阅读说明：本技术 一种信号监测干扰方法 (Signal monitoring interference method ) 是由 李声扬 徐殿福 邓志忠 李春 陈智强 赵航云 朱玉梅 于 2020-04-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种信号监测干扰方法,包括以下步骤：步骤一：扫描接收监测区域的无线信号,并对无线信号依次进行频谱搬移、AD转换、数字下变频、FIR滤波和抽取处理,变换成I/Q信号；步骤二：对I/Q信号进行基带处理,得到频谱信号,分析得出监测区域中是否存在可疑无线信号；若存在可疑无线信号,则根据可疑无线信号的频率生成对应的干扰信号；步骤三：先对干扰信号进行上变频处理,再对干扰信号进行功率放大,最后将功率放大后的干扰信号发射到监测区域进行干扰。本发明能够有效监测出使用区域的可疑无线信号,并生成相应频率的频谱信号进行干扰,从而达到有效保护隐私的目的。(The invention discloses a signal monitoring interference method, which comprises the following steps: the method comprises the following steps: scanning and receiving wireless signals of a monitoring area, and sequentially carrying out frequency spectrum moving, AD conversion, digital down-conversion, FIR filtering and extraction processing on the wireless signals to convert the wireless signals into I/Q signals; step two: performing baseband processing on the I/Q signal to obtain a frequency spectrum signal, and analyzing to obtain whether a suspicious wireless signal exists in a monitoring area; if the suspicious wireless signals exist, generating corresponding interference signals according to the frequency of the suspicious wireless signals; step three: the method comprises the steps of firstly carrying out up-conversion processing on interference signals, then carrying out power amplification on the interference signals, and finally transmitting the interference signals after power amplification to a monitoring area for interference. The invention can effectively monitor suspicious wireless signals of a using area and generate frequency spectrum signals with corresponding frequencies for interference, thereby achieving the purpose of effectively protecting privacy.)

一种信号监测干扰方法

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，具体涉及一种信号监测干扰方法，主要用于对窃听窃视等可疑无线信号的监测与干扰，适合家庭、会议室、保密场所等场所使用。

背景技术

在信息技术迅猛发展的今天，利用无线技术窃取个人隐私、实施经济犯罪等高科技犯罪事件也时有发生，并呈现出常态化，严重威胁着社会稳定、重要人群及广大人民群众的利益和安全。为此，针对来自于无线窃密的威胁，及时感知、有效探查并实施不间断防控，已成为信息安全专业领域和大众人群共同面对的刻不容缓的需求。

我国无线信号反窃密专用探测设备和技术手段相对落后，针对民间需求无实质产品支撑，更没有对重要人员乃至普通百姓个人隐私安全进行保护的通用设备。现行的可疑无线信号检测发现方法是借助通用检测设备或进口专用设备进行检测发现，但存在着以下弊端：（一）通用检测设备多为临时、非针对性检查设备，设计时未考虑设备长期工作进行监测的性能要求，检测结果往往因人而异、因时而异，缺乏科学性、连续性、完整性。（二）国外专用探测分析仪多为限制出口产品，受外国政府及相关部门的控制较严。目前，常用的检查仪器设备多为西方国家公司的产品。如：全频反窃听分析仪OSC-5000、固定电话反窃听分析仪E00841、CMA-100反监听音频探测器、CPM-700反窃听探测器等等。虽然可以弯道获得这些设备，但常有被屏蔽窃密所用频段的风险。而国产设备尚未有稳定可靠的专用设备可替代。（三）以上技术涉及到的设备体积大，价格昂贵，无法大量部署，不便于推广到个人隐私防护以及在面积较小的区域中使用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种信号监测干扰方法，本发明能够有效监测出使用区域的可疑无线信号，并生成相应频率的干扰信号进行干扰，从而达到有效保护隐私的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种信号监测干扰方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：扫描接收监测区域的无线信号，并对接收到的无线信号依次进行频谱搬移、AD转换、数字下变频、FIR滤波和抽取处理，变换成I/Q信号；

步骤二：对I/Q信号进行基带处理，得到与接收到的无线信号相对应的频谱信号，再根据频谱信号分析得出监测区域中是否存在可疑无线信号；若监测区域不存在可疑无线信号，则继续进行无线信号扫描，若监测区域存在可疑无线信号，则根据可疑无线信号的频率生成对应的干扰信号；

步骤三：先对干扰信号进行上变频处理，再对干扰信号进行功率放大，最后将功率放大后的干扰信号发射到监测区域进行干扰。

所述步骤一中无线信号的接收频率范围为70MHz—6GHz，接收灵敏度为-90dBm；所述步骤二中基带处理的速率为190—210Mbps；所述步骤三中干扰信号放大后的输出功率为1W，干扰信号的发射频率范围为70MHz—6GHz。

所述的信号监测干扰方法由监测干扰系统实现，所述监测干扰系统包括基带处理器、集成宽带RF信号处理器、发射天线、接收天线和功率放大器，其中，接收天线用于扫描接收监测区域的无线信号；集成宽带RF信号处理器用于对接收到的无线信号依次进行频谱搬移、AD转换、数字下变频、FIR滤波和抽取处理，变换成I/Q信号；基带处理器用于对I/Q信号进行基带处理、分析可疑无线信号、生成干扰信号和将干扰信号送入集成宽带RF信号处理器进行上变频处理；功率放大器用于对干扰信号进行功率放大处理；发射天线用于将功率放大后的干扰信号发射到监测区域。

所述监测干扰系统还包括主控制器、存储模块、通信模块和用于供电的电源管理模块，主控制器与基带处理器连接用于对基带处理器进行配置、管理和控制；存储模块与基带处理器连接用于存储接收到的频谱数据；通信模块分别与主控制器和基带处理器连接，用于与外部移动终端通信。

所述基带处理器、集成宽带RF信号处理器、接收天线、功率放大器、主控制器、存储模块、通信模块和电源管理模块均集成在同一PCB电路板上，发射天线与功率放大器连接。

所述接收天线的数量至少为一根，所述发射天线的数量至少为一根。

所述通信模块包括均与基带处理器连接的WLAN控制器和USB控制器。

所述存储模块包括两块均与基带处理器连接的存储芯片。

所述PCB电路板的长度为150±0.2mm，宽度为70±0.2mm，厚度为6±0.2mm。

采用本发明的优点在于：

1、本发明主要用于对窃听窃视等可疑无线信号的监测与干扰，适合家庭、会议室、保密场所等场所使用。具体而言，步骤一中对接收到的无线信号依次进行频谱搬移、AD转换、数字下变频、FIR滤波和抽取处理，将无线信号变换成I/Q信号，其优点在于，集成宽带RF信号处理芯片内部集成了模拟滤波、频率合成器、混频器、数据转换器、发射和接收通道以及包括可编程增益、直流偏置校准等数字域的其他功能。器件通过正交误差校准和直流偏置校准的功能优化，很好的解决了以往零中频架构的直流偏置和正交误差限制，也因此无需外置滤波器。实现了从宽带RF到零中频IQ的直接渡越，省去了变频、滤波、采样及数字上下变频等一系列中间环节，极大减轻了为后续的基带处理的压力。步骤二中对I/Q信号进行基带处理并得出对应频谱信号的优点在于，体积小、可靠性高、可扩展性强。在保持系统功能和性能的前提下简化了传统基带信号处理系统，提高了基带信号处理速度，降低了开发难度，节约了成本。步骤三中通过对干扰信号进行上变频以及功率放大，能够对可疑无线信号进行有效干扰，从而达到有效保护隐私的目的。通过步骤一、二和三组成的特定的技术方案，就能够有效监测出使用区域的可疑无线信号，并以此生成相应频率的频谱信号进行干扰，从而达到有效保护隐私的目的。

2、本发明将步骤一中无线信号的接收频率范围设为70MHz—6GHz，接收灵敏度设为-90dBm；其中，采用70MHz—6GHz的频率能够较好地覆盖现技术条件下可能的无线窃听窃视装置的频率范围，实现对各类无线窃听窃视装置的监测与发现。采用-90dBm的接收灵敏度用于近场监测，可排除大量远场无线电信号的干扰，增强对近场无线信号监测的准确性，提高对无线窃听窃视装置的监测、发现能力。步骤二中将基带处理的速率设为190—210Mbps，采用该范围处理速率的优点在于能够有效监测和干扰窃听窃视等可疑无线信号的同时，降低设计难度、节约成本。步骤三中将干扰信号放大后的输出功率设为1W，其优点在于能够对可疑无线信号进行有效干扰，而不对其它区域的电磁环境造成不必要的影响，保证干扰效果更好。将干扰信号的发射频率范围设为70MHz—6GHz，采用该范围的优点在于能够对监测频段进行干扰全覆盖。

3、本发明的监测干扰功能主要由基带处理器、集成宽带RF信号处理器、发射天线、接收天线和功率放大器这些元器件组合形成的监测干扰系统实现，由于基带处理器、集成宽带RF信号处理器、发射天线、接收天线、功率放大器等总体共含有52个器件，10多个电源模块，几千个阻容件，其设计架构非常复杂，而要将这么多的元器件合理地集成到一张体积较小的PCB电路板上，并能够实现可疑无线信号的有效监测及干扰，必然具备较高的创新性。另外，将集成后的PCB电路板上封装到一个具有电磁兼容性能的壳体内，从而实现监测干扰设备的小型化，特别适合家庭、会议室、宾馆等重要场所中使用。

4、本发明当使用超过一根接收天线时，使得无线信号的接收效果更好。当使用超过一根发射天线时，使得干扰信号的干扰效果更好。

5、本发明采用WLAN控制器和USB控制器作为通信模块，有利于与移动终端等外部设备的连接。

6、本发明主要采用两块存储芯片作为存储模块，能够大量存储频谱数据。

7、本发明中PCB电路板的长度为150±0.2mm，宽度为70±0.2mm，厚度为6±0.2mm，整块PCB电路板的大小与现有手机大小基本相同，形成产品后非常便于携带，同时使用也更加方便。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图中标记为：1、PCB电路板，2、主控制器，3、基带处理器，4、存储模块，5、集成宽带RF信号处理器，6、发射天线，7、接收天线，8、功率放大器，9、WLAN控制器，10、USB控制器，11、电源管理模块。

具体实施方式

实施例1

本实施例公开了一种信号监测干扰方法，包括以下步骤：

步骤一：扫描接收监测区域的无线信号，并对接收到的无线信号依次进行频谱搬移、AD转换、数字下变频、FIR滤波和抽取处理，变换成I/Q信号。其中，无线信号的接收频率范围为70MHz—6GHz，接收灵敏度为-90dBm。

步骤二：对I/Q信号进行基带处理，得到与接收到的无线信号相对应的频谱信号，再根据频谱信号分析得出监测区域中是否存在可疑无线信号；若监测区域不存在可疑无线信号，则继续进行无线信号扫描进行监测分析，若监测区域存在可疑无线信号，则根据可疑无线信号的频率生成对应的干扰信号。其中，基带处理的速率为190—210Mbps。

步骤三：先对干扰信号进行上变频处理，再对干扰信号进行功率放大，最后将功率放大后的干扰信号发射到监测区域进行干扰。其中，干扰信号放大后的输出功率为1W，干扰信号的发射频率范围为70MHz—6GHz。

本发明中，所述的信号监测干扰方法由监测干扰系统实现，所述监测干扰系统包括基带处理器3、集成宽带RF信号处理器5、发射天线6、接收天线7和功率放大器8，发射天线6与功率放大器8连接，集成宽带RF信号处理器5分别与基带处理器3、功率放大器8和接收天线7连接。接收天线7的数量至少为一根，优选为两根；发射天线6的数量至少为一根，优选为两根；相应地，功率放大器8的数量至少为一个，优选为两个。其中，接收天线7用于扫描接收监测区域的无线信号；集成宽带RF信号处理器5用于对接收到的无线信号依次进行频谱搬移、AD转换、数字下变频、FIR滤波和抽取处理，变换成I/Q信号；基带处理器3用于对I/Q信号进行基带处理、分析可疑无线信号、生成干扰信号和将干扰信号送入集成宽带RF信号处理器5进行上变频处理；功率放大器8用于对干扰信号进行功率放大处理；发射天线6用于将功率放大后的干扰信号发射到监测区域。

进一步的，所述监测干扰系统还包括主控制器2、存储模块4、通信模块和用于为整个系统供电的电源管理模块11，主控制器2与基带处理器3连接用于对基带处理器3进行配置、管理和控制；存储模块4与基带处理器3连接用于存储接收到的频谱数据；通信模块分别与主控制器2和基带处理器3连接，用于与外部移动终端通信。其中，通信模块包括均与基带处理器3连接的WLAN控制器9和USB控制器10，存储模块4包括两块均与基带处理器3连接的存储芯片。

更进一步的，发射天线6与功率放大器8连接，基带处理器3、集成宽带RF信号处理器5、接收天线7、功率放大器8、主控制器2、存储模块4、通信模块和电源管理模块11均集成在同一PCB电路板1上，PCB电路板1的长度为150±0.2mm，宽度为70±0.2mm，厚度为6±0.2mm，整个PCB电路板1的体积较为小巧。其中，所述的集成是指各组成（元器件）集中设置在PCB电路板1上，设置方式可以是焊接、插接、印刷等。最后将PCB板封装到一个壳体内，并连接外置的发射天线6即可成型为具有监测干扰功能的产品。

本发明中，所述监测干扰系统中各组成（元器件）的具体型号、功能等分别如下：

集成宽带RF信号处理器5以ADI 的单片集成宽带RF信号处理芯片为核心，单片集成宽带RF信号处理芯片是一种高集成的解决方案，以ADI 的产品为典型代表，内部集成了模拟滤波、混频器、数据转换器、发射和接收通道的频率合成器以及包括可编程增益、直流偏置校准等数字域的其他功能。器件通过正交误差校准和直流偏置校准的功能优化，很好的解决了以往零中频架构的直流偏置和正交误差限制，也因此无需外置滤波器。本方案采用该单芯片解决方案，实现了从宽带RF到零中频IQ的直接渡越，省去了变频、滤波、采样及数字上下变频等一系列中间环节研发，极大减轻了为后续的基带处理的压力。

基带处理器3采用FPGA电路，用于对来自集成宽带RF信号处理器5的信号进行基带处理，分析出可疑无线信号，并生成对应频段的干扰信号。

主控制器2选用ARM 32位的STM32F107，STM32F107是意法半导体推出全新STM32互连型(Connectivity)系列微控制器中的一款性能较强产品，此芯片集成了各种高性能工业标准接口，且STM32不同型号产品在引脚和软件上具有完美的兼容性，可以轻松适应更多的应用。

USB控制器10采用FT2232D型号的具有两个多用途的UART/FIFO控制器，可分别配置成不同的工作模式。具有FT232B和FT245B 器件的UART接口、FIFO接口和Bit-Bang IO模式外，FT2232 D还提供一系列新的操作模式，如多协议同步串行机接口(MPSSE)，这是专为同步串行协议如I2C, JTAG and SPI总线设计的。

WLAN控制器9采用集成了高性能ARM Cortex-M4 MCU 的无线MCU，从而能够用单个集成电路(IC) 开发整个应用。借助片上Wi-Fi，互联网和稳健耐用的安全协议，CC3200 提供了一个完整平台解决方案。

存储模块4采用两颗美光公司的DDR2存储颗粒，MT47H128M16HG-37E，2Gb x16DDR2 SDRAM，存储量共4Gb，满足指标(7)，板上还预留了两根扩展地址线，可使在板存储量扩展达16Gb。DDR2控制器编程在FPGA中，两个存储颗粒独立控制。

接收天线7选用平面Monopole天线形式，平面Monopole天线有其独特的优势和现实意义，Monopole天线满足了多模手机对多频天线的要求，并且Monoploe天线的大宽带，足以应付当前3G、4G时代跨越2GHz的几百兆带宽需求。同时，内置平面Monopole结构灵活，易于与当今多变的手机结构相配合。

功率放大器8的功率为1W，其数量与发射天线6相同每个功率放大器8与一根发射天线6形成一路发射通道。本方案优选功率放大器8的数量为两个，发射天线6的数量为两根，两根发射天线6与两个功率放大器8配合分别形成小功率发射通道和大功率发射通道。

本发明在实际使用时，其监测干扰半径大约10米，主要针对窃听窃视等可疑无线信号的监测与干扰，适合于个人、家庭、会议室、教室等小范围场所使用。使用时既可以单独使用，也可通过通信模块与移动终端连接后，在移动终端上进行查看与操作。具体流程为：

当监测区域内有窃听窃视等设备并向外发射无线信号时，该无线信号将与其它如基站发射的下行信号、广播信号等被接收天线7接收到集成宽带RF信号处理器5，由集成宽带RF信号处理器5对其依次进行频谱搬移、AD转换、数字下变频、FIR滤波和抽取处理，变换成I/Q信号，并送入基带处理器3中，基带处理器3再对I/Q信号进行基带处理，得出频谱信号，并根据频谱信号分析得出监测区域中的可疑无线信号，同时生成对应频率的干扰信号，再将干扰信号发送给集成宽带RF信号处理器5进行上变频，并通过功率放大器8放大后由发射天线6发出，达到干扰可疑无线信号的目的。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或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，均可以任何方式组合。