一种基于系统信息的LTE信号屏蔽方法及系统[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 107171766 A(43)申请公布日 2017.09.15

(21)申请号 201710600046.0(22)申请日 2017.07.21

(71)申请人 中国电子科技集团公司第二十九研

究所

地址 610036 四川省成都市金牛区营康西

路496号(72)发明人 龙杰锋　

(74)专利代理机构 成都九鼎天元知识产权代理

有限公司 51214

代理人 钱成岑(51)Int.Cl.

H04K 3/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书5页 附图1页

(54)发明名称

一种基于系统信息的LTE信号屏蔽方法及系统

(57)摘要

本发明公开了一种基于系统信息的LTE信号屏蔽方法和系统，方法具体包括：步骤(1)接收目

步骤标屏蔽区域内LTE基站工作频点的LTE信息；

(2)利用接收到的LTE信息，获取所述工作频点下LTE小区的物理层识别信息；步骤(3)根据LTE小区的物理层识别信息生成屏蔽信号；步骤(4)周期性发送屏蔽信号。所述信号屏蔽方法和系统能减少对目标屏蔽区域外正常工作LTE基站的干扰，有效提升屏蔽系统的LTE信号屏蔽效率，降低LTE屏蔽信号的实现难度与实现成本。

CN 107171766 ACN 107171766 A

权　利　要　求　书

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1.一种基于系统信息的LTE信号屏蔽方法，其特征在于包括：步骤(1)接收目标屏蔽区域内LTE基站工作频点的LTE信息；步骤(2)利用接收到的LTE信息，获取所述工作频点下LTE小区的物理层识别信息；步骤(3)根据LTE小区的物理层识别信息生成屏蔽信号；步骤(4)周期性发送屏蔽信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于系统信息的LTE信号屏蔽方法，其特征在于，所述屏蔽信号为包含信道的基带数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于系统信息的LTE信号屏蔽方法，其特征在于，所述基带数据包括PSS、SSS、CRS、携带MIB信息的PBCH数据、携带SIB1信息的PDSCH以及解析PDSCH所需的PCFICH数据和PDCCH数据。

4.根据权利要求3所述的一种基于系统信息的LTE信号屏蔽方法，其特征在于，所述基带数据SIB1信息中的跟踪区域码值不同于目标屏蔽区域内相同物理层识别信息的LTE小区SIB1信息中携带的跟踪区域码值。

5.根据权利要求3所述的一种基于系统信息的LTE信号屏蔽方法，其特征在于，所述基带数据中携带SIB1信息子帧出现的频率高于LTE协议规定的携带SIB1信息子帧出现的频率。

6.根据权利要求1所述的一种基于系统信息的LTE信号屏蔽方法，其特征在于，步骤(4)中发送所述屏蔽信号的工作频点与步骤(2)中所述工作频点相同。

7.根据权利要求1所述的一种基于系统信息的LTE信号屏蔽方法，其特征在于，步骤(4)中循环发送所述屏蔽信号的帧Timing为不同于目标屏蔽区域内LTE基站帧Timing的任意值。

8.根据权利要求1所述的一种基于系统信息的LTE信号屏蔽方法，其特征在于，目标屏蔽区域内一个工作频点对应多个LTE小区时，根据每个LTE小区的物理层识别信息分别生成对应屏蔽信号，所述屏蔽信号均在该工作频点发送。

9.根据权利要求1所述的一种基于系统信息的LTE信号屏蔽方法，其特征在于，目标屏蔽区域内存在多个工作频点时，根据每个工作频点下每个LTE小区的物理层识别信息分别生成对应屏蔽信号，所述屏蔽信号在对应工作频点发送。

10.一种基于系统信息的LTE信号屏蔽系统，其特征在于包括LTE信息接收单元、物理层识别信息获取单元、屏蔽信号生成单元和屏蔽信号发送单元，所述LTE信息接收单元用于接收目标屏蔽区域内LTE基站工作频点的LTE信息；所述物理层识别信息获取单元用于利用接收到的LTE信息，获取所述工作频点下LTE小区的物理层识别信息；所述屏蔽信号生成单元用于根据LTE小区的物理层识别信息生成屏蔽信号；所述屏蔽信号发送单元用于周期性发送屏蔽信号。

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一种基于系统信息的LTE信号屏蔽方法及系统

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技术领域

[0001]本发明涉及通信管制领域，尤其是一种基于系统信息的LTE信号屏蔽方法及系统。背景技术

[0002]随着移动通信技术的不断发展，LTE(Long Term Evolution，长期演进,也称4G)制式的手机也越来越普遍，LTE手机给人们带来高带宽、高速率下载等便利的同时，也带来了一些安全隐患。手机通信都是通过无线信道来进行通信的，而无线信道具有开放性，利用某些接收设备就能够截获手机的通话信息，并对其进行定位、跟踪和监视。在某些特殊场合，例如涉密会议室、国家重要或军事部门等特殊环境中，为防止手机通信泄密，是不希望有手机进行通信的。因此，需要利用信号屏蔽系统切断手机与基站的联系，使得手机无法向外发送数据，从而杜绝信息外泄的可能。

[0003]当前常见屏蔽信号方式之一是基于功率压制的模式，即屏蔽系统利用噪声作为干扰信号，在需要干扰的LTE频率范围内发射大功率宽带白噪声或以扫频的方式发射白噪声。此类屏蔽系统发送的大功率噪声降低了手机接收信号的信噪比，使得手机解调性能变差，进而阻断手机通信。该方案属于通用的信号屏蔽方法，据此产生的专利较多，例如中国专利CN104753625A公开了一种TD-LTE信号干扰器的实现方法，就是根据扫频式干扰原理针对TD-LTE的下行信号进行干扰来实现的。

[0004]功率压制式信号屏蔽系统有着明显的缺点，该方案要求在LTE工作频段内发送大功率噪声，譬如在LTE公网-85dbm信号强度下，屏蔽距离达300米，需要干扰发射功率达到60瓦以上，故该方案一般无法满足国家环境电磁波卫生标准的要求，其高功率发射导致的电磁辐射势必会影响人体健康。同时该干扰方案如果直接应用到TDD(Time Diveision Duplex，时分双工)-LTE系统时，较易对基站的上行链路造成影响，导致屏蔽区域外的LTE基站无法正常工作，从而使非屏蔽区域内的用户无法通信，影响人们的正常工作和生活。[0005]信令仿冒的干扰方式是屏蔽系统模拟基站的行为，发射与基站信号/信令类似的干扰信号/信令，使得手机无法正确解出基站的相关信息从而阻断手机通信。该方案是只在信号/信令所在的时频资源上发射仿冒信令/信号，发射功率相对功率压制方式降低很多，且不会对上行链路造成影响。对于LTE系统来说，可以被干扰的信号/信令有PSS(Primary Synchronization signal，主同步信号)，SSS(Secondary Synchronization Signal，辅同步信号)，CRS(Common Reference Signal，公共参考信号)，PBCH(Physical Broadcast Channel，物理广播信道)、PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel，物理控制格式指示信道)等。例如中国专利CN105049148A公开了一种基于同步信号的LTE干扰方法和系统，中国专利CN104158619A公开了一种基于CRS信号的LTE信号屏蔽方法和系统，中国专利CN103684652A公开了一种综合了干扰PBCH、PCFICH以及CRS的LTE信号屏蔽方法。[0006]信令仿冒干扰方式同样也存在很多的缺点，其中一个缺点是干扰效率上，PSS和SSS的抗干扰能力较强，且手机并非实时解码同步信号，因此对于RRC-CONNECTED(RRC连接态)用户干扰效果不理想；PBCH信道的干扰同样对RRC-CONNECTED用户失效，因为LTE手机只

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在初始接入时解调PBCH的广播信息；而干扰CSR虽然效果较好，但是干扰生效时的设备发射功率还是较大。在LTE公网-85dbm信号强度下，屏蔽距离达300米，干扰CRS的发射功率同样需要达到20瓦以上。另外一个缺点是，仿冒信号需要和本地压制区域的基站发射信号处在相同时频资源上，这就需要压制系统解析本地基站信息，并获取基站帧同步信号，并和本地基站严格同步，提高了压制系统的实现难度和成本。发明内容

[0007]本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种能够减少对目标屏蔽区域外正常工作LTE基站干扰的屏蔽效率高、实现成本低、普适性广的基于系统信息的LTE信号屏蔽方法和系统。

[0008]本发明采用的技术方案如下：

[0009]一种基于系统信息的LTE信号屏蔽方法，具体包括：

[0010]步骤(1)接收目标屏蔽区域内LTE基站工作频点的LTE信息；[0011]步骤(2)利用接收到的LTE信息，获取所述工作频点下LTE小区的物理层识别信息；[0012]步骤(3)根据LTE小区的物理层识别信息生成屏蔽信号；[0013]步骤(4)周期性发送屏蔽信号。[0014]进一步地，所述屏蔽信号为包含信道的基带数据。[0015]进一步地，所述基带数据包括PSS、SSS、CRS、携带MIB信息的PBCH数据、携带SIB1信息的PDSCH以及解析PDSCH所需的PCFICH数据和PDCCH数据。[0016]进一步地，所述基带数据SIB1信息中的跟踪区域码值不同于目标屏蔽区域内相同物理层识别信息的LTE小区SIB1信息中携带的跟踪区域码值。[0017]进一步地，所述基带数据中携带SIB1信息子帧出现的频率高于LTE协议规定的携带SIB1信息子帧出现的频率。[0018]进一步地，步骤(4)中发送所述屏蔽信号的工作频点与步骤(2)中所述工作频点相同。

[0019]进一步地，步骤(4)中循环发送所述屏蔽信号的帧Timing为不同于目标屏蔽区域内LTE基站帧Timing的任意值。[0020]进一步地，目标屏蔽区域内一个工作频点对应多个LTE小区时，根据每个LTE小区的物理层识别信息分别生成对应屏蔽信号，所述屏蔽信号均在该工作频点发送。[0021]进一步地，目标屏蔽区域内存在多个工作频点时，根据每个工作频点下每个LTE小区的物理层识别信息分别生成对应屏蔽信号，所述屏蔽信号在对应工作频点发送。[0022]一种基于系统信息的LTE信号屏蔽系统，包括LTE信息接收单元、物理层识别信息获取单元、屏蔽信号生成单元和屏蔽信号发送单元，所述LTE信息接收单元用于接收目标屏蔽区域内LTE基站工作频点的LTE信息；所述物理层识别信息获取单元用于利用接收到的LTE信息，获取所述工作频点下LTE小区的物理层识别信息；所述屏蔽信号生成单元用于根据LTE小区的物理层识别信息生成屏蔽信号；所述屏蔽信号发送单元用于周期性发送屏蔽信号。

[0023]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明提供的基于系统信息的LTE信号屏蔽方法和系统对LTE信号具有良好的屏蔽效果，具体表现在：1、对LTE制式具有普适性，适用于

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屏蔽FDD-LTE或TDD-LTE两种LTE制式的信号；2、对处于任何状态的LTE终端都适用，处于RRC_IDLE以及RRC_CONNECT状态的终端信号都可以被有效屏蔽；3、有效提升了LTE信号的屏蔽效率，该方案在LTE公网-85dbm信号强度下，屏蔽距离达300米时，所需的发射功率只需要0.4瓦左右，比现有扫频式屏蔽方案效率提升100多倍；4、实现技术简单，只需要获取屏蔽区域服务基站的物理层识别信息，根据物理层识别信息按照LTE协议生成PBCH、PSS、SSS、CRS以及PDSCH(携带系统信息)及对应的PCFICH、PDCCH等信道基带数据，随后将该数据发送至对应LTE频点即可起到屏蔽效果；5、实现成本低，系统运行过程中不需和目标屏蔽区域内的LTE基站保持同步，不和LTE终端进行信令交互,只需单向发射仿冒信令，能有效降低实现成本；6、对正常LTE基站干扰小，由于发射功率较小，该LTE屏蔽方法只对屏蔽区域的系统信息进行干扰，不会影响LTE的上行，故不会影响到屏蔽区域外的正常LTE基站；7、发射功率低，辐射较小，对人体无辐射伤害。附图说明

[0024]本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

[0025]图1为本发明实施例提供的基于系统信息的LTE信号屏蔽方法流程图。

具体实施方式

[0026]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。[0027]本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

[0028]LTE系统信息分成MasterInformationBlock(MIB)和多个SystemInformation Blocks(SIBs)。MIB在广播信道PBCH上进行传输，它包括有限个最重要、最常用的传输参数，这些参数是获取其它系统信息的必需参数。在SystemInformation(SI)消息中承载的是SIB，但不包含SystemInformation BlockType1，SIB到SI消息的映射是灵活配置的，由在SystemInformationBlockType1中包含的schedulingInfoList参数进行配置。因此LTE系统信息包括MIB、SystemInformationBlockType1以及其他的SI(SystemInformationBlockType2～SystemInformationBlockType13)，其中SystemInformationBlockType1和所有SI消息通过PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)传输。

[0029]无论是处在RRC_IDLE和RRC_CONNECTED状态的UE(User Equipment)，获取系统信息的流程为：UE获取系统信息一般会先解析系统信息中的MIB(如果已经获取MIB，则此步省略),然后解析SystemInformationBlockType1(SIB1)，然后再根据SIB1中的指示解析其他系统信息(SIB2～SIB13)，从而获得接入LTE系统的所需参数。[0030]本文涉及的英文缩写有[0031]PSS：Primary Synchronization signal，主同步信号；[0032]SSS：Secondary Synchronization Signal，辅同步信号；[0033]CRS：Common Reference Signal，公共参考信号；

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PBCH：Physical Broadcast Channel，物理广播信道；PDSCH:Physical Downlink Shared Channel,物理下行共享信道；PCFICH：Physical Control Format Indicator Channel，物理控制格式指示信

道；

PDCCH：Physical Downlink Control Channel，物理下行控制信道；

[0038]MIB：Master Information Block，主信息块；[0039]SIB1：System Information Block1，系统信息块1。[0040]本发明技术方案为构造一个仿冒LTE小区，仿冒LTE小区具有正常LTE小区的部分功能，它周期性地发送正常下行信道PBCH(携带MIB)、PSS、SSS、CRS以及PDSCH(携带系统信息SIB1)和解析PDSCH所必需的PDCCH和PCFICH，仿冒LTE小区的帧Timing为不与屏蔽区域LTE基站帧Timing严格对齐的任意值。

[0041]图1为本发明实施例提供的基于系统信息的LTE信号屏蔽方法流程图，如图1所示，一种基于系统信息的LTE信号屏蔽方法，具体包括：

[0042]步骤(1)接收目标屏蔽区域内LTE基站工作频点的LTE信息；[0043]步骤(2)利用接收到的LTE信息，获取所述工作频点下LTE小区的物理层识别信息；[0044]步骤(3)根据LTE小区的物理层识别信息生成屏蔽信号；[0045]步骤(4)周期性发送屏蔽信号。

[0046]搜索目标屏蔽区域内LTE基站的频点信息，并接收每个工作频点的LTE信息，利用接收到的LTE信息，解析每个工作频点下的LTE小区同步信道，获取每个LTE小区的物理层识别信息。根据LTE小区的物理层识别信息按子帧生成屏蔽信号，所述屏蔽信号为包含信道的基带数据，所述基带数据包括PSS、SSS、CRS、携带MIB信息的PBCH数据、携带SIB1信息的PDSCH以及解析PDSCH所需的PCFICH数据和PDCCH数据。

[0047]所述基带数据SIB1信息中的跟踪区域码值不同于目标屏蔽区域内相同物理层识别信息的LTE小区SIB1信息中携带的跟踪区域码值；MIB信息中的天线、带宽等参数可以随意配置；所述基带数据中携带SIB1信息子帧出现的频率高于LTE协议规定的携带SIB1信息子帧出现的频率，例如LTE协议规定SIB1信息每5个子帧发送一次，传输周期是20ms，则屏蔽信息中SIBI信息可以每2个子帧发送一次，传输周期为10ms，以增加SIB1被用户设备解析的可能性。

[0048]在步骤(2)所述工作频点发送屏蔽信号，循环发送所述屏蔽信号的帧Timing为不同于目标屏蔽区域内LTE基站帧Timing的任意值，仿冒LTE小区运行过程中不需和目标屏蔽区域内的LTE基站保持同步，不和LTE终端进行信令交互,只需单向发射仿冒信令，能有效降低实现成本。

[0049]目标屏蔽区域内一个工作频点对应多个LTE小区时，需要仿冒多个LTE小区，根据每个LTE小区的物理层识别信息分别生成对应屏蔽信号，所述屏蔽信号均在该工作频点上周期性发送；目标屏蔽区域内存在多个工作频点时，每个工作频点对应多个LTE小区，根据每个工作频点下每个LTE小区的物理层识别信息分别生成对应屏蔽信号，所述屏蔽信号在对应工作频点发送。

[0050]一种基于系统信息的LTE信号屏蔽系统，包括LTE信息接收单元、物理层识别信息获取单元、屏蔽信号生成单元和屏蔽信号发送单元，所述LTE信息接收单元用于接收目标屏

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蔽区域内LTE基站工作频点的LTE信息；所述物理层识别信息获取单元用于利用接收到的LTE信息，获取所述工作频点下LTE小区的物理层识别信息；所述屏蔽信号生成单元用于根据LTE小区的物理层识别信息生成屏蔽信号；所述屏蔽信号发送单元用于周期性发送屏蔽信号

[0051]所述LTE信息接收单元通过搜索目标屏蔽区域内LTE基站工作频点信息，接收每个工作频点下的LTE信号；所述物理层识别信息获取单元用于接收并解调LTE基站发送的PSS、SSS信号获取每个LTE小区的物理层识别信息；所述屏蔽信号生成单元根据LTE基站的物理层识别信息参数生成基带数据，基带数据包括PSS、SSS、CRS序列，同时还包括携带MIB信息的PBCH数据、携带SIB1信息的PDSCH以及解析PDSCH所需的PCFICH数据和PDCCH数据，基带数据映射到对应时频位置，并进行时域转换，得到包含信道的基带数据，包含信道的基带数据构成仿冒LTE小区的屏蔽信号；所述屏蔽信号发送单元将生成的屏蔽信号这一时域数据从基带搬移射频，并在对应工作频点下周期发送出去。[0052]本发明通过一个具体实例，对本发明涉及的方法进行具体说明。[0053]该实例的具体步骤如下：[0054]第一步：搜索目标屏蔽区域为终端服务的LTE基站频点信息，并接收每个工作频点的LTE信息。实例中，工模手机SONY M35T插入联通SIM卡后，搜索可用的LTE基站工作频点，得出该目标屏蔽区域内可用的LTE基站工作频点为1850M，制式为FDD-LTE，且该工作频点下只存在一个LTE小区，接收LTE基站工作频点为1850M的LTE信息；[0055]第二步：利用接收到的LTE信息，获取目标屏蔽区域内该LTE小区的物理层识别信息(PCI)。利用工模手机SONY M35T直接可得到LTE小区PCI为152，TAC值为33035，LTE带宽为20M。[0056]第三步：根据LTE小区的PCI按子帧生成屏蔽信号。实例中利用152作为LTE小区PCI值，根据LTE协议按子帧生成10个子帧的基带数据，子帧序号从0到9分布；该基带数据中包括有PSS、SSS、CRS、携带MIB信息的PBCH信道，同时，在子帧1,3,5,7,9子帧基带数据中插入携带SIB1的PDSCH以及与其对应的PDCCH、PCFICH数据，PCFICH占用的符号数可以按照协议确定为1、2或3，SIB1中的TAC参数确定为12345；10个子帧的数据串行组合成一帧即10毫秒的基带数据。[0057]第四步：周期性发送屏蔽信号。实例中利用嘉兆科技提供的基带开发板(型号USRP-N210)和射频子板(型号UBX-40)在1850M频点上循环发送10毫秒基带数据。发送数据的帧Timing在首次发送时随机选择。本实例中，该帧Timing定时与屏蔽区域的LTE基站下行帧Timing相差21us。

[0058]本实例测定距该屏蔽系统视距300米的LTE手机，之前驻留在频点1850M，PCI为152的LTE小区，手机处于RRC_CONNECT状态，在屏蔽系统开始工作后15秒左右脱离原来的LTE网络，并且再也无法接入到1850M频点的LTE小区。[0059]本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

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图1

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