1.一种基于同步信号相干干扰的5G手机干扰器,其特征在于,包括收发天线(1)、收发电子开关(2)、5G基站下行链路信号接收模块(3)、信号采集/处理与控制模块(4)、相干干扰信号产生与输出模块(5)、功放模块(6);所述收发天线(1)经过二选一收发电子开关(2)分别与5G基站下行链路信号接收模块(3)、功放模块(6)相连;
所述收发天线(1)用于5G基站下行链路信号的接收和手机干扰信号的发射;
所述收发电子开关(2)用于在信号采集/处理与控制模块(4)的控制下实现收发天线(1)由接收状态到发射状态或由发射状态到接收状态的转换;
所述5G基站下行链路信号接收模块(3)对收发天线(1)所接收的5G基站下行链路信号进行功率放大、滤波及下变频处理后,发送至信号采集/处理与控制模块(4);
所述信号采集/处理与控制模块(4)一方面用于控制收发电子开关(2)和5G基站下行链路信号接收模块(3)对5G基站下行链路信号进行扫频接收;另一方面用于从输入信号中检测5G下行同步信号,并从中提取5G下行同步信号的中心频率、功率、基站识别号以及5G下行同步信号的起始时刻信息,其中基站识别号记作 的取值为0、1、2;还用于控制功放模块(6)的输出信号功率;
所述相干干扰信号产生与输出模块(5)根据信号采集/处理与控制模块(4)所提取的5G下行同步信号中心频率、基站识别号及5G下行同步信号的起始时刻信息,产生相应的干扰信号,并进行上变频、滤波处理后发送至功放模块(6);
所述功放模块(6)用于对接收到的信号进行功率放大和输出功率控制,再经收发电子开关(2)和收发天线(1)向空间中辐射;
信号采集/处理与控制模块(4)从输入信号中检测5G下行同步信号,并从中提取5G下行同步信号的中心频率、功率、基站识别号以及5G下行同步信号的起始时刻信息,具体为:记5G基站下行链路信号、侯选基带同步信号0、侯选基带同步信号1、侯选基带同步信号
2分别为r(t)、s0(t)、s1(t)、s2(t),其中,t表示时间,同时,记相邻同步栅格所对应的频率间隔为Δf;侯选基带同步信号0、侯选基带同步信号1、侯选基带同步信号2分别与基站
1、2相对应,为已知的信号波形;
将采集到的5G基站下行链路信号与3个侯选基带同步信号分别进行相关运算,得到P0(n)、P1(n)、P2(n):P0(n)=max{abs{xcorr[r(t),s0(t)exp(j2πnΔft)]}} (1)P1(n)=max{abs{xcorr[r(t),s1(t)exp(j2πnΔft)]}} (2)P2(n)=max{abs{xcorr[r(t),s2(t)exp(j2πnΔft)]}} (3)Pmax=max{P0(n),P1(n),P2(n)|n=‑34,‑33,‑32,…,34} (4)式(1)、(2)、(3)中,max(·)、abs(·)和xcorr(·)分别表示求最大值运算、求绝对值运算和互相关运算,n=‑34,‑33,‑32,…,34为同步栅格频率值;
求得全部的P0(n)、P1(n)、P2(n)后,将这三组数据放在一起,并从中寻找最大值Pmax,再确定Pmax在P0(n)、P1(n)、P2(n)三组数据中的所在组,以及Pmax所对应的同步栅格频率值,Pmax所对应的同步栅格频率值就是5G基站下行同步信号的中心频率;若Pmax在P0(n)中,则基站若Pmax在P1(n)中,则基站 若Pmax在P2(n)中,则基站 由xcorr(·)的定义及Pmax的大小,直接求得5G基站下行同步信号的功率;
假设估计出的基站 则将接收到的5G基站下行同步信号与s1(t)作实时互相关运算,互相关输出绝对值的最大值点所对应的时刻减去s1(t)的时间长度就是5G基站下行同步信号的起始时刻信息;据此信息,再根据5G下行同步信号的周期性计算出下一个5G下行同步信号的起始时刻。
2.根据权利要求1所述的基于同步信号相干干扰的5G手机干扰器,其特征在于,所述5G基站下行链路信号接收模块(3)对收发天线(1)所接收的5G基站下行链路信号进行功率放大、滤波及下变频处理,具体如下:当信号采集/处理与控制模块(4)不能直接对射频信号进行A/D采样时,5G基站下行链路信号接收模块(3)对5G基站下行链路信号进行频率扫描接收,所需频率选择信号由信号采集/处理与控制模块(4)提供;此时,5G基站下行链路信号接收模块(3)的接收带宽大于5G基站下行同步信号带宽;
当信号采集/处理与控制模块(4)能直接对射频信号进行A/D采样时,对5G基站下行链路信号的扫频接收功能在信号采集/处理与控制模块(4)中实现,5G基站下行链路信号接收模块(3)对5G基站下行链路信号进行全频段接收。
3.根据权利要求1所述的基于同步信号相干干扰的5G手机干扰器,其特征在于,所述5G基站下行链路信号接收模块(3),仅在所述5G手机干扰器刚开机的设定时间段内工作;当所述信号采集/处理与控制模块(4)提取到5G基站下行同步信号的特征信息时,所述5G基站下行链路信号接收模块(3)将停止工作,直到所述5G手机干扰器重新开机工作。
4.根据权利要求1所述的基于同步信号相干干扰的5G手机干扰器,其特征在于,在干扰器向空间中发射干扰信号之前,信号采集/处理与控制模块(4)控制收发电子开关(2),将收发天线(1)的接收信号发送至5G基站下行链路信号接收模块(3),以实现指定频段5G基站下行链路信号的放大、滤波和下变频处理。
5.根据权利要求1所述的基于同步信号相干干扰的5G手机干扰器,其特征在于,信号采集/处理与控制模块(4)控制收发电子开关(2)和5G基站下行链路信号接收模块(3)对5G基站下行链路信号进行扫频接收,具体如下:信号采集/处理与控制模块(4)对一个扫描频点的接收信号进行采集时,采集信号长度大于5G基站下行同步信号的周期,并将采集信号下变频至零中频信号;所述扫描频点的频率值等于指定频段5G基站下行同步信号的侯选同步栅格的频率值。
6.根据权利要求1所述的基于同步信号相干干扰的5G手机干扰器,其特征在于,所述相干干扰信号产生与输出模块(5)根据信号采集/处理与控制模块(4)所提取的5G下行同步信号中心频率、基站识别号及5G下行同步信号的起始时刻信息,产生相应的干扰信号,并进行上变频、滤波处理后发送至功放模块(6),具体如下:相干干扰信号产生与输出模块(5)根据信号采集/处理与控制模块(4)所提取的5G下行同步信号中心频率、基站 信息,将与该基站 相对应的侯选基带同步信号按5G下行同步信号簇中主同步信号间的间隔时间组成干扰信号序列,再转换为模拟信号,并在距离下一个5G下行同步信号到来时刻设定时间范围内,将该模拟信号上变频至所提取5G下行同步信号中心频率所对应的频率处、经功率放大后周期性地输出。