手機信號屏蔽器原理剖析與使用方法

魏秉國 邢建紅

摘要:手機通信給人們生活帶來了極大便利,但是在考場等特殊場合,需要避免用手機通過移動通信網(wǎng)絡(luò)泄密、實施破壞的事件發(fā)生。這時,就應(yīng)當利用無線干擾的方式來局部破壞考場區(qū)域的通信。本文分析了手機信號屏蔽器對移動通信網(wǎng)絡(luò)進行局部干擾的原理及實施有效干擾的方法。

關(guān)鍵詞:手機通信;控制信道;屏蔽器;使用方法

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2009)7(S)-0055-3

當今信息時代,通信技術(shù)的發(fā)展日新月異,移動通信作為通信家族中的一支獨秀,更是在人們的生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域扮演著重要的角色,但手機在給人們的生活帶來極大便利的同時,也產(chǎn)生一些不容忽視的問題。由于移動通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面甚廣,在有些場合網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn),手機的使用反而給人們帶來麻煩,甚至出現(xiàn)安全隱患,例如:①成為新的泄密渠道,對保密信息安全構(gòu)成威脅;②成為新的噪聲污染源,干擾了正常工作秩序;③成為新的不安全因素,給企業(yè)安全生產(chǎn)帶來隱患;④成為新的犯罪手段,給社會穩(wěn)定帶來影響。故在有些場所我們應(yīng)能夠人為地破壞或限制這種網(wǎng)絡(luò),避免移動網(wǎng)絡(luò)帶來的危害,于是手機信號屏蔽器就應(yīng)運而生了。

手機信號屏蔽器,就其實質(zhì)是對手機通信賴以生存的無線網(wǎng)絡(luò)實施了電磁干擾,使手機無法入網(wǎng),進而也就無法接收移動網(wǎng)絡(luò)傳來的信息,以及無法通過網(wǎng)絡(luò)向外發(fā)出信息,但它對手機產(chǎn)生的信號卻沒有任何影響。

移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。它由移動業(yè)務(wù)交換中心MSC及其控制下的各個基站BS組成,每個基站包含收、發(fā)信機,基站所發(fā)射的無線電信號在地面覆蓋的范圍雖然是一個圓,但考慮到整個網(wǎng)絡(luò)覆蓋面的有效性和銜接,故每個基站實際的作用范圍是以基站為中心的正六邊形也叫一個小區(qū)。所有基站覆蓋的總范圍就相當于一個個相鄰正六邊形的整體排列,如圖2所示。

故移動通信也稱之為蜂窩移動通信,就每一個小區(qū)內(nèi)的手機來說,在進行通信時都是通過信道的上行頻率與基站聯(lián)系,然后將信號轉(zhuǎn)到MSC實現(xiàn)與其它手機或固定電話通話;手機通話時接收到的無線頻率按頻段來劃分有:

GSM段925-960MHz、

DCS段1805-1880MHz 、

CDMA段869-894MHz、

PHS小靈通1900-1990MHz、

SCDMA450-470MHz、

WCDMA2110-2170MHz、

TD-SCDMA2010-2025MHz。每個頻段又劃分出許多具有一定帶寬的信道。每個小區(qū)使用若干個信道,其中有一個信道叫廣播控制信道,用BCH表示,其它信道叫業(yè)務(wù)信道。在待機狀態(tài)下,手機斷續(xù)地啟動接收電路接收所在小區(qū)中的BCH,根據(jù)BCH信號的場強,在液晶顯示器LCD上用信號棒顯示信號強度指示RSSI,一旦有電話打入或用手機向外撥電話時,首先是通過BCH向MSC請示,由MSC處理主叫或被叫,MSC根據(jù)小區(qū)內(nèi)信道的狀況給手機分配業(yè)務(wù)信道,從而使手機從BCH上跳轉(zhuǎn)到業(yè)務(wù)信道上實現(xiàn)通話。由此看來小區(qū)中的BCH是實現(xiàn)手機通信的媒介和提前條件,如果手機在小區(qū)內(nèi)找不到BCH,光屏LCD上就不會有網(wǎng)名和信號強度指示,即手機會處于無網(wǎng)絡(luò)、不入網(wǎng)的狀態(tài),因而手機就無法實現(xiàn)主叫或被叫的功能,即手機信號相當于被屏蔽。

從上述分析可以看出:要使移動網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋區(qū)內(nèi)的某一特定區(qū)域出現(xiàn)無網(wǎng)絡(luò)、手機無法入網(wǎng),就應(yīng)當從破壞該區(qū)域中的BCH入手。如果在這一特定區(qū)域內(nèi)人為地發(fā)射頻率與該小區(qū)BCH下行頻率相同的信號,且信號場強大于BCH,則處在該區(qū)域內(nèi)的手機就無法接收BCH信號,從而使該區(qū)域的手機無法入網(wǎng),手機信號屏蔽器就是根據(jù)這一原理制造的。

由于在移動通信的任何頻段內(nèi)均包含有許多信道,而每個信道都可以作為BCH來使用,至于在某一小區(qū)內(nèi)哪個信道作為BCH,完全由MSC根據(jù)整個網(wǎng)絡(luò)區(qū)內(nèi)信道的分布來確定。一般地,為防止信道與信道之間頻率相近而產(chǎn)生相互串擾,同一小區(qū)內(nèi)信道之間頻率應(yīng)有較大差別,比如使用5號信道后就不要再使用4號、6號等信道,相鄰小區(qū)內(nèi)不能使用相同的信道和相鄰的信道。在每個小區(qū)內(nèi)分配的若干信道中,指定其中一信道為BCH,其余信道則為業(yè)務(wù)信道。由于BCH的不固定性,屏蔽器使用場合的不確定性,加之小區(qū)相鄰區(qū)域有可能會有兩個或兩個以上的BCH,因而利用信號屏蔽器干擾時,應(yīng)是對該區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)的移動通信網(wǎng)絡(luò)的所有信道進行干擾,即應(yīng)發(fā)射GSM、DCS、PHS、CDMA、SCDMA、WCDMA、TDS-CDMA幾個頻段中的所有頻率信號,從而達到對所有手機信號的干擾,從整體看實現(xiàn)了對手機接收信號的屏蔽,切斷手機與基站之間的聯(lián)系。

要使手機信號干擾器對移動網(wǎng)絡(luò)有效地實施干擾,必須確保干擾器發(fā)出的信號場強應(yīng)遠大于實施干擾區(qū)域移動信號BCH的場強,因此同一干擾器使用的地點不同干擾的有效區(qū)域大小不同。一般離基站愈近本地BCH的場強就愈強,干擾器達到有效干擾的區(qū)域就小,一般干擾半徑只能達到零點幾米~幾米;若離基站愈遠BCH的場強相對就弱,則干擾器達到有效干擾的半徑就愈大,可達十幾米~幾十米。因此在使用干擾器之前應(yīng)充分考慮本地BCH場強的大小,然后再根據(jù)干擾區(qū)域的大小決定干擾器放置的位置、數(shù)量及組合方式?；景l(fā)出的信號場強E與屏蔽器干擾半徑r的關(guān)系曲線如圖3所示:

顯然屏蔽器距基站愈遠,場強愈弱,干擾半徑愈大,反之會愈小。若離基站特別近時屏蔽器會失去其干擾能力。

同一屏蔽器用在室外比用在室內(nèi)干擾的范圍會成倍增大。若干擾范圍在200m2以內(nèi),一般設(shè)一臺屏蔽器即可,掛在室內(nèi)墻中間,距地面1~1.8米;若大于200m2 ,一般要設(shè)兩臺或兩臺以上,前后墻放置;若干擾空間在室外并大于1000m2應(yīng)采用多臺,且按蜂窩式分布效果較好。

由于手機使用的頻段是專用的,手機信號屏蔽器發(fā)射頻率完全落在國家規(guī)定的手機工作頻段內(nèi),因此它對電視、收音機等其它電子設(shè)備無影響。同時手機屏蔽器只是干擾手機接收的基站發(fā)射出的BCH,使手機不能與基站建立聯(lián)系,因此它對手機不產(chǎn)生任何影響,再者它發(fā)出的信號場強雖說比BCH強,但通過測試,它遠比手機通話時產(chǎn)生的電磁輻射場強弱得多,因而對人體不會產(chǎn)生傷害,可以放心地長時間使用。

值得注意的是:CDMA手機相比于GSM手機的抗干擾能力強得多,因此手機信號屏蔽器對于CDMA手機有效屏蔽距離要小,但差別不大約2~4米,所以在一些特別重要的場所,必要時應(yīng)增加實施干擾區(qū)內(nèi)手機信號屏蔽器的數(shù)量,以確保對CDMA手機的屏蔽效果。

(欄目編輯王柏廬)