手机信号屏蔽器原理剖析与使用方法

魏秉国 邢建红

摘要:手机通信给人们生活带来了极大便利,但是在考场等特殊场合,需要避免用手机通过移动通信网络泄密、实施破坏的事件发生。这时,就应当利用无线干扰的方式来局部破坏考场区域的通信。本文分析了手机信号屏蔽器对移动通信网络进行局部干扰的原理及实施有效干扰的方法。

关键词:手机通信;控制信道;屏蔽器;使用方法

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2009)7(S)-0055-3

当今信息时代,通信技术的发展日新月异,移动通信作为通信家族中的一支独秀,更是在人们的生活及工农业生产等各个领域扮演着重要的角色,但手机在给人们的生活带来极大便利的同时,也产生一些不容忽视的问题。由于移动通信网络的覆盖面甚广,在有些场合网络的出现,手机的使用反而给人们带来麻烦,甚至出现安全隐患,例如:①成为新的泄密渠道,对保密信息安全构成威胁;②成为新的噪声污染源,干扰了正常工作秩序;③成为新的不安全因素,给企业安全生产带来隐患;④成为新的犯罪手段,给社会稳定带来影响。故在有些场所我们应能够人为地破坏或限制这种网络,避免移动网络带来的危害,于是手机信号屏蔽器就应运而生了。

手机信号屏蔽器,就其实质是对手机通信赖以生存的无线网络实施了电磁干扰,使手机无法入网,进而也就无法接收移动网络传来的信息,以及无法通过网络向外发出信息,但它对手机产生的信号却没有任何影响。

移动通信网络结构图如图1所示。它由移动业务交换中心MSC及其控制下的各个基站BS组成,每个基站包含收、发信机,基站所发射的无线电信号在地面覆盖的范围虽然是一个圆,但考虑到整个网络覆盖面的有效性和衔接,故每个基站实际的作用范围是以基站为中心的正六边形也叫一个小区。所有基站覆盖的总范围就相当于一个个相邻正六边形的整体排列,如图2所示。

故移动通信也称之为蜂窝移动通信,就每一个小区内的手机来说,在进行通信时都是通过信道的上行频率与基站联系,然后将信号转到MSC实现与其它手机或固定电话通话;手机通话时接收到的无线频率按频段来划分有:

GSM段925-960MHz、

DCS段1805-1880MHz 、

CDMA段869-894MHz、

PHS小灵通1900-1990MHz、

SCDMA450-470MHz、

WCDMA2110-2170MHz、

TD-SCDMA2010-2025MHz。每个频段又划分出许多具有一定带宽的信道。每个小区使用若干个信道,其中有一个信道叫广播控制信道,用BCH表示,其它信道叫业务信道。在待机状态下,手机断续地启动接收电路接收所在小区中的BCH,根据BCH信号的场强,在液晶显示器LCD上用信号棒显示信号强度指示RSSI,一旦有电话打入或用手机向外拨电话时,首先是通过BCH向MSC请示,由MSC处理主叫或被叫,MSC根据小区内信道的状况给手机分配业务信道,从而使手机从BCH上跳转到业务信道上实现通话。由此看来小区中的BCH是实现手机通信的媒介和提前条件,如果手机在小区内找不到BCH,光屏LCD上就不会有网名和信号强度指示,即手机会处于无网络、不入网的状态,因而手机就无法实现主叫或被叫的功能,即手机信号相当于被屏蔽。

从上述分析可以看出:要使移动网络信号覆盖区内的某一特定区域出现无网络、手机无法入网,就应当从破坏该区域中的BCH入手。如果在这一特定区域内人为地发射频率与该小区BCH下行频率相同的信号,且信号场强大于BCH,则处在该区域内的手机就无法接收BCH信号,从而使该区域的手机无法入网,手机信号屏蔽器就是根据这一原理制造的。

由于在移动通信的任何频段内均包含有许多信道,而每个信道都可以作为BCH来使用,至于在某一小区内哪个信道作为BCH,完全由MSC根据整个网络区内信道的分布来确定。一般地,为防止信道与信道之间频率相近而产生相互串扰,同一小区内信道之间频率应有较大差别,比如使用5号信道后就不要再使用4号、6号等信道,相邻小区内不能使用相同的信道和相邻的信道。在每个小区内分配的若干信道中,指定其中一信道为BCH,其余信道则为业务信道。由于BCH的不固定性,屏蔽器使用场合的不确定性,加之小区相邻区域有可能会有两个或两个以上的BCH,因而利用信号屏蔽器干扰时,应是对该区域内可能出现的移动通信网络的所有信道进行干扰,即应发射GSM、DCS、PHS、CDMA、SCDMA、WCDMA、TDS-CDMA几个频段中的所有频率信号,从而达到对所有手机信号的干扰,从整体看实现了对手机接收信号的屏蔽,切断手机与基站之间的联系。

要使手机信号干扰器对移动网络有效地实施干扰,必须确保干扰器发出的信号场强应远大于实施干扰区域移动信号BCH的场强,因此同一干扰器使用的地点不同干扰的有效区域大小不同。一般离基站愈近本地BCH的场强就愈强,干扰器达到有效干扰的区域就小,一般干扰半径只能达到零点几米~几米;若离基站愈远BCH的场强相对就弱,则干扰器达到有效干扰的半径就愈大,可达十几米~几十米。因此在使用干扰器之前应充分考虑本地BCH场强的大小,然后再根据干扰区域的大小决定干扰器放置的位置、数量及组合方式。基站发出的信号场强E与屏蔽器干扰半径r的关系曲线如图3所示:

显然屏蔽器距基站愈远,场强愈弱,干扰半径愈大,反之会愈小。若离基站特别近时屏蔽器会失去其干扰能力。

同一屏蔽器用在室外比用在室内干扰的范围会成倍增大。若干扰范围在200m2以内,一般设一台屏蔽器即可,挂在室内墙中间,距地面1~1.8米;若大于200m2 ,一般要设两台或两台以上,前后墙放置;若干扰空间在室外并大于1000m2应采用多台,且按蜂窝式分布效果较好。

由于手机使用的频段是专用的,手机信号屏蔽器发射频率完全落在国家规定的手机工作频段内,因此它对电视、收音机等其它电子设备无影响。同时手机屏蔽器只是干扰手机接收的基站发射出的BCH,使手机不能与基站建立联系,因此它对手机不产生任何影响,再者它发出的信号场强虽说比BCH强,但通过测试,它远比手机通话时产生的电磁辐射场强弱得多,因而对人体不会产生伤害,可以放心地长时间使用。

值得注意的是:CDMA手机相比于GSM手机的抗干扰能力强得多,因此手机信号屏蔽器对于CDMA手机有效屏蔽距离要小,但差别不大约2~4米,所以在一些特别重要的场所,必要时应增加实施干扰区内手机信号屏蔽器的数量,以确保对CDMA手机的屏蔽效果。

(栏目编辑王柏庐)