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絡泄密、實施破壞的事件發生。這時,就應當利用無線干擾的方式來局部破壞考場區域的通信。本文分析了手機信號屏蔽器對移動通信網絡進行局部干擾的原理及實施有效干擾的方法。

關鍵詞: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,通信技術的發展日新月異,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業生產等各個領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,也產生一些不容忽視的問題。由于移動通信網絡的覆蓋面甚廣,在有些場合網絡的出現,手機的使用反而給人們帶來麻煩,甚至出現安全隱患,例如:①成為新的泄密渠道,對保密信息安全構成威脅;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,給企業安全生產帶來隱患;④成為新的犯罪手段,給社會穩定帶來影響。故在有些場所我們應能夠人為地破壞或限制這種網絡,避免移動網絡帶來的危害,于是手機信號屏蔽器就應運而生了。

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

移動通信網絡結構圖如圖1所示。它由移動業務交換中心MSC及其控制下的各個基站BS組成,每個基站包含收、發信機,基站所發射的無線電信號在地面覆蓋的范圍雖然是一個圓,但考慮到整個網絡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。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,就每一個小區內的手機來說,在進行通信時都是通過信道的上行頻率與基站聯系,然后將信號轉到MSC實現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,其它信道叫業務信道。在待機狀態下,手機斷續地啟動接收電路接收所在小區中的BCH,根據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根據小區內信道的狀況給手機分配業務信道,從而使手機從BCH上跳轉到業務信道上實現通話。由此看來小區中的BCH是實現手機通信的媒介和提前條件,如果手機在小區內找不到BCH,光屏LCD上就不會有網名和信號強度指示,即手機會處于無網絡、不入網的狀態,因而手機就無法實現主叫或被叫的功能,即手機信號相當于被屏蔽。

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

由于在移動通信的任何頻段內均包含有許多信道,而每個信道都可以作為BCH來使用,至于在某一小區內哪個信道作為BCH,完全由MSC根據整個網絡區內信道的分布來確定。一般地,為防止信道與信道之間頻率相近而產生相互串擾,同一小區內信道之間頻率應有較大差別,比如使用5號信道后就不要再使用4號、6號等信道,相鄰小區內不能使用相同的信道和相鄰的信道。在每個小區內分配的若干信道中,指定其中一信道為BCH,其余信道則為業務信道。由于BCH的不固定性,屏蔽器使用場合的不確定性,加之小區相鄰區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,應是對該區域內可能出現的移動通信網絡的所有信道進行干擾,即應發射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,從整體看實現了對手機接收信號的屏蔽,切斷手機與基站之間的聯系。

要使手機信號干擾器對移動網絡有效地實施干擾,必須確保干擾器發出的信號場強應遠大于實施干擾區域移動信號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充分考慮本地BCH場強的大小,然后再根據干擾區域的大小決定干擾器放置的位置、數量及組合方式。基站發出的信號場強E與屏蔽器干擾半徑r的關系曲線如圖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干擾的范圍會成倍增大。若干擾范圍在200m2以內,一般設一臺屏蔽器即可,掛在室內墻中間,距地面1~1.8米;若大于200m2 ,一般要設兩臺或兩臺以上,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,手機信號屏蔽器發射頻率完全落在國家規定的手機工作頻段內,因此它對電視、收音機等其它電子設備無影響。同時手機屏蔽器只是干擾手機接收的基站發射出的BCH,使手機不能與基站建立聯系,因此它對手機不產生任何影響,再者它發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生的電磁輻射場強弱得多,因而對人體不會產生傷害,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,必要時應增加實施干擾區內手機信號屏蔽器的數量,以確保對CDMA手機的屏蔽效果。

(欄目編輯王柏廬)