专利名称：一种无线电考试防作弊系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线电考试防作弊系统，属于无线电频谱监测及无线电干扰领 域，防止考场中使用无线电信号作弊的系统，特别适用于各种大中型考试。
背景技术：
近年来，出现使用各种无线电考试作弊工具现象，作弊者常常雇佣枪手进入考场， 在考试开始一段时间内，通过无线图像传输的方式将试题传出考场，然后组织人员进行答 题，最后将答案再通过无线电信号传给考场中考生。一些高精尖的无线电技术正越来越多 的被应用到考试作弊中，这严重违反了考试法并破坏了考试公平性、公正性。目前针对各种无线电作弊采取的主要手段是干扰压制，干扰压制的方法是针对一 定的无线电频段进行盲干扰，阻止利用该频段进行作弊的可能。而干扰压制方法缺点是在 屏蔽作弊信号的同时也导致考场一些正常通信的中断，同时它对盲干扰频段外的作弊信号 无能为力。
发明内容
本发明针对现有的无线电防作弊方法针对信号不强、容易导致正常通信的中断等 缺点，提供一种无线电考试防作弊系统，该系统能够通过对无线电频谱各个波段进行搜索 扫描，对作弊信号进行识别、解调、监听，并根据需要施加干扰，同时将搜集监测到的作弊信 息汇总起来以便进行分析，具有针对性强、干扰效果好的特点。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下面所描述
一种无线电考试防作弊系统，包括无线电监测设备以及信号干扰设备，所述无线电监 测设备与信号干扰设备是分体式的，并且所述无线电监测设备连接有至少一个信号干扰设 备，所述无线电监测设备检测到作弊信号后通过处理获得该作弊信号的监测结果并进行处 理后发送给信号干扰设备，进而由信号干扰设备发出相应的干扰信号。作弊信号的监测结 果包括频率、功率、出入时间、频繁度、调制方式信息。进一步地，优选的结构是，所述无线电监控设备，其包括宽带全向接收天线、射频 模块、中频处理模块、基带处理模块、系统控制模块、数据存储模块、音频视频输出模块及对 外通信模块；其中射频模块、中频处理模块、基带处理模块、系统控制模块依次相连；数据 存储模块、音频视频输出模块及对外通信模块分别与系统控制模块相连，其中，
所述宽带全向接收天线，用于接收全频段无线电电磁波；
所述射频模块，用于将宽带全向接收天线接收的无线电信号调谐到固定中频，获得固 定带宽的中频输出；
所述中频处理模块，用于把射频模块得到的中频模拟信号转化成数字基带信号，包括 多种带宽的正交IQ信号和频谱数据；
所述基带处理模块，用于实现识别、检测和解调算法，经过获得作弊信号的监测结果， 包括频率、功率、出入时间、频繁度、调制方式等信息；
4所述系统控制模块，用于控制音频视频输出模块、数据存储模块与信号干扰设备的通 信等任务，对作弊信号的监测结果进行统计分析，并形成数据库；
所述数据存储模块，用于存储程序及监测数据；所述音频视频输出模块，用于显示作弊 信号的监测结果，以及通过触屏功能输入显示参数以及播放作弊信息的音频文件； 所述对外通信模块，用于传输处理后的监测结果和向信号干扰设备发送控制信息。进一步地，优选的结构是，所述信号干扰设备包括依次连接在一起的通信模块、微 控模块、波形产生模块、倍频及波段选择模块、功率放大模块以及干扰天线；其中，
所述通信模块，用于接收无线电监测设备发送的干扰模式的相关指令； 所述微控模块，用于翻译指令，控制信号干扰设备运行，并对波形产生模块和功率放大 模块进行控制；
所述波形产生模块，用于在微控模块的控制下根据接收到的数据得到需要干扰的频点 信息，并生成所需频率的干扰信号；
所述倍频及波段选择模块，用于产生多种频率范围的干扰，例如获得更大频率范围的 干扰；
所述功率放大模块，用于将各个频率的波形增益放大； 所述干扰天线，用于发射干扰信号。进一步地，优选的方案是，所述无线电监测设备通过射频模块在各个波段上进行 搜索扫描，并输出固定10. 7MHz带宽为IOMHz的中频模拟信号进入到中频处理模块之中。进一步地，优选的方案是，所述数据存储模块连接所述系统控制模块，所述系统控 制模块将可疑信号以列表的形式存储为TXT格式的文件以及将可疑信号的音频文件以WAV 格式保存在所述数据存储模块之中。进一步地，优选的方案是，所述信号干扰设备中的通信模块采用GSM模块，即通过 GSM网络接收来自无线电监测设备的信号。进一步地，优选的结构是，所述波形产生模块在微控模块的控制下根据接收数据 得到需要干扰的频点信息，并生成所需频率的干扰信号。对比现有技术，本发明的有益效果在于，本发明是发现式的，因此它不会像干扰压 制方法那样对考场内正常的通信信号进行干扰，同时本系统是全频带的，它能实现了作弊 信号的全频带干扰。本发明的无线电监测设备和信号干扰设备是分开的，它们之间的关系是主从关 系，因此一台无线电监测设备可以对应多台信号干扰设备；其次，对作弊信息有存储、汇总 和分析的功能，最终能形成报表供专人参考，具有非常好的技术优点和效果。
通过下面结合附图来对本发明进行更进一步详细的描述，本发明的上述优点和技 术效果将变得更加明显。图1是本发明无线电考试防作弊系统中的无线电监测设备的结构框图； 图2是本发明无线电考试防作弊系统中的无线电监测设备电路原理图3是本发明所述无线电考试防作弊系统中的信号干扰设备的结构框图； 图4是本发明所述无线电考试防作弊系统中的信号干扰设备电路原理图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。图1是本发明无线电考试防作弊系统中的无线电监测设备的结构框图。如图所述，所述无线电监控设备，其包括宽带全向接收天线0、射频模块1，中频处 理模块2，基带处理模块3，系统控制模块4，数据存储模块5，音频视频输出模块6及对外通 信模块7。其中宽带全向接收天线、射频模块1、中频处理模块2、基带处理模块3、系统控制 模块4依次相连；数据存储模块5、音频视频输出模块6及对外通信模块7分别与系统控制 模块4相连。其中，
宽带全向接收天线0，用于接收全频段无线电电磁波；
射频模块1，用于将宽带全向接收天线0接收的无线电信号调谐到固定中频，获得固定 带宽的中频输出；
中频处理模块2，用于把射频模块1得到的中频模拟信号转化成数字基带信号，包括多 种带宽的正交IQ信号和频谱数据；
基带处理模块3，用于实现各种识别、检测和解调算法； 系统控制模块4，用于控制显示器，存储器，与信号干扰设备的通信等各种任务； 数据存储模块5，用于存储程序及监测数据；处理软件对监测的作弊信息进行统计分 析，并形成数据库。音频视频输出模块6，用于显示作弊信号的频率、功率、出入时间、频繁度等信息， 以及通过触屏功能输入显示参数，同时可以播放作弊信息的音频文件；
对外通信模块7，用于传输监测结果和对信号干扰设备的控制信息。并且，射频模块1、中频处理模块2、基带处理模块3、系统控制模块4依次相连；数 据存储模块5、音频视频输出模块6及对外通信模块7分别与系统控制模块4相连。图2是本发明无线电考试防作弊系统中的无线电监测设备电路原理图。由图2所示，所述射频模块1包括射频前端AR-ONE 8 ；中频处理模块2包括数模 转换芯片9、多通道下变频芯片10、可编程逻辑器件FPGA 11、PROM存储器12 ；基带处理模 块3包括数字信号处理芯片13、存储器FLASH 14、静态存储器15 ；系统控制模块4包括嵌 入式控制系统16 ；数据存储模块5包括数据本地存储器NandFlash 17 ；音频视频输出模块 6包括液晶显示屏18和扬声器19 ；对外通信模块7包括GSM模块20。射频前端AR-ONE 8 与数模转换芯片9相接，数模转换芯片9与多通道下变频芯片10和可编程逻辑器件FPGA 11相接，FPGA 11与PROM 12存储器以及数字信号处理芯片13相接，数字信号处理芯片13 控制射频前端AR-ONE 8，并与FLASH存储器14、静态存储器15以及嵌入式系统16相接，嵌 入式系统16与本地存储器17、液晶显示屏18、扬声器19以及GSM模块20相接。图3是本发明所述无线电考试防作弊系统中的信号干扰设备的结构框图。如框图3可知，本实施例中所述信号干扰设备包括GSM模块，微控模块，波形产生 模块，倍频及波段选择模块，功率放大模块，干扰天线。GSM模块21，微控模块22，波形产生 模块23，倍频及波段选择模块M，功率放大模块25，干扰天线沈依次相接。其中，GSM模块，用于接收指令，即无线电监测设备发送的干扰模式相关指令。微 控模块，用于翻译指令，控制信号干扰设备运行，并对波形产生模块和功率放大模块进行控制。波形产生模块，用于产生干扰波形。倍频及波段选择模块，产生更大频率范围的干扰。 功率放大模块，用于将各个频率的波形增益放大。干扰天线，用于发射干扰。图4是本发明所述无线电考试防作弊系统中的信号干扰设备电路原理图。如图所示，所述波形产生模块23包括可编程逻辑器件FPGA四和频率合成器30 ； 倍频及波段选择模块包括单刀双掷开关31、37、低通滤波器32、放大器33、38、42、衰减器 34、39、43、二倍频器35、40、带通滤波器36、41、单刀三掷开关44。GSM模块27与微控模块 观相接，微控模块观控制功率放大模块45并与可编程逻辑器件FPGA四相接，FPGA四控 制倍频模块中三路开关31、37、44并与频率合成器30相接，频率合成器30与倍频及波段选 择模块M相接，倍频及波段选择模块M与功率放大模块45相接，功率放大模块45连接天 线46。并且，无线电监测设备为主控设备，信号干扰设备为受控设备。首先无线电监测设 备进行搜索，解调，监听，锁定目标后发送信息给信号干扰设备，信号干扰设备根据这些信 息，给出最佳干扰方案实施干扰。本发明的工作流程具体如下面所描述
(1)、系统上电，初始化；
(2)、射频模块接收无线电信号，输出固定中频信号；
(3)、射频模块输出的固定带宽中频信号经过中频处理模块进行数字化，并分为两路分 别进行窄带下变频和宽带下变频；
(4)、基带处理模块对中频处理模块输出信号进行算法处理，实现作弊信号的数字解
调；
(5)、作弊信息通过系统控制模块，存储并显示，同时向信号干扰设备发出工作指令；
(6)、信号干扰设备根据接收到的指令，产生干扰信号并施加干扰。其工作的具体步骤包括如下面所描述的步骤
首先，对无线电考试防作弊系统上电，系统各模块初始化。无线电监测设备中的射频模块接收无线电信号，输出固定10. 7MHz带宽为IOMHz 的中频模拟信号。射频模块结构前端有一个宽带全向监测天线接收无线电信号，经过调节 射频增益控制，滤波，二次下变频，输出固定带宽、固定中心频率的中频信号。本系统中射频 部分采用日本AOR公司的AR-ONE专业宽频接收机。AR-ONE的主要特点接收到的频率范 围从IOKHf 3. 3GHz ；非常稳定的频率振荡器；拥有两个外部控制串口 ；三重变频的超外差 接收前端；BFO可以调节；中频输出为10. 7MHZ，带宽达IOMHz左右；优异的灵敏度。首先利 用天线从无线空间接收射频信号，经过AR-ONE输出中心频率为10. 7MHz，带宽为IOMHz的中 频模拟信号。经过基带处理模块串口控制AR-ONE的频率以IOMHz带宽为步进，依次得到从 IOKHz 3. 3GHz全频带的信号。射频模块输出的固定带宽中频信号经过AD转换芯片数字化，分为两路分别进行 窄带下变频和宽带下变频。在选择AD转换芯片时，采用了美国TI公司的AD6645，它是14 位量化，保持采样率可达80MS / s，无寄生动态范围(SFDR)为IOOdB,数字输出可以在3. 3V下工作，功耗为1. 5W，该芯片可以很好的完成数据采集任务。.宽带信号处理通道数字化 后的中频信号首先进行中心频率为10. 7MHz、带宽为IOMHz的宽带下变频，经截位和去直流 分量，输出中心频率为0的16位I、Q信号；为了抑制频谱泄露，在将信号由时域向频域变换时，先加窗，输出各20位加窗后的I、Q信号，存入寄存器中，通过状态机控制读入2048个20 位I、Q数据后以I数据为实部、Q数据为虚部做2048点的快速傅里叶变换(FFT)，输出经校 正、合成和取对数，输出8位的以分贝为单位的频谱数据并将此数据存至FPGA内部存储器 中，由DSP读出，用于之后的频谱分析和监测。用于宽带信号处理的FPGA芯片选择Altera 公司的芯片Xilinx XC4VSX35，它是速度快、功率极低的FPGA器件500MHz Smart RAM分级 存储器181Λ，双端口块RAM单元；16/32bit LUT RAM单元；外围存储接口 ；可从RAM模块 实现FIFO，而不需要任何附加逻辑；可从LUT模块实现分布式存储器或移位寄存器，而不需 要任何附加逻辑。500MHz灵活的LUT结构，更快的压缩CLB模块，拥有350万门级电路。 窄带信号处理通道经过窄带下变频后的信号带宽从IMHz到IOKHz可调，输出各16位的I、 Q信号，然后由FPGA读入，并以Q信号为高位合成为32位的IQ信号，并将此IQ信号存入 内部存储器中，可由DSP芯片读出，用于之后的信号解调和录音等。对于窄带信号处理通 道，可以选择Craychip公司生产的一种高性能多通道数字下变频器GC4016。它有4个独立 的数字下变频通道输入信号速率可达lOOMsps，具有大于115dB的无寄生动态范围；此外， GC4016还具有灵活的可编程特性，其内部共有255个32位控制字寄存器，可用于决定内部 各功能模块的参数设置(如载波中心频率、HR滤波器系数、抽取因子、数据输出的格式和方 式等)；用户通过控制接口既能写控制字，也能读出某些状态信息。基带处理模块对中频处理模块输出信号进行算法处理，主要用于实现作弊信 号的数字解调，包括AM，FM等。并通过串口控制调节射频本振频率从而得到20MHz到 IGHz的频谱，实现全频段的扫描。本系统的数字处理芯片选用AD公司的ADSP-BF537， 它是ADI(Anal0g Device Inc.)公司推出的一系列高性能低功耗DSP芯片，而基于 Blackfin处理器的ADSP-BF533 —经推出便被很多国家的设计人员立即采用，后续系列产 品ADSP-BF5XX也被更多的系统设计厂家应用到各自的产品中。正是因为ADSP_BF5xx系列 芯片是以功能强大性能卓越的Blackfin处理器为内核而推出的高效DSP芯片。另一方面， 基于Blackfin系列的DSP芯片可运行嵌入式Linux操作系统，并可以保持高速的数据处理 性能。这样本发明中的基带信号处理单元和任务调度控制模块可以在同一片芯片上实现， 这样既简化的结构，又节约了成本。作弊信息通过系统控制模块，存储并显示，同时向信号干扰设备发出工作指令。 DSP计算出的频谱数据，解调数据等通过网口传输到嵌入式操作系统中，操作系统根据用户 需要调度使用各种数据，调度各种任务，完成监测，报警，解调，记录证据等工作。本系统的 系统控制模块部分采用选择扬创公司的YCM40开发板，操作系统为WinCE5. 0。在此ARM板 上运行的控制软件用C#编写，平台是.NET Compact Framework2. 0。ARM板控制完成的功 能有
(1)全自动模式和人工干预模式两个工作模式；
(2)背景信息的采集、存储和导入；
(3)扫描参数的设定、频谱图和可疑频点的动态显示；
(4)可疑信号的模式识别。ARM控制软件存在两种工作模式全自动模式和人工干预模式
(a)全自动模式下，频谱显示、可疑信号列表显示、可疑信号模式识别和可疑信
号的干扰等功能自动完成，不需要人工操作；(b) 人工干预模式下，可以设置不同的扫描参数；可疑信号产生后，需要人工操作 判断是否进行干扰。全自动模式适合所有人群进行操作，人工干预模式适合专业人员进行 操作。下面介绍背景信息的采集、存储和导入。软件在正常工作之前必须进行背景信息 的采集，即采集正常状态下的频谱信息；然后把背景信息导入到频谱模板中。进行频谱监测 时，把实时频谱和频谱模板进行比较就可以发现可疑信号。我们把背景信息存为TXT文件 格式，存储在ARM中的NandFlash中，导入时非常方便。扫描参数的设定、频谱图和可疑频点的动态显示进入人工干预模式时，首先要设 置扫描参数，包括扫描起始频率、截止频率和检测门限等。在人工干预模式下可以灵活的设 置扫描参数来进行频谱的监测；全自动模式下扫描参数为固定值。扫描完一次后，宽带频谱 图动态更新一次。在扫描过程中，大于监测门限的信号被监测出来，形成可疑频点。可疑频 点和背景信息模板进行比对，我们认为和背景信息频点相差很小(0. 08MHz)的可疑信号为 假可疑信号即为背景信息。排除了背景信息的可疑信号，我们认为是真正的可疑信号即作 弊信号。可疑信号在软件界面中以列表的形成动态显示。可疑信号的模式识别全自动模式下，当可疑信号重复出现若干次时，软件就自动 对可疑信号进行模式识别即识别信号的调制方式。人工干预模式下，我们手动操作进行模 式识别。首先我们在ARM控制软件中选择要进行模式识别的频点，通过网口发送给DSP，DSP 再通过串口发送给AR-ONE来设定信号的频率。AR-ONE输出数据经过A/D后送给GC4016得 到IQ两路数据，经过DSP通过网口送给控制软件。模式识别算法在控制软件中实现。模式 识别的结果是形成可疑频点的调制方式。作弊信号的播放、录制和回放。模式识别完成后，可以进行作弊信号的播放、录制 和回放。实时进行作弊信号播放时，我们首先从控制软件中获得可疑信号频点和调制方式， 把这些信息经过网口送给DSP，DSP再送给AR-ONE进行相应的设定。然后DSP再利用串口 打开AR-ONE的音频播放，就可以进行实时作弊信号的播放。进行作弊信号音频录制时，我 们首先从控制软件中获得可疑信号频点和调制方式，把这些信息经过网口送给DSP，DSP再 送给AR-ONE进行相应的设定。然后音频输出经过对录线从AR-ONE送给ARM板。在控制软 件中，我们进行音频的录制，把数据存储为WAV格式，保存在ARM板的NandFlash中。作弊 信号回放时，在控制软件中我们把录制的WAV格式音频文件打开即可。作弊信息的统计分析。搜集的作弊信息存放于数据库中，必要时我们可以利用作 弊信息得到需要的统计图表，例如作弊数量随频率的分布图、各个年份的作弊数量情况等 等。以便分析作弊团伙主要利用的频率范围以及作弊现象的猖獗与否。数据存储模块本系统使用的数据存储模块是NandFlash，首先我们将背景频谱信 息以TXT格式存入NandFlash中，以便比较辨别出可疑频点，然后我们把可疑信号以列表的 形式存储为TXT格式的文件，放在ARM中的NandFlash中。列表的内容包括可疑信号频点、 幅度、频繁度、调制方式等等。同时，作弊信号的音频文件也将以WAV格式保存在NandFlash 中。音频视频输出模块音频视频输出模块包括两部分音频输出和视频输出。音频输出部分我们可以通过扬声器把前面所得到的WAV格式的音频文件播放出 来。视频输出部分此部分将检测到的频谱信息显示在液晶屏上，让操作者直观地感受到有无作弊信号的存在。同时可以通过触屏进行显示参数设置。对外通信模块GSM模块。它完成了无线电监测设备与信号干扰设备之间的通信。 由于无线电监测设备和信号干扰设备是分开的，它们之间通过GSM网络进行通信。控制软 件中我们把可疑信号的频点通过串口发送给GSM模块。信号干扰设备根据接收到的指令，产生干扰信号并施加干扰。分为三个模块GSM 模块采用北京捷麦通信器材有限公司的GlOO短信模块。通过GSM网络接收来自无线电监 测设备的作弊信息。微控模块根据作弊的频点、功率等信息控制FPGA的工作，同时控制 DTM056功率放大器的工作。本模块使用的是美国Silabs公司的C8051F330芯片。该芯片 的主要特性是模拟外设；10位ADC ；转换速率可达200Ksps ；可多达16个外部单端或差分 输入VREF，可在内部VREF、外部引脚或VDD中选择；内部或外部转换启动源；内置温度传感 器；10位电流输出DAC ；比较器；可编程回差电压和响应时间；可配置为中断或复位源。波形产生模块通过微控模块控制FPGA计算接收数据得到需要干扰的频点信息， 并控制频率合成器生成所需频率的干扰信号。本系统模块的频率合成器直接产生的频率信 号频率为20ΜΗζ480ΜΗζ，由于所要干扰的频率范围为20MHz_lGHz，所以超过^OMHz的频率 信号则通过后面的倍频模块产生。频率合成器选用的频率合成器是AD公司的AD9910，它是一款内置14位DAC的直 接数字频率合成器，支持高达l(isps采样速率。AD9910采用高级DDS专利技术，在不牺牲性 能的前提下可极大降低功耗。DDS/DAC组合构成数字可编程的高频模拟输出频率合成器，能 够在高达400MHz的频率下生成频率捷变正弦波。用户可以访问三个用于控制DDS的信号控制参数，包括频率、相位与振幅。该DDS 利用32位累加器提供快速调频和频率调谐分辨率。在msps采样速度率下，调谐分辨率约 为0. 23Hz。这款DDS还实现了快速相位与幅度切换功能。用户可通过串行I/O端口对AD9910的内部控制寄存器进行编程，以实现对AD9910 的控制。AD9910集成了静态RAM，可支持频率、相位和振幅调制的多种组合。AD9910还支持 用户定义的数控数字斜坡工作模式。在该模式下，频率、相位或振幅随时间呈线性变化。本发明的多种频谱扫描功能，可以进行全频段整体扫描，也可以通过先验无线电 作弊信息针对高发频段进行重点扫描。也可以对感兴趣的频段进行分段式扫描。具有多种 监测方式，根据频谱电平和信号出现频度设定报警门限，根据解调结果的文字信息和语音 信息对关键字进行报警。并有多种通信接口利用GSM网络或是串口输出将监测的作弊信息 传输给信号干扰设备。干扰方式由单点频点干扰，宽带扫频干扰组成；干扰扫频速度可调 节。本发明可以设置可信频点，对特定的频点不进行干扰，保证考场内一些必要通信 的畅通。工作中可选两种工作模式，人工干预模式和全自动模式。人工干预模式下，可以对监测的参数，监测内容进行人工设置；全自动模式下，频 谱显示、可疑信号列表显示、可疑信号模式识别和可疑信号的干扰等功能自动完成，不需要 人工操作。监测数据和监测的结果的保管功能与统计功能数据利用本地存储器或是外接 USB存储器存储，可以存储大量的监测信息于数据库中，并可以对数据库中的数据进行统计 分析，得到作弊信息的统计图表。本发明是一个功能全面的网络化无线电防作弊系统，它能遏制无线电方式的考试作弊行为，维护考试的公正性，对社会正确选拔人才具有重要意义，具有非常好的技术效^ ο 以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换和替换，都应涵盖在本 发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.1、一种无线电考试防作弊系统，包括无线电监测设备以及信号干扰设备，其特征在 于，所述无线电监测设备与信号干扰设备是分体式的，并且所述无线电监测设备连接有至 少一个信号干扰设备，所述无线电监测设备检测到作弊信号后通过处理获得该作弊信号的 监测结果，处理后发送给信号干扰设备，进而由信号干扰设备发出相应的干扰信号；所述作 弊信号的监测结果包括频率、功率、出入时间、频繁度、调制方式信息。
2.2、根据权利要求1所述的无线电考试防作弊系统，其特征在于，所述无线电监控设 备，包括宽带全向接收天线、射频模块、中频处理模块、基带处理模块、系统控制模块、数据 存储模块、音频视频输出模块及对外通信模块；其中宽带全向接收天线、射频模块、中频处 理模块、基带处理模块、系统控制模块依次相连；数据存储模块、音频视频输出模块及对外 通信模块分别与系统控制模块相连，其中，所述宽带全向接收天线，用于接收全频段无线电电磁波；所述射频模块，用于将宽带全向接收天线接收的无线电信号调谐到固定中频，获得固 定带宽的中频输出；所述中频处理模块，用于把射频模块得到的中频模拟信号转化成数字基带信号，包括 多种带宽的正交IQ信号和频谱数据；所述基带处理模块，用于实现识别、检测和解调算法，经过处理获得作弊信号的监测结果；所述系统控制模块，用于控制音频视频输出模块、数据存储模块与信号干扰设备的通 信任务，对作弊信号的监测结果进行统计分析，并形成数据库； 所述数据存储模块，用于存储程序及监测数据；所述音频视频输出模块，用于显示作弊信号的监测结果，以及通过触屏功能输入显示 参数以及播放作弊信息的音频文件；所述对外通信模块，用于传输处理后的监测结果和向信号干扰设备发送控制信息。
3.3、根据权利要求1或2所述的无线电考试防作弊系统，其特征在于，所述信号干扰设 备包括依次连接在一起的通信模块、微控模块、波形产生模块、倍频及波段选择模块、功率 放大模块以及干扰天线；其中，所述通信模块，用于接收无线电监测设备发送的干扰模式的相关指令； 所述微控模块，用于翻译指令，控制信号干扰设备运行，并对波形产生模块和功率放大 模块进行控制；所述波形产生模块，用于在微控模块的控制下根据接收到的数据得到需要干扰的频点 信息，并生成所需频率的干扰信号；所述倍频及波段选择模块，用于产生多种频率范围的干扰； 所述功率放大模块，用于将各个频率的波形增益放大； 所述干扰天线，用于发射干扰信号。
4.4、根据权利要求2所述的无线电考试防作弊系统，其特征在于，所述无线电监测设 备通过射频模块在各个波段上进行搜索扫描，并输出固定10. 7MHz带宽为IOMHz的中频模 拟信号进入到中频处理模块之中。
5.5、根据权利要求2所述的无线电考试防作弊系统，其特征在于，所述系统控制模块 将可疑信号以列表的形式存储为TXT格式的文件以及将可疑信号的音频文件以WAV格式保存在所述数据存储模块之中。
6.6、根据权利要求3所述的无线电考试防作弊系统，其特征在于，所述信号干扰设备 中的通信模块采用GSM模块，即通过GSM网络接收来自无线电监测设备的信息。
7.7、根据权利要求1或2或4-6所述任一种无线电考试防作弊系统，其特征在于，所 述射频模块包括射频前端AR-ONE ；中频处理模块包括数模转换芯片、多通道下变频芯片、 可编程逻辑器件FPGA、PROM存储器；基带处理模块包括数字信号处理芯片、存储器FLASH、 静态存储器；系统控制模块包括嵌入式控制系统；数据存储模块包括数据本地存储器 NandFlash ；音频视频输出模块包括液晶显示屏和扬声器；对外通信模块包括GSM模块；射 频前端AR-ONE与数模转换芯片相接，数模转换芯片与多通道下变频芯片和可编程逻辑器 件FPGA相接，FPGA与PROM存储器以及数字信号处理芯片相接，数字信号处理芯片控制射 频前端AR-0NE，并与FLASH存储器、静态存储器以及嵌入式系统相接，嵌入式系统与本地存 储器、液晶显示屏、扬声器以及GSM模块相接。
8.8、根据权利要求3所述的无线电考试防作弊系统，其特征在于，所述射频模块包括 射频前端AR-ONE ；中频处理模块包括数模转换芯片、多通道下变频芯片、可编程逻辑器件 FPGA、PROM存储器；基带处理模块包括数字信号处理芯片、存储器FLASH、静态存储器；系 统控制模块包括嵌入式控制系统；数据存储模块包括数据本地存储器NandFlash ；音频视 频输出模块包括液晶显示屏和扬声器；对外通信模块包括GSM模块；射频前端AR-ONE与 数模转换芯片相接，数模转换芯片与多通道下变频芯片和可编程逻辑器件FPGA相接，FPGA 与PROM存储器以及数字信号处理芯片相接，数字信号处理芯片控制射频前端AR-0NE，并与 FLASH存储器、静态存储器以及嵌入式系统相接，嵌入式系统与本地存储器、液晶显示屏、扬 声器以及GSM模块相接。
9.9、根据权利要求3所述的无线电考试防作弊系统，其特征在于，所述波形产生模块 包括可编程逻辑器件FPGA和频率合成器；倍频及波段选择模块包括单刀双掷开关、低通滤 波器、放大器、衰减器、二倍频器、带通滤波器、单刀三掷开关；微控模块控制功率放大模块 并与可编程逻辑器件FPGA相接，FPGA控制倍频及波段选择模块中三路开关并与频率合成 器相接，频率合成器与倍频及波段选择模块相接，倍频及波段选择模块与功率放大模块相 接，功率放大模块连接天线。
10.10、根据权利要求3所述的无线电考试防作弊系统，其特征在于，工作流程包括如 下步骤(1)、系统上电，初始化；(2)、射频模块接收无线电信号，输出固定中频信号；(3)、射频模块输出的固定带宽中频信号经过中频处理模块进行数字化，并分为两路分 别进行窄带下变频和宽带下变频；(4)、基带处理模块对中频处理模块输出信号进行算法处理，实现作弊信号的数字解调；(5)、作弊信息通过系统控制模块，存储并显示，同时向信号干扰设备发出工作指令；(6)、信号干扰设备根据接收到的指令，产生干扰信号并施加干扰。
全文摘要
本发明公开了一种无线电考试防作弊系统，属于无线电频谱监测及无线电干扰领域。包括无线电监测设备以及信号干扰设备，所述无线电监测设备与信号干扰设备是是分体式的，并且所述无线电监测设备连接有至少一个信号干扰设备，所述无线电监测设备检测到作弊信号后将该信号频率等信息发送给信号干扰设备，进而由信号干扰设备发出对应的干扰信号。本系统是发现式的，它不会像干扰压制方法那样对考场内正常的通信信号进行干扰，一台无线电监测设备可以对应多台信号干扰设备并实现了信号的全频带干扰，并将作弊信息存放于数据库中，具有针对性强的技术效果。
文档编号H04K3/00GK102104437SQ20111000474
公开日2011年6月22日 申请日期2011年1月11日 优先权日2011年1月11日
发明者刘珩, 安建平, 朱夏劼, 杨淼, 陈宁 申请人:北京理工大学