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随着信息时代的快速发展，一些特定场所的信号需要避免其泄露，相较于传统的以功率压制为主的屏蔽器，本文分析介绍了一种新型的LTE 屏蔽器，阐述了其 优点及设计要点，最终给出了两种性能验证方案。
当今世界信息技术飞速发展，手机的便捷性越来越被人们所依赖，而相应的在某种特定情况下，屏蔽手机信号传输的需求也逐步体现。如防止大型考试中的作弊，阻断考场范围内手机信号的传输，考生无法接听、查看考场外的电话、短信；也无法、发送信息，以此保证考试的公平公正。 此外屏蔽器还可以保护隐私，维持严肃场所的秩序。如2017年厦门举行的五国首脑金砖会晤，通过对手
机信号的有效屏蔽，保证会议有序进行，使会议的内容和画面不会外泄，维护重要信息并保护重要人物的安全。
1 传统的信号屏蔽器
手机信号屏蔽器，又称手机干扰器等。正常工作时，手机与通过无线电波联接起来，以一定的波特率和调制方式完成数据和声音的传输。而手机信号屏蔽器在工作过程中，以一定的速度从前向信道的低端频率向高端扫描，在手机接收报文信号中形成乱码干扰，手机端不能检测出发出的正常数据，无法与建立联接。手机表现为搜索网络、无信号、不在服务区等现象。市面上常见的手机信号屏蔽器，其作用频率为：869~894MHz 、825~960MHz 、1805~1880MHz 及19001990MHz 等。 水上步行器手机正常使用时，初次进入某一蜂窝小区，小区会对该
移动台进行位置更新管理，同时为该移动台分配新的临时移动用户识别符，移动台收到该信息后从而确定自己所在的小区位置。移动台在没有进行通话的情况下仅接收小区广播信道信息，当屏蔽器发出干扰信号后，该信号对广播信道频段形成干扰，从而影响移动台对广播信号的有效接收。当信噪比降低到9db 时，移动台无法对的广播信息进行正常解码，从而失去了与的联系，移动台在多次尝试搜索广播信号失败的情况下无法确定自己所在的服务区，所以干扰区域内的手机显示为无信号、不在服务区等。
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市面上大多数手机屏蔽器主要采取的是功率压制手段实现屏蔽，屏蔽器产生的信号增强了空间干扰，提高了移动信道的误码率，降低了信噪比，当信噪比足够低时，手机则收不到信号，从而与失去联系。
LTE 相较于3G 具有更强的抗干扰能力，而传统的屏蔽器核心就是产生干扰信号压制原信号；若想取得同样的效果，则LTE 屏蔽器的干扰功率会大大增加。若LTE 的发射功率约20w ，当屏蔽器的功率需多15dbm 时，方可干扰LTE 信号。20w=43dbm ，43dbm+15dmb=58dbm=630w ，可见屏蔽器的功率要大于630w ，这种方法非常的不环保。
基于以上，传统屏蔽器的缺点如下：要求功率
高、无法实现精准屏蔽或者选择性屏蔽、针对抗干扰能力强的系统干扰效果差。
2 新型的信号屏蔽器
本文提出的LTE 屏蔽器采用的不是噪声压制干扰，而是导频信号（RS 信号）干扰法。导频信号是连续发射未经调制的直接序列扩频信号，它使手机能够获得前向码分多址信道时限，提供相关解调相位参考，并且为各提供信号强度比较，手机可以确定何时进行切换。若想屏蔽导频信号，只需要原功率的1/10。当导频信号被干扰，手机便无法与进行正常的通信。
除此以外，例如大型的重要会议或者监狱，在屏蔽信号的同时，也期望保留某些信号，以方便会议内部人员或监狱看守人的联系，这就是选择性屏蔽。设计中可以利用PIMN 运行商识别码对区域内的人进行划分，使得一部分手机被屏蔽，而另一部分手机可以正常运行。
厦门工学院电子信息工程系 刘玉玲
屋面玻纤瓦浅谈LTE 手机信号屏蔽器
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综上LTE基信号屏蔽器较传统方案具有以下优势。
（1）较低的压制功率
传统的手机屏蔽器采用的是功率压制方式屏蔽，一般来说，至少比原信号功率大10db才有屏蔽效果。但若采用新型屏蔽器，大概只需原信号功率的1/10，即可达到相同效果。
（2）信号的彻底屏蔽
传统的手机屏蔽器在工作过程中以一定的速度从前向信道的低端频率向高端扫描，形成乱码干扰后导致手机无法与建立联接。而新型屏蔽器屏蔽的是参考信号，使得手机根本无法驻留到，从根本上阻断手机与的通信。
（3）信号的精准屏蔽
由于系统在码域中进行数据处理，所以新型屏蔽器可以屏蔽任率的信号。
（4）更适用于LTE
LTE本身的抗干扰性能较强，传统的屏蔽器信号易被LTE当成干扰信号忽略，功率控制较难实现。
（5）智能控制技术
本设计的屏蔽器可根据用户的偏好任意控制，每路频段的开关，任意旋转旋钮即可控制每路频段的覆盖范围。
3 设计要点
差速防坠器为了实现上述功能，需对上述单一功能和性能逐个验证其可行性。
（1）PLMN的指定和LTE频率扫描：该功能为手机基本功能，采用功能强大的成品M o d e m进行PLMN锁定，频率扫描，查看最终输出的ARFCN，并把该结果与专业测试手机测试结果进行对比，验证其正确性。
（2）型号获取功能：该功能虽然与PLMN 锁定和频率扫描类似，是手机终端的基本功能，但因为该功能设计参数较多并且大部分对终端客户无用，所以一般的Modem或者手机很难看到较为全面的信息，因此选用Telit的工业级Modem获取本项目所需的所有信息，并利用专业测试手机进行对比测试结果。
（3）帧同步功能是整个系统的时间marker，帧同步的准确性关乎到整个RS信号消除功能的实现和消除效果。为了验证帧同步信号的获取及其准确性，采用测试LTE标准帧数据测试向量，在Matlab中利用RS信号自相关性良好的特性，出对应信号中的PSS和SSS所在位置。根据LTE帧结构计算PSS和SSS的理论位置，是否与Matlab获取的位置一致，以此验证同步信号的准确性。
（4）CRS信道估计算法的实现是本设计的重点，也是难点。设计中采用标准LTE帧数据作为测试向量，
在Matlab中搭建确定的信道模型，测试向量作为该模型的输入，模型的输出作为信道估计的对比参考。同步利用模型输出信号作为信道估计算法的输入对信道进行逼近。然后再利用测试向量作为信道估计结果的输入，得出的结果与对比参考做互相关运算，观测其相关峰值，是否会出现明显的相关峰值，如果有明显相关峰值则说明信道估计的结果正确。
（5）CRS信号重构，CRS信号重构主要是根据CRS生成协议，根据PSS和SSS根据协议逆向运算得出CRS序列。该研究也完全可以在Matlab中实现，重构结果可以与帧数据对应部分进行一一对比即可知晓结果的正确性。
（6）OFDM符号重构：该功能是整个系统实现的关键功能，为了验证OFDM符号重构的可行性，可以分两个阶段完成，第一阶段：按照LTE的协议和指定PLMN的PSS和SSS重构每一个OFDM符号上对应子载波的RS信号。该结果可以通过Matlab进行验证。第二阶段，则是需要把第一阶段重构的结果作为输入，经过信道估计的模型，观测输出结果是否与测试向量经过已知信道模型后的结果是否一致，是否一致可以通过互相关进行验证。
4 验证方法及结论
RS信号消除性能是本设计最终的最求，其研究和验证方法有两种：一是采用Matlab进行仿真验证，另一个则仪器链接实测手机，测试方法如图1
所示。
图1 仪器实测手机屏蔽效果
测试表明，新型的LTE手机信号屏蔽器可在覆盖区域内有效地选择性屏蔽信号，干扰功率低。
作者简介：刘玉玲（1983—），女，硕士研究生，讲师，现任电工电子基础教研室主任。主要从事电子技术、通信技术等方面的研究和教学。
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