洪攀峰 徐亞雪

摘要

隨著移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，電信運(yùn)營(yíng)商為了最大程度地滿足用戶的需求，導(dǎo)致移動(dòng)通信信號(hào)幾乎無(wú)處不在，信息技術(shù)突飛猛進(jìn)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展帶來(lái)通信安全方面的問題;司法、監(jiān)所、會(huì)議等地方都存在著信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)造成政治經(jīng)濟(jì)等多方面的損失本文描述了分布式無(wú)線信號(hào)智能屏蔽系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)手機(jī)信號(hào)的智能屏蔽，極大的降低了生產(chǎn)生活中的信息泄密風(fēng)險(xiǎn)。

【關(guān)鍵詞】信號(hào)屏蔽 智能 分布式

1 監(jiān)獄司法屏蔽現(xiàn)狀

傳統(tǒng)功率壓制型“被動(dòng)式”信號(hào)屏蔽方式雖然在一定階段、一定程度上解決了監(jiān)獄手機(jī)信號(hào)管控需求，但尚存在如下問題：

（1）傳統(tǒng)屏蔽采用功率壓制方式，大規(guī)模部署、高功率發(fā)射帶來(lái)較高輻射，影響身體健康;

（2）在3G、4G時(shí)代，擴(kuò)頻制式下要通過功率壓制方式實(shí)現(xiàn)屏蔽，需要非常高的功率。甚至當(dāng)管控區(qū)域公網(wǎng)信號(hào)強(qiáng)度超過-40dbm時(shí)，傳統(tǒng)屏蔽方式無(wú)法有效實(shí)現(xiàn)屏蔽，出現(xiàn)屏蔽死角、盲點(diǎn);

（3）通信制式的演進(jìn)、運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整，都會(huì)帶來(lái)傳統(tǒng)屏蔽的失效，且傳統(tǒng)屏蔽系統(tǒng)面對(duì)通信制式的升級(jí)，無(wú)法做到便捷的升級(jí)方式，只能重新部署，投資得不到保障;

（4）眾多屏蔽場(chǎng)所位于城市密集區(qū)，傳統(tǒng)屏蔽，精度控制差，帶來(lái)周邊干擾，引來(lái)投訴。

監(jiān)獄作為一個(gè)國(guó)家的刑罰執(zhí)行機(jī)關(guān)，擔(dān)負(fù)著維護(hù)穩(wěn)定、懲罰和改造罪犯，保衛(wèi)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的任務(wù)，迫切要求自身建設(shè)現(xiàn)代化。為了適合新形勢(shì)的需要，提高監(jiān)獄科技防范能力，推動(dòng)數(shù)字化監(jiān)獄建設(shè)，對(duì)監(jiān)獄內(nèi)手機(jī)信號(hào)進(jìn)行科學(xué)有效的控制和防范，杜絕因違法使用手機(jī)帶來(lái)的安全隱患已刻不容緩。

2 分布式無(wú)線信號(hào)屏蔽基本原理

本系統(tǒng)除了天線與設(shè)備之間采用同軸電纜連接，其他設(shè)備之間采用光纖連接，系統(tǒng)采用軟件無(wú)線電技術(shù)，數(shù)字化信號(hào)傳送，解決了射頻信號(hào)傳送隨著距離增大損耗大的問題，同時(shí)光纖還可以同時(shí)傳送控制信號(hào)及時(shí)鐘信號(hào)等，智能屏蔽單元外部的接收天線收取附近基站的射頻信號(hào)通過同軸電纜進(jìn)入智能屏蔽單元經(jīng)智能屏蔽單元內(nèi)的低噪聲放器放大，之后下變頻濾波進(jìn)ADC數(shù)字化再進(jìn)FPGA作軟件無(wú)線電處理得到該頻段射頻信號(hào)的基帶信號(hào)，該基帶信號(hào)通過編碼后由光纖傳送到接入單元。GPS也被接收進(jìn)GPS專用芯片處理得到GPS時(shí)鐘供給各級(jí)系統(tǒng)使用。接入單元的作用是控制中心，對(duì)屏蔽信號(hào)來(lái)說，接入單元把智能屏蔽單元來(lái)的基帶信號(hào)傳送到遠(yuǎn)端單元或者擴(kuò)展單元，屏蔽遠(yuǎn)端單元內(nèi)部包含存儲(chǔ)單元可以把分時(shí)傳送下來(lái)的各頻段的數(shù)字基帶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)存儲(chǔ)器，然后按各自的周期輪回轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)送并經(jīng)過射頻放大到足夠功率發(fā)送到射頻輸出端口，通過外部同軸電纜送達(dá)發(fā)射天線，通過天線把屏蔽射頻信號(hào)發(fā)送到空中來(lái)屏蔽基站過來(lái)的手機(jī)信號(hào)。多臺(tái)屏蔽遠(yuǎn)端單元之間通過接入單元的控制協(xié)同同步發(fā)射以達(dá)到更大的屏蔽區(qū)域。

3 系統(tǒng)的組網(wǎng)方式

系統(tǒng)由智能屏蔽設(shè)備、接入設(shè)備、擴(kuò)展設(shè)備、遠(yuǎn)端設(shè)備和偵測(cè)/專網(wǎng)基站組成（如圖1所示）：

3.1 智能屏蔽單元

產(chǎn)生信令級(jí)碼道干擾信號(hào)。

3.2 接入設(shè)備

支持屏蔽信號(hào)、覆蓋信號(hào)和偵測(cè)信號(hào)的接入。

3.3 擴(kuò)展設(shè)備

用于支持多個(gè)信號(hào)管控遠(yuǎn)端單元;強(qiáng)大的組網(wǎng)能力保證系統(tǒng)可以通過靈活的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)適應(yīng)復(fù)雜多變的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境。

3.4 屏蔽遠(yuǎn)端單元

實(shí)現(xiàn)全制式公網(wǎng)信號(hào)的屏蔽。

3.5 偵測(cè)/專網(wǎng)基站

偵測(cè)基站信號(hào)用來(lái)在偵測(cè)屏蔽區(qū)域的手機(jī)。專網(wǎng)基站信號(hào)用來(lái)連接屏蔽區(qū)域的專網(wǎng)手機(jī)。

3.6 屏蔽系統(tǒng)管理后臺(tái)

可以管理多套屏蔽系統(tǒng)，包含用戶管理，網(wǎng)絡(luò)通信配置，屏蔽系統(tǒng)配置，屏蔽系統(tǒng)管理，日志管理，告警管理，故障管理，軟件維護(hù)等。

4 智能屏蔽功能

4.1 屏蔽制式和干擾方式

包括三大運(yùn)營(yíng)商2G、3G和4G全制式，即中國(guó)移動(dòng)GSM、DCS、TD-SCDMA、LTE，中國(guó)聯(lián)通GSM、DCS、WCDMA、LTE，中國(guó)電信CDMA 1X、EV-DO、LTE;采用信令級(jí)碼干擾方式，保證了能夠在低輻射的要求下實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)營(yíng)的信號(hào)屏蔽。

4.2 屏蔽效果與精度

管控區(qū)內(nèi)的有效通信管控率理論上可達(dá)到100%;監(jiān)獄內(nèi)通信管控系統(tǒng)無(wú)線信號(hào)嚴(yán)格控制泄露，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)屏蔽，屏蔽信號(hào)外泄不超過10m，常規(guī)狀態(tài)下不超過5m。

4.3 可擴(kuò)展可擴(kuò)容

通過增加設(shè)備或模塊進(jìn)行擴(kuò)展可以支持運(yùn)營(yíng)商未來(lái)開通的頻段和制式。各系統(tǒng)的干擾由各自獨(dú)立的模塊完成，可單獨(dú)打開或關(guān)斷對(duì)任一系統(tǒng)的通信阻斷功能，可單獨(dú)打開或關(guān)閉任一系統(tǒng)的頻點(diǎn)的阻斷功能，可單獨(dú)對(duì)任一模塊的輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)?；谌珨?shù)字、分布式和小功率的設(shè)計(jì)理念，具有超強(qiáng)的多場(chǎng)景適用性，有助于降低設(shè)備維護(hù)的復(fù)雜度，從而提升運(yùn)維效率和客戶感知。

4.4 自適應(yīng)調(diào)整

屏蔽系統(tǒng)實(shí)時(shí)根據(jù)運(yùn)營(yíng)商無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化自適應(yīng)調(diào)整，避免運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)調(diào)整導(dǎo)致屏蔽系統(tǒng)失效。設(shè)備開通以后幾乎不需要人為干預(yù)，能夠根據(jù)運(yùn)營(yíng)商信號(hào)的變化智能調(diào)整屏蔽信號(hào)，不需要專業(yè)人員維護(hù)，極大的降低的用戶的維護(hù)成本。

4.5 多網(wǎng)協(xié)同

同時(shí)支持2G、3G、LTE（TDD/FDD），在一套系統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)多制式多頻段屏蔽，有利于用戶實(shí)現(xiàn)快速部署并減少工程時(shí)間。

4.5 節(jié)能高效

采用三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，利用數(shù)字光纖延伸，便于網(wǎng)絡(luò)快速部署和調(diào)整。以小功率多點(diǎn)發(fā)射為設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的均勻覆蓋，對(duì)指定區(qū)域外的信號(hào)影響最小;采用智能碼干擾方式，系統(tǒng)整體能耗低。

5 結(jié)語(yǔ)

分布式信號(hào)智能屏蔽系統(tǒng)采用智能信號(hào)處理，完成基站信號(hào)的解調(diào)，根據(jù)解調(diào)信息，重構(gòu)偽裝信號(hào)，能有效屏蔽中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信的所有信號(hào)制式，處于屏蔽區(qū)域的用戶，語(yǔ)音通信和數(shù)據(jù)通信均被有效禁止，從而起到了安全保密作用。

參考文獻(xiàn)

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