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关于5G移动通讯干扰器的学习培训
来源: | 作者:优徕科技 | 发布时间: 3751天前 | 1952 次浏览 | 分享到:

1. 背景

目前市面上的干扰器绝大多数采用的都是单音扫频的干扰方式,此种方式对于宽带通信系统干扰效果较差。为了达到较好的干扰效果,扫频式干扰器发射功率通常较高,一般为2W以上,甚至达到10W 以上,辐射较强,并且射频指标较差,杂散严重,如长期放置室内应用,对人体有潜在风险;另外由于TDD和TDS 是分上、下行时隙,传统干扰器不区分上下行,这样在使用时,会对TD-LIE运营基站干扰极大,直接影响到整个基站覆盖下的所有用户的上行质量,造成对基础通信网络的影响很大。运营商各地频繁出现了一些由于干扰器干扰造成的客户投诉问题。为此,需要开发一种新型的干扰器,通过算法产生高效的干扰信号,以达到绿色、节能和高效的目的。新型干扰器的设计思想为:

1)安装、使用、维护方便;

2)覆盖移动通信全频段;

3)绿色节能,低功耗、低辐射;

4)高干扰效果;

5)精确干扰:只干扰基站下行信号,不会影响运行商的基站。

2. 产品概述

通过对2G、3G4G、5G空口的下行导频/参考信号/同步信号实施仿冒及相干干扰,破坏其同步机制,以达到阻断通信的目的。该设备支持移动、电信和联通的全部频段,对所有移动终端有效;发射功率低(EIRP≤5W),满足《电磁环境控制限值》关于公众暴露控制限值的要求,不影响身体健康;有屏蔽范围大,对管控区域外正常通信影响小;能够感知周围基站信号,智能、自适应地生成并发送干扰信号;具有设备间协同能力、可管理性和故障诊断功能;部署与使用简单,便于携带,可适应各种复杂室内移动信号屏蔽场景。

3. 详细设计

3.1. 硬件单元设计

为减少线缆数量,提高可靠性,内部各模块连接在可能情况下尽量采用硬连接形式。和频率相关模块尽量划分为单独模块。按功能划分为:

3.1.1. FPGA单元

主要由FPGA以及DDR、FLASH等控制逻辑芯片组成,负责开关切换、完成下行同步、产生基带干扰信号、参数配置、ADC/DAC接口数据处理等。

3.1.2. 系统时钟本振单元

完成系统时钟的恢复,变频,分路,给各单元提供时钟信号。

3.1.3. 收发信单元

由模拟放大滤波数控衰减等器件组成,完成模拟信号的放大滤波,变频以及增益调整的功能。发信机共有6路发信工作通路,分别处理6路射频通道的下行小信号。收信机通过切换滤波器和直通完成全频段接收,完成一根天线的低噪声放大,在混频器前有开关切换做OPD和接收,混频后经过中频DGA、ADC进入FPGA进行数据处理。各频段的反馈信号共用一条反馈通路,通过开关切换分别做OPD 和接收。

3.1.4. 功放单元

功放单元完成模拟前端的收发信功能,包括发射方向的功率放大,接收方向的低贮声放大。

完成系统时钟的恢复,变频,分路,给各单元提供时钟信号。

3.1.5. 电源

对电源输入口的24V电源进行检测分析,然后进行隔离电压变换,将24V电源转换成5V电源,再通过 DCDC电源芯片实现板卡需求的3.3V与1.8V等电压。

3.2. 结构设计

HWD (350*160*456 mm)

主要分为如下几个主要组成部分:

Ø 下壳体

Ø 主板单元

Ø 上壳体

Ø 天线

3.3. 安装设计

安装方法:支持桌面安装

3.4. 散热设计

主要采用型材散热方式。

主板上的主要发热芯片通过型材散热片,PCB散热去也使用型材方式。

主要发热芯片通过基板、导热硅脂或导热衬垫将热量传导到散热片上。

完成系统时钟的恢复,变频,分路,给各单元提供时钟信号。

3.5. 包装运输设计

运输环境遵循以下标准:

ETSI EN300019-1-2 V2.1.4 (2003-04) class 2.3《Public transportation》

4. 产品描述

移动通信干扰器主要技术参数如表1所示。

1 移动通信干扰器主要技术参数表

参数类型

参数取值

工作制式及频段(MHz)

GSM

935 – 9601805 – 18151830 – 1840

CDMA 1X/

CDMA 1X EVDO

870 – 880

广电

758-798

WCDMA

954 – 9602130 – 2160

TD-SCDMA

2010 – 20251880 – 1920

LTE/4G(FDD)

870 – 880954 – 9601805 – 18802110 – 2170

LTE/4G(TDD)

1880 – 19202300 – 23902500 - 2690

5G-NR

2500 - 26903300-36004800-4900

WIFI(选配)

2.4G   5.8G

有效阻断距离和面积(基站信号强度)

极好点

≥15 m300平方米)

中点

≥30 m1000 平方米

频点数

(默认配置)

GSM

无限制,特殊处理32个最强的主频点

CDMA/EVDO

8

WCDMA

4,可扩展

TD-SCDMA

7,可扩展

LTE/4G

16,可扩展到2432

5G

29

通道数量(默认配置)

24

发射功率

5W

开机时间

250

安装方式

台式摆放

控制方式

笔记本电脑后端控制

供电方式

220V交流

整机功率

150W

产品尺寸(长**高)

350*160*478 mm

产品重量

9kg

5. 关键技术

产品设计、实现中主要的技术难点和解决办法。

5.1. 2G、3G的干扰方法设计

2G、3G 网络的小区带宽窄,需要对网络使用的全部频段密集干扰,选用合适的干扰信号和信号发送方式,对干扰效果会产生很大影响,在设计前,采用信号发生器进行实验验证,找到最佳的干扰方式,达到最优的干扰效果。

5.2. 2G3G空口信号强弱识别

在不同的干扰区域内网络信号的强弱会不同,甚至在相同的干扰区域内,不同时间段网络信号的强弱也会变化,需要通过空口信号检测方法,检测出空中信号的强弱,这样便于干扰器能控制发送干扰信号的强弱,自适应调整发射功率,以适应更普遍的干扰区域,达到更高效,更节能,更有智能型的信号干扰结果。

5.3. 干扰算法的研究

在以前的干扰器中,主要通过功率压制的方式进行,没有算法。完全是靠干扰器输出大功率干扰信号甚至干扰上行的方式进行,以降低干扰区域的解调门限来实现干扰,对网络影响较大。本项目提出干扰同步算法,不同的时间点与网络进行同步,以降低干扰器干扰的发射功率,达到绿色节能的目的。

5.4. 干扰设备与基站的同步实现

在运营商网络中,TDD网络空口本身是全网同步的,FDD网络的空口不同步。本项目需要研究怎样能够实现与TDD网络在空口上同步,达到只干扰某些特定的RB,以降低切断设备的干扰发射功率,达到更高效的干扰结果。