监所手机屏蔽系统简析及建立办法

一、背景概述

      近年来，全国监狱、劳教所、看守所等监管场所纷纷投入经费准备新建或重建手机屏蔽系统，期望因此杜绝违规使用手机现象，加强监管场所的手机管理，保障监管工作顺利开展。
      如上海监狱局，天津劳教局，通过大量的调研确定了切实可行的屏蔽技术要求，通过公开招标建立起稳定可靠的屏蔽系统，取得了可喜的成效。但是全国范围内，绝大部分已建或在建屏蔽系统由于技术参差不齐，不能达到预期屏蔽效果，或对外干扰严重并受到大量投诉，无法正常运行，造成财政经费和时间精力上的双重浪费。

二、三大屏蔽技术简介及现状

（一）常规屏蔽技术

      主要针对手机下行信号的频段或时隙进行扫频式电子干扰使手机无法判别基站分配给手机的登录信息指令，使手机无法登录网络，从而达到屏蔽目的。

      1.初级阶段：分散布置自带天线的屏蔽器，该技术只能在小范围、短时间内使用。
      2.中级阶段：主要在室外安装大功率屏蔽设备并采用定向天线，在信号不太强且无移动3G信号覆盖下，可能勉强达到大范围使用。（成败关键在于设备和安装调试人员的技术水平）系统可以配有设备断电报警、远程控制电源开关及事件记录查询功能。
      3.高级阶段：在中级基础上增加
      1）针对特强信号，数字点频、跳频、导频屏蔽技术，确保屏蔽效果，减少电磁辐射。
      2）采用多频复合合路技术，提高屏蔽效率，简化系统结构，合理均衡分布屏蔽功率等。
      3）针对移动3G的时分特性，采用导频同步技术，杜绝干扰基站。
      4）报警控制系统升级到屏蔽设备内部某个模块故障时均能报警

（二）手机侦测技术

      主要检测手机工作时发射的电磁波信号引起手机所在区域空间内的电磁功率增加到设定值时，从而判定有手机在工作。该技术初听非常先进，实质上只是一种十分肤浅的认识，在提出该技术时，没有考虑到以下几个问题：
  1．手机发射功率的不确定性
      手机工作时具体通过哪个基站进入网络是受周边基站话务量，动态调配来决定的。手机登陆使用时，如果就近基站较为繁忙，则会登陆到较远的空闲基站工作，手机的发射功率便会根据手机到基站电波的链路损耗来作出相应功率大小的调整，通常手机收到基站信号强，发射功率就弱。
  2．手机距侦测器的距离（链路损耗）不确定
      手机距侦测器的距离、中间有无阻挡物均会影响侦测器接受信号的强度。
  3．空间电磁干扰强度不确定
      常见的雷电、日光灯、电子设备等均为干扰源，同时，手机工作时带外杂散很大。虽然侦测器中用于手机上的声表滤波器，但该滤波器带外抑制不够，极易产生串频现象。用于侦测时，不能有效滤除其他干扰信号，使侦测系统处于混乱。
  4. 侦测器设置灵敏度不确定
      一般侦测器的灵敏度设定没有一个具体定量值。调试时通过不断调整位置拨打手机，观察侦测器是否检测到来调整灵敏度。
  5. 误报漏报
     使用侦测技术的屏蔽系统其主要表现为误报、漏报极其严重，无法达到实用目的。

（三）侦测+屏蔽技术

      由侦测器来控制屏蔽器的开关，在侦测到有手机使用的状况时马上开启屏蔽设备，希望达到立即屏蔽的目的。但在实际操作中不能做到立即启动屏蔽设备的原因在于，屏蔽器主要是通过阻止手机登陆网络来达到屏蔽效果的，且基站发给手机登陆指令为间隙性发布，如果手机已登陆网络，特别是已经通话，在基站没有发送让手机更改原有登陆指令期间，手机一般还是能正常通话的。这种现象在联通3G、WCDMA网络中表现更为明显。除非屏蔽功率能远超常规屏蔽设备的数十倍甚至上百倍时，才能达到立即中断手机通讯的效果。这样的功率不仅在技术和成本上难以达到，其辐射强大更为不安全。
      目前侦测+屏蔽技术应用现状：
      这种技术在应用原理上看似优越，尤其备受我国东南、东北地区用户的青睐和推崇，但实际上，至今尚无成功案例出现，且在行业内造成相当的误导，给整个行业带来不小的不良影响。
      如果采用腔体滤波加上码流分析，基本上可以解决上述不足，但因其成本太高，难以被用户接受而失去市场意义

（四）伪基站技术

      发射一个类似于基站的信号，使区域内的手机误入其网，从而达到对该手机的进行监管和控制的目的。目前，在GSM网络上已得到公安等部门的应用。目前现状为：
      1. 若想运用在包括CDMA、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA在内的所有网络上，如果缺少运营商支持，运行相当困难。
      2. 设备造价过高，系统过于复杂，多个运营商、多制式集成操作难度很大。
      3. 若要保证屏蔽区域外的周边用户不受伪基站影响，需要较高的技术手段。
      4. 国内已有个别单位立项建设，但尚无成功消息。
      5. 我司正会同上海电信公司、移动公司、监狱管理局等相关部门，就关于类似技术在已经实行屏蔽的监狱内开展使用“警务通”功能进行共同讨论和相关技术论证，但目前也尚无可实用的突破。

三、目前普遍存在的认识误区

1. 功率越大，屏蔽效果就越好？
      许多企业利用一般用户无法对实际功率进行检测的现状，有意夸大屏蔽器功率进行宣传，造成设备标称功率指标失去其参考价值。（例如安防行业中的某些低价单板摄像机的所标指标或许还高出中高端枪式摄像机的指标）
      其实，对于一个大型屏蔽系统而言，对屏蔽效果起决定性作用的是其所采用的屏蔽技术。先进屏蔽技术所带来的优势远大于屏蔽设备的输出功率（特别是标称功率）因素。（例如40W的普通白炽灯和18W的品牌节能灯所带来的照明亮度）
2. 采用定向天线，就能避免对外干扰？
      殊不知，定向天线覆盖有主瓣、副瓣和后瓣，其主瓣覆盖角度定义为偏离主瓣轴外功率下降3db时的夹角。也就是说，定向天线的侧面和后方的辐射强度只是比主瓣低许多而已。所以如果距离天线较近的空间，还是具有相当屏蔽功率的，再加上被屏蔽的建筑物的反射，仍会造成对外干扰。而且，如果应用不当，更会造成上行干扰，其干扰范围将会更大。
      因此，设备技术能否满足条件，天线的应用，系统的调试，远比是否采用定向天线更具意义。
3. 设备的屏蔽距离是硬性指标？
      1）屏蔽距离与空间信号强度及品质有关，单纯地讲距离并无意义。同等的屏蔽功率如果在较弱的-70db时距离有100米，那么在较强的-52db时只有12.5米。
      2）屏蔽距离于是用天线的增益有关，同等功率的屏蔽主机采用不同增益的天线，距离会有很大差异。例如，采用增益16db的天线时距离为100米，而采用增益4db的天线时，距离只有25米。

      上述举例均假设为开阔地（自由空间理论），如果再考虑监所内部的各种建筑环境，空间信号强度、方向等等综合因素，要做好整个屏蔽系统需要大量的应用技术和产品技术的结合，两者缺一不可。

四、确保屏蔽项目效果的基本条件：

      1. 首先必须采用符合现场实际建筑结构、布局及空间信号具体分布情况的设计和实施方案。
      2. 所使用设备技术先进、运行可靠、并经过大量成功案例考验。对于特强信号应该具有数字点频、跳频、导频屏蔽技术。对于移动3G信号必须具有导频同步技术。
      3. 设计安装调试人员必须熟悉相关专业（无线电通讯）理论，具有长期屏蔽设计、安装调试经验，同时配备必须的专业测试仪器设备。

五、项目立项及初期操作必要流程

1. 充分的调研
      通过各种途径对市场上的产品质量、技术手段、企业及其品牌知名度进行调研。目前较为便捷的方法是利用网络搜索找到相关企业，并进行初步了解及与相关技术人员进行沟通，听取技术讲解。
2. 观察实地演示效果
       经过大量的屏蔽系统相关企业的调研沟通后，择优选取几家企业，让其携带设备产品和相关测试仪器到现场实地检测和屏蔽效果演示。通过简单的演示过程，将不难判断什么样的产品技术最为适合本单位的使用。
3. 实地考察案例的实际效果
      在对经过实际效果考察时最好经过案例单位领导批准后将手机带入屏蔽区，进行屏蔽效果的验证。
4. 招标及合同
      招标文件中一定要明确关键技术要求（为了防止投标方作出虚假的技术应答），必须在文件中提供相应技术要求产品的详细说明、图片等资料，同时将这些技术产品带至招标现场，供招标委员会考证，必要时还应进行通电演示，并作技术讲解说明。
      为防止招标失误，确保项目顺利实施，招标文件中可以规定：中标后，应在规定时间内完成某个指定区域屏蔽试验性安装调试，并在取得预期效果后再确定该中标方中标有效或合同生效，否则将重新招标或由下一候选方中标。在合同生效前，不支付任何款项。