專利名稱：一種時分同步控制手機信號屏蔽器及屏蔽方法
技術領域：
本發(fā)明涉及手機信號屏蔽器，尤其是涉及一種時分通信制式的手機信號屏蔽器及屏蔽方法。
背景技術：
現(xiàn)有GSM頻分系統(tǒng)手機信號屏蔽器包括依次連接的鋸齒波產生電路、壓控振蕩器、GSM頻段濾波器、信號放大器和發(fā)射天線。鋸齒波產生電路產生最低電壓為VI、最高電壓為V2、周期為f (f>100KHz)的鋸齒波電壓，該鋸齒波電壓控制壓控振蕩器的壓控端，從而產生頻率從fl變化到f2的掃頻信號，掃頻信號通過濾波器濾波，再通過信號放大器放大后，得到要求的功率并經過發(fā)射天線發(fā)射。發(fā)射天線發(fā)射的信號頻段為GSM下行頻段，以此干擾GSM下行信號，實現(xiàn)屏蔽GSM信號的功能。DCS、WCDMA、CDMA等頻分系統(tǒng)的手機信號屏 蔽器原理與GSM頻分系統(tǒng)的手機信號屏蔽器類似。上述對手機信號進行屏蔽的傳統(tǒng)技術方案是通過發(fā)射移動通信下行頻段的干擾信號，來屏蔽移動通信信號的。該傳統(tǒng)的技術方案對頻分系統(tǒng)不會有干擾，但由于它在通信頻段內全時發(fā)射干擾信號，因此會對TD-SCDMA、TD-LTE, wimax等時分通信制式造成上行強干擾，甚至會堵塞基站，造成網(wǎng)絡癱瘓。

發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有技術屏蔽時分通信系統(tǒng)信號時會造成上行干擾的技術問題，本發(fā)明提供一種時分同步控制手機信號屏蔽器及其方法，該手機信號屏蔽器能準確檢測移動通信基站的下行信號發(fā)射時段和上行信號接收時段，在下行信號發(fā)射時段開啟手機信號屏蔽器，對下行信號進行干擾，而在上行信號時段關閉手機信號屏蔽器，避免對基站的干擾。本發(fā)明屏蔽器所采用的技術方案具體如下本時分同步控制手機信號屏蔽器，包括屏蔽信號產生電路，還包括依次連接的同步信號接收天線、時分同步檢測單元和時分同步控制單元，時分同步控制單元與屏蔽信號產生電路連接；時分同步檢測單元通過同步信號接收天線接收空間時分信號，并對空間時分信號進行濾波、放大、衰減、下變頻及檢波后獲得含有時分通信系統(tǒng)同步信號的載波，根據(jù)同步信號獲取移動通信基站的下行信號發(fā)射時段和上行信號接收時段；在下行信號發(fā)射時段，時分同步控制單元開啟屏蔽信號產生電路使其產生下行屏蔽信號，在下行信號發(fā)射時段，時分同步控制單元關閉屏蔽信號產生電路。所述時分同步檢測單元包括中央處理器、頻率合成器，以及依次連接的前端濾波器、低噪聲放大器、可調衰減器、下變頻混頻器、第一低頻信號衰減器、帶通濾波器、低頻信號放大器、第二低頻信號衰減器及檢波器，中央處理器分別與頻率合成器、可調衰減器、第一低頻信號衰減器、第二低頻信號衰減器、檢波器及時分同步控制單元連接。所述時分同步控制單元包括相連接的三極管和CMOS開關芯片，CMOS開關芯片根據(jù)三極管輸出的控制電平輸出高電平或低電平。
所述屏蔽信號產生電路包括依次連接的鋸齒波產生電路、壓控振蕩器、濾波器、信號放大器和發(fā)射天線，時分同步控制單元分別與壓控振蕩器的電源開關、信號放大器的電源開關連接。本發(fā)明屏蔽方法所采用的技術方案具體如下本時分同步控制手機信號屏蔽方法，包括以下步驟SI、同步信號接收天線接收空間時分信號；S2、時分同步檢測單元對空間時分信號進行濾波、放大、衰減、下變頻及檢波后獲得含有時分通信系統(tǒng)的同步信號的載波并獲取同步信號，再根據(jù)同步信號獲取移動通信基站的下行信號發(fā)射時段和上行信號接收時段；S3、時分同步控制單元依據(jù)下行信號發(fā)射時段和上行信號接收時段產生開關控制信號，開關控制信號控制屏蔽信號產生電路在時分通信系統(tǒng)下行信號發(fā)射時段發(fā)射屏蔽信號，在時分通信系統(tǒng)上行信號接收時段停止發(fā)射屏蔽信號。 步驟S2中根據(jù)同步信號獲取移動通信基站的下行信號發(fā)射時段和上行信號接收時段，具體如下根據(jù)同步信號判斷下行導頻時隙的位置，根據(jù)下行導頻時隙的位置計算上下行信號的時隙切換點，獲得移動通信基站的下行信號發(fā)射時段和上行信號接收時段。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果如下通過同步時分通信信號，準確檢測移動通信基站的下行信號發(fā)射時段和上行信號接收時段，以此控制手機信號屏蔽器的信號發(fā)射，使手機信號屏蔽器在下行信號發(fā)射時段開啟手機信號屏蔽器，對下行信號進行干擾，而在上行信號時段關閉手機信號屏蔽器，避免對基站的干擾。本發(fā)明手機信號屏蔽器及屏蔽方法特別適用于TD-SCDMA、TD-LTE, wimax等時分通信系統(tǒng)，杜絕上行干擾，有效護移動通信系統(tǒng)。


圖I是時分同步控制手機信號屏蔽器的原理框圖；圖2是時分同步檢測單元的原理框圖；圖3是時分同步控制單元的控制電路圖；圖4是TD-SCDMA上下行時分信號幀結構；圖5是TD-SCDMA開關控制信號示意圖；圖6是時分同步控制手機信號屏蔽器工作流程圖；圖7是檢波標準波形圖；圖8是TD-SCDMA同步檢測流程圖。具體的實施方式下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
實施例如圖I所示，本發(fā)明時分同步控制手機信號屏蔽器(以TD-SCDMA為例)包括依次連接的同步信號接收天線603、時分同步檢測單元601、時分同步控制單元602以及屏蔽信號產生電路。
屏蔽信號產生電路包括依次連接的鋸齒波產生電路501、壓控振蕩器502、TD-SCDMA頻段濾波器503、信號放大器504和發(fā)射天線505，時分同步控制單元602分別與壓控振蕩器502的電源開關、信號放大器504的電源開關連接。鋸齒波產生電路501產生最低電壓為V51、最高電壓為V52、周期為f5 (f>100KHz)的鋸齒波電壓，該鋸齒波電壓控制壓控振蕩器502的壓控端，產生頻率從f51變化到f52的掃頻信號，掃頻信號通過濾波器503濾波，再通過信號放大器504放大后，得到要求的功率并經過發(fā)射天線505發(fā)射。時分同步檢測單元601通過同步信號接收天線60 3接收空間時分通信系統(tǒng)信號，在內部經過放大、濾波、下變頻、整形及解調后獲得時分通信系統(tǒng)的同步信息，以此同步信息獲取移動通信基站的下行信號發(fā)射時段和上行信號接收時段，并通過時分同步控制單元602產生控制信號,控制壓控振蕩器502的電源開關及信號放大器504的電源開關。在下行信號發(fā)射時段，時分同步控制單元602產生高電平，打開壓控振蕩器502的電源開關及信號放大器504的電源開關，屏蔽信號產生電路產生下行屏蔽信號；在上行信號接收時段，時分同步控制單元602產生低電平，關閉壓控振蕩器502的電源開關及信號放大器504的電源開關，從而使屏蔽信號產生電路停止發(fā)射屏蔽信號，避免對通信系統(tǒng)造成上行干擾。如圖2所示，2-101為時分通信信號接收天線，接收空間中時分通信信號；2-102為前端濾波器，濾除所需頻段以外的信號，包括通信系統(tǒng)信號及屏蔽器發(fā)射的其他頻段信號；2-103為低噪聲放大器，放大所需的時分通信信號；2-104為可調衰減器，調整低噪聲放大器增益，防止信號過強導致下變頻混頻器2-105阻塞；2-105為下變頻混頻器，將接收到的時分通信信號變頻至低頻；2_106為低頻信號衰減器，將變頻后的低頻通信信號衰減至合適的電平；2_107為帶通濾波器，將低頻通信信號按照信號載波帶寬將信號選出；2-108為低頻信號放大器，將選出的載波信號放大；2_109為低頻信號衰減器，將低頻通信信號衰減至合適的電平；2_110為檢波器，將通信載波信號進行整形、檢波，獲得檢波波形如圖7所示的檢波信號；2_111為中央處理器，根據(jù)如圖7所示的信號，獲得通信信號的上行通信時段和下行通信時段，進而控制時分同步控制單元產生如圖5所示的開關控制信號。如圖3所示，開關控制電路2-113包括相連接的三極管MMBT3904和CMOS開關芯片IRF7304，當三極管MMBT3904輸出的控制電平為高電平時，CMOS開關芯片IRF7304第2腳為低電平，此時CMOS開關芯片IRF7304第7/8腳輸出5V，信號屏蔽器開啟，此時產生屏蔽信號；當三極管MMBT3904輸出的控制電平為低電平時，CMOS開關芯片IRF7304第2腳為高電平，此時IRF7304第7/8腳輸出0V，信號屏蔽器關閉，此時停止產生屏蔽信號。本發(fā)明屏蔽器工作流程如圖6所示，時分同步控制手機信號屏蔽器上電后，經過時分通信系統(tǒng)同步檢測單元、時分通信系統(tǒng)同步控制單元產生同步控制信號，控制時分通信系統(tǒng)屏蔽信號產生電路產生對應下行時段的屏蔽信號，從而達到干擾時分通信系統(tǒng)下行信號而不干擾時分通信系統(tǒng)上行信號的目的。具體操作步驟如下同步信號接收天線2-101接收空間時分信號，經過前端濾波器2-102濾波后，濾除帶外干擾信號，獲得純凈的有用信號，經過低噪聲放大器2-103放大并通過可調衰減器2-104衰減獲得合適的功率強度。衰減后的信號經過下變頻混頻器2-105變至基帶，經過低頻信號衰減器2-106低頻衰減后，再經過高抑制低頻帶通濾波器2-107濾波后，獲得純凈的低頻載波信號，該載波信號攜帶如圖4所示的幀結構信息，TD-SCDMA 一個無線幀IOms(12800chips)，分兩個子幀，每個子幀5ms (6400chips)，包括7個常規(guī)時隙TS0 TS6，和三個特殊時隙下行導頻時隙、保護時隙、上行導頻時隙。低頻載波信號經過低頻信號放大器2-108放大、低頻信號衰減器2-109衰減后獲得合適的功率強度，經過檢波器2-110檢波獲得如圖7所示的標準檢波信號(含有同步信息)；該檢波信號經過模數(shù)變換后送至中央處理器2-111，中央處理器2-111根據(jù)檢波信號中的同步信息獲取時分通信信號的上行信號發(fā)射時段和下行信號發(fā)射時段，使時分同步控制單元產生如圖5所示的開關控制信號；開關控制信號控制屏蔽信號產生電路在時分通信系統(tǒng)下行信號發(fā)射時段發(fā)射屏蔽信號，在時分通信系統(tǒng)上行信號接收時段停止發(fā)射屏蔽信號，從而杜絕手機信號屏蔽器對時分通信系統(tǒng)上行的干擾。圖4為典型的TD-SCDMA子幀信號。TD-SCDMA物理信道用4層結構超幀、無線幀、子幀和時隙/碼。一個超幀長720ms，由72個無線幀組成，每個無線幀長IOms ;每個無線幀分為兩個5ms的子幀，每個子幀由長度675us的7個主時隙和3個特殊時隙組成；3個特殊時隙分別是下行導頻時隙(DwPTS，75us )、上行導頻時隙(UpPTS，125us )和保護時隙(G，75us)構成。在這7個主時隙中，TsO總是分配給下行鏈路，而Tsl總是分配給上行鏈路， Ts2、Ts3作為上行鏈路的時隙，Ts4、Ts5、Ts6可以下行鏈路的時隙。下行導頻時隙(DwPTS)由64比特正交碼組成，它是無線基站(小區(qū))的導頻信號，也是下行同步的信號。而上行導頻時隙(UpPTS)由128比特正交碼組成，它是用戶終端(小區(qū))的導頻信號，主要用做上行同步。保護時隙(G)用于保護和區(qū)分上、下行時隙，使距離較遠的終端能實現(xiàn)上行同步。本發(fā)明中，利用如圖4所示的特征信號37. 5uS的低電平和50uS的高電平準確判斷DWPTS信號位置，根據(jù)DWPTS信號位置計算上下行信號的時隙切換點，獲得通信系統(tǒng)中上行信號接收時段和下行信號發(fā)射時段。如圖5所示，開關控制信號的開啟電平時間為3200uS，關閉電平時間為1800uS，開啟電平時間在TSO及TS3上各留IOOuS保護時間。如圖8所示，為同步信號檢測流程。時分通信信號，以TD-SCDMA為例。TD-SCDMA信號在中國國內頻段為201(T2025MHz，在該頻段內，TD-SCDMA以I. 6MHz為信號載波寬度劃分成8個有效通信載波，8 個有效載波的中心頻率分別為 2011MHz、2012. 6MHz、2014. 2MHz、2016MHz、2017. 6MHz、2019. 2MHz、2020. 8MHz、2022. 4MHz 及 2024MHz。時分同步檢測單元在工作過程中，分為上電、CPU啟動、載波檢測、同步檢測、同步控制幾個流程。同步檢測模塊上電后，CPU加載運行程序，同時對CPU的所有I/O 口及定時器進行初始化。CPU初始化完成后，控制頻率合成器2-112，依次產生對應以上8個載波的本振信號，將對應的載波信號下變頻、高抑制低頻帶通濾波并進行合適的放大后，CPU根據(jù)檢波后的信號特征判斷該載波是否為含有同步信號的有效載波。如果是有效載波，則進入鎖定檢測狀態(tài)，檢測DWPTS時隙位置并計算出上下行時隙切換點位置，獲得通信系統(tǒng)中上行信號接收時段和下行信號發(fā)射時段，最后產生時分通信系統(tǒng)同步控制信號。
權利要求
1.一種時分同步控制手機信號屏蔽器，包括屏蔽信號產生電路，其特征在于，還包括依次連接的同步信號接收天線、時分同步檢測單元和時分同步控制單元，時分同步控制單元與屏蔽信號產生電路連接；時分同步檢測単元通過同步信號接收天線接收空間時分信號，并對空間時分信號進行濾波、放大、衰減、下變頻及檢波后獲得含有時分通信系統(tǒng)的同步信號的載波，根據(jù)同步信號獲取移動通信基站的下行信號發(fā)射時段和上行信號接收時段；在下行信號發(fā)射時段，時分同步控制單元開啟屏蔽信號產生電路使其產生下行屏蔽信號，在下行信號發(fā)射時段，時分同步控制單元關閉屏蔽信號產生電路。
2.根據(jù)權利要求I所述的時分同步控制手機信號屏蔽器，其特征在于，所述時分同步檢測單元包括中央處理器、頻率合成器，以及依次連接的前端濾波器、低噪聲放大器、可調衰減器、下變頻混頻器、第一低頻信號衰減器、帶通濾波器、低頻信號放大器、第二低頻信號衰減器及檢波器，中央處理器分別與頻率合成器、可調衰減器、第一低頻信號衰減器、第二低頻信號衰減器、檢波器及時分同步控制單元連接。
3.根據(jù)權利要求I所述的時分同步控制手機信號屏蔽器，其特征在于，所述時分同步·控制單元包括相連接的三極管和CMOS開關芯片，CMOS開關芯片根據(jù)三極管輸出的控制電平輸出高電平或低電平。
4.根據(jù)權利要求I所述的時分同步控制手機信號屏蔽器，其特征在于，所述屏蔽信號產生電路包括依次連接的鋸齒波產生電路、壓控振蕩器、濾波器、信號放大器和發(fā)射天線，時分同步控制単元分別與壓控振蕩器的電源開關、信號放大器的電源開關連接。
5.一種時分同步控制手機信號屏蔽方法，其特征在于，包括以下步驟 · 51、同步信號接收天線接收空間時分信號；· 52、時分同步檢測單元對空間時分信號進行濾波、放大、衰減、下變頻及檢波后獲得含有時分通信系統(tǒng)的同步信號的載波并獲取同步信號，再根據(jù)同步信號獲取移動通信基站的下行信號發(fā)射時段和上行信號接收時段； ·53、時分同步控制単元依據(jù)下行信號發(fā)射時段和上行信號接收時段產生開關控制信號，開關控制信號控制屏蔽信號產生電路在時分通信系統(tǒng)下行信號發(fā)射時段發(fā)射屏蔽信號，在時分通信系統(tǒng)上行信號接收時段停止發(fā)射屏蔽信號。
6.根據(jù)權利要求5所述的時分同步控制手機信號屏蔽方法，其特征在于，步驟S2中根據(jù)同步信號獲取移動通信基站的下行信號發(fā)射時段和上行信號接收時段，具體如下根據(jù)同步信號判斷下行導頻時隙的位置，根據(jù)下行導頻時隙的位置計算上下行信號的時隙切換點，獲得移動通信基站的下行信號發(fā)射時段和上行信號接收時段。
全文摘要
本發(fā)明提供一種時分同步控制手機信號屏蔽器及其方法，屏蔽器包括依次連接的同步信號接收天線、時分同步檢測單元、時分同步控制單元及屏蔽信號產生電路；時分同步檢測單元對空間時分信號進行處理后獲得含有同步信號的載波，根據(jù)同步信號獲取移動通信基站的下行信號發(fā)射時段和上行信號接收時段；在下行信號發(fā)射時段，時分同步控制單元開啟屏蔽信號產生電路，在下行信號發(fā)射時段，時分同步控制單元關閉屏蔽信號產生電路。本發(fā)明能準確檢測移動通信基站的下行信號發(fā)射時段和上行信號接收時段，在下行信號發(fā)射時段開啟手機信號屏蔽器，對下行信號進行干擾，而在上行信號時段關閉手機信號屏蔽器，避免對基站的干擾。
文檔編號H04K3/00GK102739337SQ201210185140
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權日2012年6月6日
發(fā)明者蔡俊 申請人:廣州市瀚云信息技術有限公司