阅读说明：本技术 一种面向5g nr的转发干扰方法及系统 (5G NR-oriented forwarding interference method and system ) 是由 王中方 翟留群 李晓娜 付婧雯 王文 魏冬 于 2020-05-22 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种面向5G NR的转发干扰方法及系统,该方法包括：依次接收p个频段数为n的5G无线信号,经模数转换得到p个n频段接收数据；将第q个n频段接收数据的第i频段数据依次写入存储单元中,覆盖存储单元中第q-1个全频段接收数据的第i频段数据,1≤q≤p,1≤i≤n；根据延迟量,计算存储单元中第i频段数据的读取地址,读取存储单元中所有频段数据,得到一待发送数据,对各待发送数据进行数模转换,将各频段干扰信号发送至空中。本发明实现对高速率、低时延5G NR的信号的实时处理,算法复杂度低,干扰效率更高,且不影响其他用户的正常使用,并且所需的干信比更低,发射功率更小,满足环保、节能的需求。(The invention provides a forwarding interference method and a forwarding interference system facing to 5G NR, wherein the method comprises the following steps: sequentially receiving p 5G wireless signals with the frequency band number of n, and obtaining p n frequency band receiving data through analog-to-digital conversion; sequentially writing ith frequency band data of the qth n-frequency band received data into a storage unit, covering the ith frequency band data of the qth-1 full-frequency band received data in the storage unit, wherein q is more than or equal to 1 and less than or equal to p, and i is more than or equal to 1 and less than or equal to n; and according to the delay amount, calculating a reading address of the ith frequency band data in the storage unit, reading all frequency band data in the storage unit to obtain data to be transmitted, performing digital-to-analog conversion on each data to be transmitted, and transmitting each frequency band interference signal to the air. The invention realizes the real-time processing of the 5G NR signals with high speed and low time delay, has low algorithm complexity, higher interference efficiency, no influence on the normal use of other users, lower required interference-signal ratio and smaller transmitting power, and meets the requirements of environmental protection and energy saving.)

一种面向5G NR的转发干扰方法及系统

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别涉及一种面向5G NR的转发干扰方法及系统。

背景技术

5G即第五代移动通信技术，相较前几代移动通信技术，极大地提升了用户通信速率，增加了连接密度，降低了端到端的时延以及增强了收发双方的移动性。在5G为我们的生产、生活带来便捷的同时，也存在着诸多安全隐患，尤其是在政府、军事部门的涉密会议场所等重点区域中，违规使用移动终端造成失泄密的问题日益凸显。针对重点区域的移动通信链路干扰技术通过发射特定的屏蔽信号，阻断用户和公网间的通信，以达到重点区域的安全保密的目的。

现有的移动通信链路干扰方案多采用压制式干扰，即在所有的移动通信频段上发送大功率扫频信号，压制现网的无线信号，切断移动终端与公网的通信。该方案主要存在以下问题：在多混合制式的复杂无线环境下，有效干扰半径过小，干扰效率不高；对上行链路进行干扰，影响管制区域外用户的正常使用。此外，压制式干扰的干信比较高，干扰信号的功率较大，易对人体健康造成损害。

虽然中国专利申请CN109889301A公开了一种5G绿色无线信号的屏蔽器及其屏蔽方法，其使用PSS干扰序列、SSS干扰序列及PBCH DMRS干扰序列在一定程度上解决上述问题，但其算法复杂，需要产生多个干扰序列。因此，当前急需一种简单、高效、低功耗的5G信号屏蔽方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种面向5G NR(New Radio新空口)的转发干扰方法及系统，通过采集、存储现网信号来实施转发式干扰，即对接收到的信号进行复制，包括延迟、放缩等处理，然后发射出去欺骗移动终端，使其无法与真正的基站建立连接，达到干扰移动通信链路的目的。

一种面向5G NR的转发干扰方法，其步骤包括：

1)依次接收p个频段数为n的5G无线信号，经模数转换得到p个n频段接收数据；

2)将第q个n频段接收数据的第i频段数据依次写入存储单元中，覆盖存储单元中第q-1个全频段接收数据的第i频段数据，1≤q≤p，1≤i≤n；

3)根据延迟量，计算存储单元中第i频段数据的读取地址，读取存储单元中所有频段数据，得到一待发送数据；

4)对各待发送数据进行数模转换，将各频段干扰信号发送至空中。

进一步地，通过以下步骤对模数转换之前的全频段5G无线信号进行预处理：

1)对全频段5G无线信号的各频段信号进行混频；

2)对各混频后的信号进行滤波与放大。

进一步地，存储单元集成一或多个双倍速率同步动态随机存储器。

进一步地，接收与发送是交替进行的；接收频段数为n的5G无线信号与发送n个第i频段干扰信号的总时间T＝n*t1+n*t2,t1为接收一频段数据的时间，t2为发送一频段干扰信号的时间。

进一步地，通过以下步骤读取存储单元中所有频段数据:

1)从第i频段数据的读取地址开始向后读取频段数据；

2)读取后面的频段数据结束后，从初始地址循环读取频段数据；

3)到达接收时间窗时，停止读取。

进一步地，通过以下步骤得到延迟量：

1)接收5G无线信号的一频段样本信号，经模数转换得到样本接收数据；

2)将样本接收数据写入存储单元并读取，得到样本待发送数据；

3)计算经数模转换得到的样本干扰信号与5G现网信号在时域上相同帧的延迟量。

进一步地，通过以下步骤对数模转换之后的各干扰信号进行处理：

1)对各干扰信号进行混频；

2)对各混频后的干扰信号进行滤波与放大。

进一步地，第i频段干扰信号的功率大于现网5G无线信号i频段的功率。

一种面向5G NR的转发干扰系统，包括：

1)接收天线模块，用以接收p个频段数为n的5G无线信号；

2)宽带射频收发模块，用以将p个频段数为n的5G无线信号进行模数转换，得到p个n频段接收数据，及将各发送数据进行数模转换，得到各干扰信号；

3)存储模块，用以存储各频段数据；

4)基带处理模块，用以将第q个n频段接收数据的第i频段数据依次写入存储单元中，覆盖存储单元中第q-1个全频段接收数据的第i频段数据，1≤q≤p，1≤i≤n，以及根据延迟量，计算第i频段数据的读取地址，读取存储单元中所有频段数据，得到一待发送数据；

5)发射天线模块，用以发送各干扰信号。

进一步地，所述基带处理模块包括：

1)扫频控制子模块，用以轮流配置宽带射频收发模块的接收参数；

2)读写状态子模块，用以与存储模块的数据交互；

3)动态调整子模块，用以计算延迟量；

4)增益控制子模块，用以调整干扰信号的功率。

与现有技术相比，本发明的优势为：

(1)使用宽带射频收发器件和大容量存储单元，实现对高速率、低时延5G NR的信号的实时处理。

(2)不需要区分不同的调制样式，算法复杂度较低，实现较为简单。

(3)干扰效率更高，且不影响其他用户的正常使用。通过针对屏蔽区域内电磁环境的分析后，发射特定的转发式干扰信号，对区域外的正常通信影响很小。

(4)与噪声压制式干扰相比，本发明所需的干信比更低，发射功率更小，满足环保、节能的需求。

附图说明

图1本发明的系统组成框图。

图2宽带射频收发模块的收发切换示意图。

图3宽带射频收发模块的动态调整发送时间窗流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。

本发明提出一种面向5G NR的转发干扰方法及系统，图1是系统组成示意图。

本发明的面向5G NR的转发干扰方法，包括以下步骤：

1)接收环境空间的全频段5G NR无线信号，经混频、滤波、放大、模数转换后得到数字中频信号；

2)在一个收发周期内，处理流程如图2所示，轮流配置宽带射频收发单元的接收通路；

3)依次将多个接收时间窗采集的的N个频段的现网数据写入对应的存储单元，其中单个频段接收时间窗设定为两个无线帧的长度(20ms)；

4)在发送时间窗内，循环读取存储单元中的全频段的信号数据；为了达到最佳的干扰效果，须使得发射的干扰信号与现网信号在时域是帧对齐的；

由于数据写入和读取的延迟，从初始存储地址直接读取并转发的数据不是帧对齐的，本发明通过动态调整方法改变存储单元的首次读取地址，来动态改变发送时间窗，以保证首次读取的数据满足帧对齐的要求，其后则从初始存储地址循环读取，如图3所示；

5)对存储单元取出的待发送信号进行数模转换、混频、滤波、放大；

6)对待发送信号进行数模转换、混频、滤波、放大后，经发射天线发送至空中，实施干扰；为了实现有效干扰，干扰信号的功率应大于环境空间中该频段的信号强度。

一种面向5G NR的转发干扰系统，该系统的组成包括：接收天线模块、发射天线模块、宽带射频收发模块、基带处理模块、大容量存储模块。

接收天线模块用于接收电磁空间中的5G NR信号。

宽带射频收发模块包含接收通路模块和发送通路模块，接收通路模块集成了混频器、滤波器、放大器、A/D转换器等子模块，对天线接收的电磁信号进行下变频、宽带滤波、放大、A/D转换等处理；发送通路模块集成了混频器、滤波器、放大器、D/A转换器等子模块，对基带处理模块传送的数据进行D/A转换、上变频、宽带滤波、放大等处理。

基带处理模块完成基带数字信号的存储与转发，包括扫频控制子模块、读写状态子模块、增益控制子模块、动态调整子模块。扫频控制子模块轮流配置宽带射频收发模块的接收参数，完成多个5G NR频段的扫描控制。读写状态子模块实现与大容量存储单元的数据交互，完成高速率、低时延现网数据的存储。增益控制子模块对取出的现网信号进行放缩，调整干扰信号的功率。动态调整子模块通过改变大容量存储单元的读取地址实现发送时间窗口的动态调整。

大容量存储模块集成多片DDR SDRAM(双倍速率同步动态随机存储器)，存储高通量数据。

发射天线用于干扰信号的发送。

一种面向5G NR的转发干扰装置，该装置包括：接收天线、发射天线、宽带射频收发单元、基带处理单元、大容量存储单元：

1)接收天线用以接收天线采集环境空间的全频段5G NR无线信号，经宽带射频收发器混频、滤波、放大、模数转换后得到数字中频信号；

2)基带处理单元集成扫频控制、读写状态机、增益控制、动态调整等子单元；

扫频控制子单元用以轮流配置宽带射频收发单元的接收通路，读写状态机依次将多个接收时间窗采集的的N个频段的现网数据写入对应的存储单元；单个频段接收时间窗设定为两个无线帧的长度(20ms)；

读写状态机用以在发送时间窗内，循环读取存储单元中的全频段的信号数据；

为了达到最佳的干扰效果，须使得发射的干扰信号与现网信号在时域是帧对齐的。由于数据写入和读取的延迟，从初始存储地址直接读取并转发的数据不是帧对齐的；而动态调整子单元用以改变存储单元的首次读取地址，来动态改变发送时间窗，以保证首次读取的数据满足帧对齐的要求，其后则从初始存储地址循环读取；

增益控制子单元用以对存储单元取出的数据进行放缩，并以一定的功率在各频段发送，为了实现有效干扰，干扰信号的功率应大于环境空间中该频段的信号强度；

3)宽带射频收发器用以对待发送信号进行数模转换、混频、滤波、放大；

4)发射天线用以将信号发送至空中，实施干扰。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替代，而不脱离本发明的精神和范围，本发明的保护范围应以权利要求书所述为准。