往年小组01015干扰器的研究与设计

1、基于LTE的干扰器的研究与设计 答辩人：王涛 专 业：电子与通信工程 导 师：郭晓金 副教授 2015年5月24日2/28目录课题研究背景及意义1仿真平台搭建3LTE干扰器干扰方案分析设计2LTE干扰器干扰方案仿真4测试结果及仿真5主要工作3/284/28课题研究背景及意义研究背景数据泄密问题涉密产所信息传输安全LTE用户增长产生威胁LTE干扰器现状：缺少针对LTE的干扰器现有LTE干扰器发射功率大、干扰半径小解决方案：LTE干扰器LTE技术发展迅速研究意义保障涉密场所信息安全解决现有LTE干扰器发射功率大、干扰半径小的问题5/286/28LTE干扰器设计需求分析阻断一定范围内的所有LTE终端

2、与外界进行通信发射功率低，等效输出功率小于0.2W干扰半径大，200-10000平方米辐射小，小与10uW/cm2不影响上行无线链路LTE干扰器描述性能需求7/28LTE干扰器干扰方案分析目标信号：同步信号、PBCH信道、PCFICH信道RRC-IDLE（无线资源控制空闲）RRC-CONNECTED(无线资源控制连接) PBCH信道 同步信号基站 接收干扰 PCFICH信道 同步信号基站更新干扰还未建立连接无法接入已经建立连接断开连接LTE信号干扰方式8/28 仿冒式干扰功率压制式干扰压制式干扰利用噪声作为干扰信号，对目标信号进行干扰关键点：功率设置仿冒式干扰模拟基站行为，发射类似于目标信号的

3、干扰信号关键点：生成干扰信号优势：干扰精确 发射功率小遮盖式干扰 欺骗式干扰LTE干扰器干扰方案9/28压制式干扰同步信号仿冒式干扰PBCH信道PCFICH信道干扰 RRC-IDLE用户：干扰同步信号、PBCH 信道 RRC-CONNECTED用户：干扰同步信号、PCFICH信道10/2811/28仿真平台搭建的分析和选择 Windows7操作系统 面向对象程序设计方法 VS2010和Matlab C语言和Matlab语言 LTE干扰器干 扰器方案 LTE下行链路仿真 平台仿真平台总体设计基站干扰器接收机干扰器发射机信道传输环境终端模拟基站发射信号对基站信号进行处理生成并发射干扰信号模拟信道传

4、输环境模拟手机终端接收信号基站信号基站信息干扰信号基站信号 +干扰信号基站信号基站干扰器接收机干扰器发射机信道传输环境终端输入：6ms接收信号输出：中心频点、小区ID、RSRP帧头位置（FHE）频率偏移（FOE）输入: (1) 子帧9、0、1数据；(2) 小区ID输出：系统带宽、系统帧号、PHICH配置、天线端口数输入：小区ID、MIB输出：干扰信号信道估计需要子帧9、0、1数据与基站维持同步12/2813/28初始同步实现同步算法过程同步模块实现过程时间偏移频率偏移14/28PBCH检测实现软合并技术PBCH在无线帧中的传输方式传统PBCH检测方式：成功率低，不精确15/28信道传输模块设计

5、与实现信道传输模块实现过程Ifft变换基站信号和干扰信号进行合并处理基站到终端损耗干扰器到终端损耗水平增益垂直增益传输到终端参数设置16/28仿真场景及假设17/28参 数配 置带宽20MHzeNB发射功率46dBm载波频率2GHz终端与基站距离141m终端与干扰器距离10m路损模型终端与基站：ITU UMi；终端与干扰器：室内热点模型阴影衰落终端与基站：4或3dB；终端与干扰器：4或3dB穿透损耗20dB天线模型（水平） = 70度，Am = 25dB天线模型（垂直） = 10度，SLAv = 20dB= 17度3D天线模型合并方式天线增益+馈线损耗基站：17 dBi；干扰器：5 dBi仿真

6、场景参数表仿真场景2001000平米会议室18/28干扰同步信号及其仿真干扰PSS仿真结果干扰SSS仿真结果结果：压制式和仿冒式均可成功干扰同步信号，仿冒式信噪比大于压制式 同步模块发射端(基站) 同步模块接收端(接收机) 信道传输模块 同步模块接收端(终端)同步信号基站信息同步信号同步干扰信号 同步模块发射端(发射机)19/28干扰PBCH信道及其仿真结果：压制式和仿冒式均可成功干扰PBCH信道，仿冒式信噪比大于压制式20/28干扰PCFICH信道及其仿真结果：仿冒式可以成功干扰PCFICH信道，功率压制式干扰失败-7dB21/28最优干扰方案评估干扰方案干扰PSS干扰SSS干扰PBCH干扰

7、PCFICH传输环境 LOS NLOS LOS NLOS LOS NLOS LOS NLOS功率压制式干扰/mW60009.5195032500.35-信号/信令仿冒式干扰/mW1200.31100.28130.02600.1仿冒式干扰仿真结果不同干扰方案发射功率最优干扰方案 RRC-IDLE状态：干扰PBCH信道 RRC-CONNECTED状态：干扰PCFICH信道最低最大22/28干扰器性能仿真89323/2824/28测试方案A产品 B产品C产品本文设计的LTE干扰器 市场现有的LTE干扰器 对比测试25/28LTE干扰器测试结果dBmLTE干扰器效果最低干信比干扰器在20MHz带宽内的平均等效输出功率A产品成功成功成功 0.25 5.6 mWB产品成功失败失败 126 25 mWC产品成功成功失败 151 600 mW接收信号功率（含天线增益）基站信号A产品+基站信号B产品+基站信号C产品+基站信号LTE干扰器测试结果 基站信号功率：-68.85dBm基站信号+A产品功率：-67.80dBmA产品发射功率: 5.6mW基站信号+B产品干扰功率：-64.35dBmB发射功率：25mW基站信号+C产品干扰功率：-51.80dBmC发射功率：600mW成功失败失败距离干扰器17.2m处的频谱图RSRP = -87 -90 dBm基站信号中等偏强26/2827/