АНАЛИЗ ПРИНЦИПОВ РАБОТЫ И МЕТОДОВ ПОДАВЛЕНИЯ СИГНАЛОВ СОТОВОЙ СВЯЗИ И БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены принципы функционирования и методы подавления сигналов в системах сотовой и беспроводной связи. Проведён анализ физических основ, лежащих в основе процессов радиопомех, классификация и схемотехнические решения устройств подавления. Описаны особенности работы систем в диапазонах GSM, LTE, 5G, Wi-Fi и Bluetooth. Отмечены правовые и технические ограничения, связанные с применением глушителей связи. Результаты работы могут быть использованы при разработке систем радиоконтроля, защиты информации и оптимизации радиочастотной среды.

Ключевые слова: радиоподавление; глушитель связи; беспроводные сети; радиосигнал; помеха; GSM; Wi-Fi; эффективность подавления; радиотехника; безопасность информации.

Введение

Современное общество характеризуется высокой степенью зависимости от беспроводных систем связи — сотовых сетей, Wi-Fi, Bluetooth, а также сетей пятого поколения (5G). С одной стороны, это обеспечивает мобильность и доступность информации, с другой — создаёт риски несанкционированного обмена данными, утечек конфиденциальной информации и нарушения режима радиомолчания в охраняемых объектах. Устройства подавления сигналов, или глушители связи, применяются для предотвращения функционирования сотовых телефонов и беспроводных модулей в заданной зоне. Целью данной работы является анализ принципов работы и методов подавления сигналов сотовой и беспроводной связи, выявление их преимуществ, недостатков и перспектив развития.

Основы функционирования беспроводных систем связи

Передача данных в сотовых и беспроводных сетях осуществляется с помощью электромагнитных волн в диапазоне частот от сотен мегагерц до десятков гигагерц. Основные диапазоны включают: GSM — 900 и 1800 МГц; UMTS / 3G — 2100 МГц; LTE / 4G — 800–2600 МГц; 5G — 3,4–3,8 ГГц и миллиметровые диапазоны; Wi-Fi — 2,4 и 5 ГГц; Bluetooth — 2,4 ГГц. Для устойчивой связи необходимо, чтобы уровень принимаемого сигнала превышал уровень помех на заданную величину, называемую отношением сигнал/помеха (SIR или SINR).

Принципы работы устройств подавления

Основной принцип действия устройств подавления заключается в создании радиопомех в диапазоне частот работы целевой системы связи. Для этого формируется сигнал, который перекрывает полезный сигнал по мощности и спектру. В общем виде уровень результирующего сигнала на входе приёмника можно описать выражением:

— мощность сигнала,

— мощность помехи.

Для эффективного подавления необходимо, чтобы на 6–10 дБ, в зависимости от чувствительности приёмника. Типовая структура глушителя включает:

1. Генератор шума или несущих (синтезатор частот, ГУН);
2. Усилитель мощности ВЧ-сигнала;
3. Селектор (фильтр) диапазона подавления;
4. Антенную систему направленного или всенаправленного действия.

Существует несколько схемотехнических решений:

• Шумовые генераторы (широкополосное перекрытие всего диапазона);
• Тональные глушители (перекрытие конкретных каналов связи);
• Адаптивные системы, синхронизирующие частоту помех с сигналом цели.

Методы подавления сигналов

Методы подавления можно классифицировать по способу формирования и спектральным характеристикам помех.

• Широкополосное подавление: формируется спектр помех, перекрывающий целиком рабочий диапазон. Преимущества — простота реализации и высокая эффективность при малом расстоянии. Недостатки — значительное энергопотребление и возможность побочного воздействия на другие службы связи.
• Узкополосное подавление: используется при необходимости избирательного воздействия на конкретные частоты (например, только GSM или Wi-Fi). Реализуется с помощью перестраиваемых генераторов и фильтров. Эффективность выше, но требуется точная настройка и синхронизация.
• Адаптивное подавление: Современные устройства используют цифровую обработку сигнала (DSP) для динамического подбора частоты и амплитуды помех. Это обеспечивает оптимальное использование мощности и минимизацию побочных излучений.

Сравнительный анализ эффективности методов

Эффективность систем подавления зависит от мощности излучателя, расстояния до приёмника, коэффициента направленности антенны и частотного диапазона. На практике применяются комбинированные схемы, где широкополосное подавление используется вблизи, а адаптивное — на удалённых участках.

Правовые и технические ограничения

Применение устройств подавления регулируется законодательством Российской Федерации. Эксплуатация таких устройств допускается только уполномоченными структурами. Техническое ограничение связано с возможностью избыточного излучения, создающего помехи другим службам связи.

Перспективы развития технологий подавления

С развитием технологий связи 5G и 6G появляются новые задачи, связанные с многодиапазонной и многолучевой структурой сигналов. Классические методы шумового подавления теряют эффективность. В перспективе — разработка интеллектуальных систем подавления с использованием машинного обучения и когнитивного радиоконтроля, позволяющих анализировать спектр в реальном времени и формировать помеху только на активных частотах.

Заключение

В статье рассмотрены физические и технические основы работы систем подавления сигналов в сетях сотовой и беспроводной связи. Проведён анализ существующих методов, выявлены их преимущества и ограничения. Показано, что эффективность работы устройств зависит от диапазона частот, мощности передатчика и алгоритма формирования помехи. Дальнейшее развитие подобных систем связано с внедрением цифровых технологий обработки сигналов, адаптивных и когнитивных методов управления излучением, что позволит создавать более точные и энергоэффективные решения для обеспечения радио безопасности.

Список литературы:

1. Артемьев С. Н., Рябинин А. В. Радиотехнические системы и устройства. — М.: Радио и связь, 2018.
2. Жуков И. П. Основы радиосвязи и передачи информации. — СПб.: БХВ-Петербург, 2020.
3. Коновалов А. М. Методы радиоподавления в системах мобильной связи // Вестник РТУ, 2021. — № 4. — С. 45–52.
4. ETSI TS 138.104 V16.3.0. 5G; Base Station radio transmission and reception (3GPP TS 38.104), 2020. 5. Федеральный закон РФ №126-ФЗ «О связи». — Принят 7 июля 2003 г. (в ред. 2023 г.).