同步和定时位同步模块组成框图如图7所示。其中，载波鉴相器为符号(点)鉴相器：                                               

。定时鉴相器采用简化的Gardner鉴相器来实现： 

环路滤波器采用二阶环路滤波器，如8图所示。

为环路滤波器谐振频率，

为环路噪声带宽，

一般根据实际应用既噪声情况由仿真得到，本发明采用

，

为导频信息符号周期。

本发明不局限于以上实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样落在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1. 一种移动通信系统通信终端的选择性屏蔽方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤①：对基站的前向链路同步信道的信息进行截获和提取，即对基站的前向链路进行导频搜索、同步跟踪，然后，对同步信道进行解扰、解扩、解调、解析，提取寻呼信道掩码和当前长码发生器状态；

步骤②：对寻呼信道发送给通信终端的业务信道号分配信息进行截获和提取，即根据获得的寻呼信道长码掩码和长码发生器状态信息，对寻呼信道进行解扩、解调、解码以及信令提取，截获系统分配给特定通信终端的业务信道的walsh码号；

步骤③：产生和发射与基站前向链路载频、短扰码和分配给非特定通信终端通信的业务信道walsh码相同并且同步的干扰信号，对非特定通信终端的通信进行屏蔽，即利用已获得的基站信号的频率跟踪和短扰码码片跟踪的同步信息，使发射的干扰信号的walsh码和短扰码与基站分配给非特定通信终端的业务信道的walsh码和短扰码完全相同并且同步，干扰基站发送给非特定终端的业务信道信号。

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