一种通信信号屏蔽器及其实现方法
【专利摘要】本申请的发明名称为“一种通信信号屏蔽器及其实现方法”。本申请公开了一种针对通信信号的屏蔽器，包括：检测装置，其用于针对通信信号的每个子帧、检测其中与同步有关的特定部分；以及加扰装置，其基于该特定部分发送干扰信号。利用本申请的通信信号屏蔽器及其实现方法，能够以简单的方式、降低的成本以及更节能的方式来实现：禁止TDD系统用户设备驻留在移动通信网络、同时不会对公众移动通信系统造成不期望的干扰。
【专利说明】一种通信信号屏蔽器及其实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通信信号屏蔽器及其实现方法，更具体地，本发明涉及用于对到用户设备(UE)的部分信道中的信号进行屏蔽的屏蔽器及其实现方法。
【背景技术】
[0002]随着移动通信技术的迅猛发展，移动通信相关的产品和服务已经深入社会的各个角落。移动通信技术在给人们生活带来极大便利的同时，也使少数人有可能利用移动通信技术从事考试作弊、泄露国家机密等非法活动。因此，在一些如政府机关、武警部队驻地、监狱、学校等重要场所，有必要部署信号屏蔽器，以对如用户设备的移动通信装置的信号进行屏蔽，从而防止少数人利用移动通信技术从事非法活动。
[0003]传统的通信信号屏蔽器(以最为广泛使用的用户设备信号屏蔽器为例)通常具有以下特点:通常是全时段、全频段发送屏蔽信号；通常同时干扰移动通信的上、下行通信频段，从而在达到对区域内用户使用的用户设备进行屏蔽的目的的同时，也不期望地干扰了公众的正常移动通信。
[0004]目前市场上已知的信号屏蔽器主要有以下三种，分别具有不同的缺陷:
[0005]1、不区分FDD (频分双工)和TDD (时分双工)制式的屏蔽器，最普遍的实现方式是如上所述的上行、下行全频段干扰。由于这种类型的屏蔽器同时干扰上行信号和下行信号，因此会对公众移动通信造成严重影响，在达到屏蔽重要区域的特定用户设备的用户通信的目的时，也会影响到区域外不需要屏蔽的正常用户的通信。也就是说，这种屏蔽器可能会对无需屏蔽的信息产生不期望的干扰，从而不必要地降低了通信系统的整体性能。
[0006]2、针对FDD制式的通信系统，已经开发了只干扰下行信号的信号屏蔽器，从而避免了在基站覆盖范围内的局部重要区域开启信号屏蔽器对基站上行链路的影响。这种屏蔽器能够实现只干扰FDD系统的下行链路，但是对TDD系统依旧是上行、下行同时干扰，也就依然具有“产生不期望的干扰”的技术问题。
[0007]3、中国专利申请201210185140.1(即，申请日2012年6月6日、公布日2012年10月17日、公布号为CN102739337A的专利申请)公开了一种时分同步控制用户设备信号屏蔽器及屏蔽方法，其实现原理是通过同步网络读取广播信道信息，以获取TDD系统的上、下行时隙切换点，再通过控制电路实现只在下行时隙出现时发送干扰信号(例如，该专利申请的图5所示出的那样)。尽管专利申请201210185140.1所公开的TDD系统用户设备信号屏蔽器及屏蔽方法能够实现只干扰TDD系统的下行链路、有助于解决上述“不期望的干扰”的技术问题，但是该专利申请的实现需要以下条件:(I)通过同步网络读取广播信道信息来获取TDD系统的上、下行时隙切换点，(2)通过控制电路实现只在下行时隙出现时发送干扰信号，从而克服对上行链路的不期望干扰。然而，该专利申请由于要计算上、下行时隙切换点，因此实现过程非常复杂，成本也较高。另外，由于对下行时隙的整个持续期间施加干扰，因此干扰装置也需要消耗更高的能量，从而产生较大功耗。
[0008]因此，本领域需要一种改进的通信信号屏蔽器及其实现方法，其能够以简单的方式、降低的成本以及更节能的方式来实现:禁止TDD系统用户设备驻留在移动通信网络、同时不会对公众移动通信系统造成不期望的干扰。
【发明内容】
[0009]为了解决上述和其他技术问题，本申请的发明人对例如TDD系统的通信系统进行了分析，认为对于TDD系统而言，用户设备驻留在移动通信网的第一步是读取基站发送的下行同步信号，并且下行同步信号通常具有一个固定的发送时序，因此根据本申请设计的信号屏蔽器发送的干扰信号只需要针对同步信号发送的时间和频率范围即可，这样就可以简单高效地实现:移动用户无法驻留移动通信网络、同时也不会对公众移动通信系统造成不期望的干扰。
[0010]根据一个方面，提供了一种针对通信信号的屏蔽器，包括:检测装置，其用于针对通信信号的每个子帧、检测其中与同步有关的特定部分，以及加扰装置，其基于特定部分发送干扰信号。
[0011]根据另一个方面，还提供了一种对通信信号进行屏蔽的方法，包括如下步骤:针对通信信号的每个子帧，检测其中与同步有关的特定部分，以及基于特定部分发送干扰信号。
[0012]利用本申请的通信信号屏蔽器及其实现方法，以简单的方式、降低的成本以及更节能的方式来实现:禁止TDD和其他制式通信系统用户设备驻留在移动通信网络、同时不会对公众移动通信系统造成不期望的干扰。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]当参考附图阅读下面的详细描述时，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点，在所有附图中，相似的符号表示相似部件，在附图中:
[0014]图1图示了可结合本申请屏蔽器一起使用的、UE小区搜索过程；
[0015]图2和图3图示了可结合本申请屏蔽器一起使用的、TD-SCDMA帧结构和子帧结构；
[0016]图4图示了可结合本申请屏蔽器一起使用的、TDD-LTE无线巾贞结构；
[0017]图5和图6分别图示了可结合本申请屏蔽器一起使用的、FDD/TDD LTE正常CP时隙和扩展CP时隙；
[0018]图7示意性示出了 TDD-LTE正常CP时隙格式的SSS和PSS ；
[0019]图8更详细地示出了 TDD-LTE中的PSS/SSS的帧和时隙在时域上的结构(包括正常CP和扩展CP两种情况);
[0020]图9示意性示出了 LTE小区搜索过程；
[0021]图10示意性示出了 FDD-LTE无线巾贞结构；
[0022]图11示意性示出了 FDD-LTE中的PSS/SSS的帧和时隙在时域上的结构；以及
[0023]图12示意性示出了在WCDMA系统中的同步信道的无线帧结构。
【具体实施方式】
[0024]下文将描述本技术的一个或多个实施例。为了尽量提供对这些实施例的简明描述，本说明书中并未描述真实实现的所有特征。应该意识到在任何此类真实实现的开发中，当在任何工程项目或设计项目中时，必须作出多种实现特定的决策以便达到开发者的特定目标，例如与系统相关的约束以及与业务相关的约束相符，这对于不同的实现可能是有所变化的。再者，应该意识到，对于从本公开获益的本领域普通技术人员来说，此类开发成果可能是复杂且耗时的，但是尽管如此仍是设计、制造和加工的例行工作。
[0025]如本文所使用的、以单数形式引述且跟随不定冠词“一”的元件或步骤应当被理解为不排除多个元件或步骤，除非明确说明了这种排除。此外，本发明对“一个实施例”的引用无意于解释为排除同样结合了引用特征的额外实施例的存在。此外，除非另加相反的明确说明，否则，“包括”或“具有”带特定性质的元件或多个元件的实施例可包括没有那种性质的附加元件。
[0026]在下文的描述中，将针对目前常见的几种移动通信系统来描述根据本申请实施例的屏蔽器及其实现方法。
[0027](一)结合TD-SCDMA系统使用的屏蔽器及其实现方法
[0028]如图1所示，其中图示了可结合本申请屏蔽器一起使用的、UE小区搜索过程(以TD-SCDMA系统为例)。对于TD-SCDMA系统而言，UE可以利用DwPTS中下行同步字段SYNC_DL得到与某一小区的DwPTS同步，这一步通常是通过一个或多个匹配滤波器(或类似的装置)与接收到的从PN序列中选出来的SYNC_DL进行匹配来实现。
[0029]作为对图1实施例的进一步细化，图2和图3图示了可结合本申请屏蔽器一起使用的、TD-SCDMA帧结构和子帧结构。具体来说，在图2示出的实施例中，描述了每个系统帧的长度为约10ms，并且一般可分为两个等长的子帧；每个子帧又可进一步包括若干个(例如七个)时隙(例如，记为TS0-TS6)和用于同步的特定部分。其中，时隙TS0-TS6用于容纳数据，用于同步的特定部分包括:用于下行链路同步的DwPTS、用于上行链路同步的UpPTS、以及间隙GP。
[0030]根据一个优选实施例，并如图3所示，子帧可分为多个片(chip)，例如6400片，因此每个片的长度等于5mS/6400chip = 0.78125微秒/chip。在各个子帧中，用于下行链路同步的DwPTS、用于上行链路同步的UpPTS、以及间隙GP可包括96片、160片和96片，并且，DwPTS 持续时间为 96chips*0.78125 微秒 /chip=75 微秒。
[0031]正如本领域技术人员可以理解的，上述帧、子帧的组成方式，DwPTS等用于同步的特定部分的具体位置，以及为各个组成子帧的部分所分配的片数量等等参数都是示意性的。根据实际采用的标准版本或用户的需求，这些组成方式、具体位置和数量都是可以调整和变化的，它们也不能作为对本申请的限制。
[0032]回到图1-图3，根据以上定义的DwPTS的具体位置、通过根据本申请的检测装置(未示出)可以检测出某个子帧的DwPTS ;然后，根据图1，可意识到在此情况下无需继续检测PCCPCH信息(例如，无需检测UpPTS)，只需在DwPTS持续时间内、通过根据本申请的加扰装置(未示出)发送干扰信号即可达到手机无法同步该小区的目的。也就是说，本申请的通信信号屏蔽器包括检测装置和加扰装置的组合，通过让加扰装置基于检测装置的检测而仅在与下行同步有关的特定部分的时间期间进行加扰，可以最终达到仅干扰本干扰设备(即，屏蔽器)覆盖范围内的手机用户通信的目的，从而最大限度减少干扰设备对区域外通信用户的影响。
[0033]如何采用检测装置对无线帧中的同步信号(例如，DwPTS)进行检测，以及如何采用特定的算法生成扰码都属于本领域常用技术，在此不再赘述。
[0034](二)结合TDD-LTE系统使用的屏蔽器及其实现方法
[0035]图4图示了可结合本申请屏蔽器一起使用的、TDD-LTE无线帧结构。与图1描述的TD-CDMA系统类似，每个TDD-LTE无线帧也是10ms，并且每个TDD-LTE无线帧可分为2个等长的部分。
[0036]与图1不同之处在于，上述2个等长的部分一般称之为半帧(half-frame)，并且每个半帧又包含4个常规子帧和一个非常规子帧(含DwPTS、Gp、UpPTS)，常规子帧和非常规子帧的长度均为Ims ;每个常规子帧包含2个时隙(时隙0-1);每个时隙在正常CP (循环前缀)的时隙格式下如图5所示包含7个OFDM符号(符号0-6)、在扩展CP的时隙格式下如图6所不包含6个OFDM符号(符号0-5)。[0037]根据一个优选实施例，在TDD-LTE无线帧中，DwPTS所在的“非常规子帧”通常位于第O子帧和第2子帧之间以及第5子帧和第7子帧之间，因此它们也可相应称之为第I子帧和第6子帧。图7更详细地示出了对于正常CP时隙格式(每个时隙7个符号0-6)的、非常规子帧的位置。
[0038]还是如图7所示，用于同步的特定部分中的下行同步信号包括:DwPTS中的主同步信号(Primary Synchronized Signal, PSS)和常规子帧中的辅同步信号(SecondarySynchronized Signal, SSS)。采用主辅同步信号的优势是能够保证终端能准确并快速检测出主同步信号，并在已知主同步信号的前提下来检测辅同步信号，加快小区搜索速度。PSS和SSS信号的位置相对固定，与TDD系统的上下行子帧配置，小区覆盖大小等因素无关。另外，TDD-LTE系统支持多种传输带宽配置，为了保证各个系统带宽下PSS和SSS位置的相对固定和检测算法的实现简化，PSS和SSS信号在频域上总是处于整个系统带宽中央
1.08MHz (6个RB块)的位置。
[0039]例如，图7中显不了 PSS和SSS信号在正常CP时隙格式下所处位置的一个实施例，其中PSS占用子帧1，6 ( 即，包含DwPTS的“非常规子帧”)的第3个符号，而SSS占用子帧
O,5的最后一个符号。图8的下半部分显示了 PSS和SSS信号在扩展CP时隙格式下所处位置的一个实施例(仅包括子帧O和I中的各一个时隙的情况，未示出子帧5和6的情况)，其中SSS占用的是子帧0，5的第12个符号即最后一个符号，PSS仍然是占用子帧1，6的第3个符号。
[0040]根据更进一步的实施例，在图9中具体示出了如何基于上述PSS和SSS来进行小区搜索:
[0041](I)对于PSS信号的搜索
[0042]TDD-LTE中的主同步信号(PSS)采用Zadoff-Chu序列，辅同步信号采用m序列。小区ID号iVf由主同步序列编号iV泛和辅同步序列编号iV=共同决定，具体关系为<=3 ^
[0043]主同步序列包括了 3个Zadoff-Chu序列，序列为长度63的Zadoff-Chu序列截去中间DC子载波上的符号后所得到一个长度为62个符号的序列。主同步序列具有成型信号峰均比低、抗频偏能力强等特点，在初始接入时，UE首先在其支持的工作频段内以IOOKHz为间隔的频栅上进行扫描，并在每个频点上进行主同步信道的检测。在这一过程中，终端仅仅检测1.08MHz的中央频带上是否存在主同步信号。[0044]当通过本申请的检测装置(未示出)检测出PSS信号后，根据图9并结合图7或图8，本领域技术人员能够理解的是，只需在PSS信号发射的子帧1、6的第三个符号期间、通过加扰装置(未示出)发送干扰信号即可达到手机无法同步该小区的目的；这种加扰方式最终达到仅干扰本干扰设备(即，根据本申请的屏蔽器)覆盖范围内的手机用户正常通信的目的，从而最大限度减少干扰设备对区域外通信用户的影响。
[0045](2)对于SSS信号的搜索
[0046]TDD-LTE中次同步信号(SSS)由两个长度为31的m序列交叉级联得到的长度为62的序列，此级联序列由PSS提供的加扰序列加扰。前半帧的SSS交叉级联方式与后半帧的SSS交叉级联方式相反，如公式(2)所示:
[0047]
【权利要求】
1.一种针对通信信号的屏蔽器，包括: 检测装置，其用于针对所述通信信号的每个子帧、检测其中与同步有关的特定部分，以及 加扰装置，其基于所述特定部分发送干扰信号。
2.如权利要求1所述的屏蔽器，其特征在于: 所述通信信号将被传送至用户设备或移动终端，并且所述同步仅包括下行发射同步。
3.如权利要求1或2所述的屏蔽器，其特征在于:如果所述通信信号是所述TD-SCDMA信号，则所述特定部分包括DwPTS，并且所述加扰装置仅在所述DwPTS的持续期间发送干扰信号。
4.如权利要求1或2所述的屏蔽器，其特征在于:如果所述通信信号是所述TDD-LTE信号或所述FDD-LTE信号，则所述特定部分包括主同步信号PSS和辅同步信号SSS，并且所述加扰装置在所述PSS和所述SSS中的至少一个的持续期间或者在所述PSS和所述SSS所在的整个子帧的持续期间发送干扰信号。
5.如权利要求1或2所述的屏蔽器，其特征在于:如果所述通信信号是所述WCDMA信号，则所述特定部分包括主同步信道P-SCH上发送的基本同步码PSC和从同步信道S-SCH上发送的辅助同步码SSC，并且所述加扰装置仅在所述PSC和所述SSC中的至少一个的持续期间发送干扰信号。
6.一种对通信信号进行屏蔽的方法，包括如下步骤: 针对所述通信信号的每个子帧，检测其中与同步有关的特定部分，以及 基于所述特定部分发送干扰信号。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于: 所述通信信号将被传送至用户设备或移动终端，并且所述同步仅包括下行发射同步。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于:如果所述通信信号是所述TD-SCDMA信号，则所述特定部分包括DwPTS，并且仅在所述DwPTS的持续期间发送干扰信号。
9.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于:如果所述通信信号是所述TDD-LTE信号或所述FDD-LTE信号，则所述特定部分包括主同步信号PSS和辅同步信号SSS，并且在所述PSS和所述SSS中的至少一个的持续期间或者在所述PSS和所述SSS所在的整个子帧的持续期间发送干扰信号。
10.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于:如果所述通信信号是所述WCDMA信号，则所述特定部分包括主同步信道P-SCH上发送的基本同步码PSC和从同步信道S-SCH上发送的辅助同步码SSC，并且仅在所述PSC和所述SSC中的至少一个的持续期间发送干扰信号。
【文档编号】H04K3/00GK103634067SQ201310508886
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】不公告发明人 申请人:长沙宝庸通信科技有限公司