监所手机侦测屏蔽系统比较与简析

信息时代，通信技术高速发展，手机已成为人们日常生活和工作不可缺少的重要的通讯工具，但手机的广泛使用也给特殊场合带来很多负面影响，手机在监狱、看守所、劳教所、戒毒所内成为新的犯罪手段，对社会的和谐稳定带来一定的影响。

近年来，为了提高监狱、看守所、劳教所、戒毒所的科技防范能力和科技管理水平，为了加强对监狱、看守所、劳教所、戒毒所内手机进行科学有效的管控和防范，全国监狱、看守所、劳教所、戒毒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，期望因此杜绝因违法使用手机带来的安全隐患，加强监管场所的手机的管理，保障监管工作顺利开展。

据了解有个别监狱，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。下面我们就简析一下各种系统的现状和技术特点。

一、虚拟基站技术-移动通信终端智能管控系统

1、核心技术及原理

虚拟基站的技术根源在于开源软件和软件无线电技术的发展，个人组建一个无线通信网络成为可能且成本极低。“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徒相似,其实味不同。所以然者何？水土异也。”在中国，源自国外的开源技术会被用于开发通信系统蓝本，也会被用于无线通信系统的反制系统，通常把这种系统简称为虚拟基站，用于特殊场合手机的管控和安全防范。

虚拟基站主要基于GSM移动通信系统的两个接口，一是无线接口，即移动台与网络之间不存在任何固定的物理连接，他们之间的通信是靠无线接口来传输的。二是单项认证体制，即网络需要对手机身份进行认证，而手机不需要对网络认证。

该系统适用于监狱、看守所、戒毒所等管制受控场所，系统采用全制式虚拟基站手机接管及计算机管理控制技术原理，采用全制式光纤分布式数字覆盖技术对馈入的多制式管控信号进行数字化处理，并通过光纤传输和室内外分布系统实现和满足智能化侦测屏蔽管理需求。

系统创新性的实现了手机信号的绿色精准屏蔽，同时针对管控区域内的非法手机实施有效的行为侦测和区域定位，全方位提供了监狱内手机信号的有效管控的综合解决方案。

虚拟基站原理。系统采用全制式虚拟基站手机接管技术。

数字光纤分布。系统采用全制式数字分布式覆盖技术及光纤分布式智能侦测屏蔽技术。

超低发射功率。超低功率发射技术原理，实现无缝管控，绿色屏蔽。

安全通信系统。本系统预留了“警务通”接口，可以根据实际情况授权管控区域内工作人员正常通信、集群呼叫、指挥调度等功能，以提高工作效率。

计算机管理控制。实现对被控资源的管理、自动化控制、动态监测与优化配置及控制信息与运营管理决策信息得的结合。

2、系统组网架构

全制式移动终端智能管控系统（GSM、CDMA、CDMA2000-1x/EVDO、WCDMA、TD-SCDMA、FDD-LTE、TDD-LTE）主要由虚拟基站信源系统、监控操作网管系统、分布系统、天馈系统组成。

3、系统优势

（1）全制式可升级

侦测屏蔽制式包含运营商2G、3G、4G所有移动网路制式，且可以根据运营商移动网络的发展而平滑升级。

（2）革新性绿色管控

系统采用“多点发射，超低功率”无源分布管控模式，低功耗、高效率，绿色环保，电磁辐射符合国家标准，保障了监狱干警和服刑人员的身体健康。

（3）精准的周界控制

系统利用计算机管理控制技术、动态监测侦测屏蔽信号的场强密度及网管系统智能化模拟算法实现周界的软性控制，实现了对管控区域以外的区域环境无任何影响，很好的解决了电磁辐射严重和扰民的问题。

（4）灵活的组网设计

系统采用光纤分布式架构、数字智能侦测屏蔽技术及超低功率发射技术，组网灵活，适应性强，可以解决任何不同特定区域或环境的管控需求。并可提供标准化网络协议接口，可接入中心监控网络平台，实现安全监控数据联网操控。

（5）多重检测的灵敏性

系统以信息、数据来源的不同和检测方法的差异分类、业务监测，通过异常多级导入监测和时时检测，将监测数据传输至网管系统进行综合计算，并进行数据库、模型库比对，将准确无误的侦测数据上报网管平台。完美解决侦测灵敏度和抗干扰难题。

（6）警务通安全通信

针对狱内警务人性化需求，在确保安全的前提下，系统匹配了警务通安全通信系统，所有带入的警务通手机，其集群对讲、短号通话质量良好、信号流畅。有效实现警务通终端在监狱内的使用，并确保可管可控；保证了警务人员的安全通信，提高了警务人员的工作效率，规范了管理流程。

（7）完善的网管系统

网管系统部署在监控中心，可以完整地记录所带入的测试手机的登录时间、特征信息，测试手机的通话记录、短信记录、短信内容、手机号码及被叫号码。实现了配置管理和管控预警，通话、短信及定位信息管理，同时提供日志、数据、权限管理等功能。

网管系统提供成熟的网络管理与设备监控平台，可实时监测每个设备的运行状况和参数配置，避免人为破坏对信号管控效果产生影响。极大的提高了故障响应速度，降低运维成本，有效提升系统可靠性和整体性能。

（8）快速化工程部署

本系统一体化快速工程部署，多制式单设备实现，单光纤传输，节点少，施工简单，系统可靠性高、维护便捷。

4、系统应用现状

（1）以虚拟基站技术为代表的移动通信终端智能管控系统、定位系统，已经在公安、检察院等部门的广泛应用。

（2）我公司的全制式移动终端智能管控系统已经在豫北监狱完成试点工程的建设，系统运行稳定，工程已完成终验，并已运行了一年时间。另外在黑龙江省试点工作已经完成，等待监狱局验收。这套系统得到司法局、监狱局、监狱等用户的充分肯定，并可能会成为解决目前监所手机信号管控问题的最成熟、最根本的综合解决方案。

4、应用劣势

由于多个运营商、多种通信网络制式集成度较高，技术性要求较高，所以研发投入也相应增加，价格上可能不容易被司法市场接受。

二、侦测+定位+屏蔽+视频联动智能管理系统

1、技术原理

侦测屏蔽系统在进行通讯管控的场所形成一个无形的侦测屏蔽网，无人拨打手机时，全系统保持待机巡检探测状态，系统侦测设备无频率发射；手机信号屏蔽器处于关机状态，也不产生任何频率干扰信号；当侦测器探测到管控区域内有人正准备拨出或使用违法通讯设备时，侦测器会主动上报分层管控中心，随即关闭侦测器停止信号探测，同时启动相应网络内自行设置的屏蔽器进行信号干扰阻断（0.5秒内完成），并上报到分层管理平台以及监狱总监控管理中心，报警出手机拨打所在的位置区域。屏蔽器开启（40秒/60秒/120秒可调）后自动切换信号探测，以此循环运行。（侦测频段包括：GSM, DCS, CDMA, PHS, TD-SCDMA, CDMA2000, WCDMA，LTE）

（1）屏蔽器的工作原理：手机是上下行双频率工作，无论手机是空闲模式还是通话模式，与基站每隔30秒间断地进行数据交换以保持在网注册状态。信号屏蔽器采用微低功率发送手机的下行载波信号，阻断手机与公网基站间的下行广播信道，干扰手机的接收信号，从而达到屏蔽手机与外界联系的目的。由于屏蔽器是通过快速扫频技术，扫描频段包括了下行信道的所有公网频点。能实现全方位全频段屏蔽监狱内的手机无法搜索到网络信号，从而不能建立通信连接的功能。

在需要进行手机管控的区域，以楼栋为单位安装若干台手机信号屏蔽器，每个楼栋安装一台分控管理基站，负责管理该楼栋的全部屏蔽器。分别管理基站实时查询下属屏蔽器的工作状态，并转换成封包数据编码发给远端管理软件。可实现屏蔽器人为断线报警，事故断电报警，工作异常报警，远端指挥中心的管理者可实时了解系统硬件运行状况，并及时做出维护和调整。另外远端可实现对屏蔽器的远程开关机，定时开关机，群组开机等智能化控制功能。

屏蔽器平时处于待机状态，无功率发射无功耗，侦测器工作，当有人拨打手机或发送短信便报警给基站及中控主机，此时屏蔽器开启，屏蔽时间由用户决定，把相应的手机信号阻断后，屏蔽器便停止工作，侦测器开启进行侦测，依次循环。

（2）侦测器的工作原理：通过全方位探测手机的上行信号，当手机拨打电话时，与基站进行数据交换，必须要发送请求上行信号，侦测器探测到手机各频段上行信号时，通过控制电脑软件打开相对应屏蔽器，干扰手机信号，使得手机与基站不能连接，从而达到杜绝手机使用的目的。使用数字滤波技术实现分频段侦测，在侦测区域内可以判断使用中的手机入网类型，如电信、联通、移动等。

当有人在侦测区域内拨打手机或者发送短信时，侦测器会把侦测到的信号发送给分控管理基站报警，同时传递报警信息给远端的中控计算机（一般安装在指挥中心），并通过管理软件实时显示报警时间、报警地点及手机类型，指挥中心工作人员可根据报警提示信息实时安排警力赶往报警地点出警，抓获违禁人员依法严惩，或者主管领导可远程实时调阅报警信息，督促监区干警进行有效管理。

（3）分层、分栋管理软件：适应TCP/IP和无线网传输架构，根据各管控区实际情况进行实施。针对各管控区区情况进行侦测屏蔽分层、分栋管理，各楼层侦测器屏蔽器由独立软件进行分级管理，遇到警情及时显示并上报到总监控中心管理平台，实现分级有效管理。系统各分层、分栋管理软件弹出相应对话框，干警针对报警的警情提示及时备注，备注后值班干警必须经管理员授权方可修改备注处理信息结果。

（4）监控调度中心管理平台: 监控调度中心管理平台,具备接收全监狱手机信号报警提示功能；还能结合监狱内部的视频网络，系统升级为视频联动功能。当侦测器探测到手机信号的同时，相应管理软件平台弹出探测到信号周边区域定义的视频摄像头实时画面，便于管理人员查找和搜索违规人员使用的违规通信设备。

2、系统组成

手机侦测定位屏蔽视频联动智能管理系统由侦测器、屏蔽器、基站，中控主机、管理软件五部分组成

3、目前现状及系统优点

（1）此系统不同阶段的产品在全国监狱范围内有很多案例，据悉最新一代的产品在某监狱正在调试验收。

（2）科技手段防范+人防手段管理+综合平台管理是监狱安全管理工作的一个有效和实用的模式。

（3）该系统可分为智能侦测定位系统、智能巡检屏蔽系统，智能侦测屏蔽定位系统三种使用方案，根据不同场景选择合适的方案，价格低廉，施工方便，容易被市场接受。

（4）智能分析、侦测支持全制式。

（5）智能干扰频率支持全制式。

4、系统缺点

（1）侦测各频段的信号并做出详细的分析，是当今技术上的难题，技术门槛和设备成本都较高。

（2）在较强的公网信号状态下，侦测屏蔽系统侦测出误报警信号和屏蔽器个别区域覆盖盲区现象。

（3）不能获取如管控区域内违法手机的IMSI、TMSI、IMEI、手机号码等基本信息。

（4）无法精确定位、查找违法手机。

（5）该系统由于技术缺陷，产品更新换代较快，严重造成投资方的成本浪费。

（6）屏蔽器主要是通过阻断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，特别是已经通话时，在基站没有发送让手机更改原有登陆指令期间，手机还是能正常通话的。这种现象在CDMA、WCDMA网络中表现很明显，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，其辐射大更不安全。

（7）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。

（8）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。

三、手机屏蔽技术

1、技术原理

手机的工作原理是：在一定的频率范围内，手机和基站通过无线电波联接起来，以一定的波特率和调制方式完成数据和声音的传输。

手机在不受屏蔽的正常情况下，在初次进入某一个基站小区是，当地的基站小区会对该手机进行位置更新管理，同时为手机分配临时移动用户识符等临时用户信息，手机收到基站信息后确定自己的小区位置，手机在没有通话状态下仅接收小区基站广播信息。

当屏蔽器发出干扰信号后，该干扰信号对基站广播信道频段上有效信号形成干扰，干扰信号增加了移动通信信道上的误码率，降低了信道的信噪比，从而影响移动台对基站广播信号的接收，当信噪比降低到一地程度（+9db）的时候,手机无法对基站的广播信息进行正常的解码，手机不能检测出从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立联接，手机在多次搜索基站广播信息失败后无法确定自己所在的服务区，所以干扰区域内手机表现为搜索网络、无信号、无服务系统等现象。

屏蔽器就是用特定电磁信号，以一定的速度从前向信道的低端频率向高端扫描，该扫描速度可以在手机接收报文信号中形成乱码干扰，构造一个“电磁栅栏”，形成一个立体屏蔽区域，是该区域的手机无法接收基站的通信信号，是手机不能与基站建立连接，达到阻断目的。

（3）分层、分栋管理软件：适应TCP/IP和无线网传输架构，根据各管控区实际情况进行实施。针对各管控区区情况进行侦测屏蔽分层、分栋管理，各楼层侦测器屏蔽器由独立软件进行分级管理，遇到警情及时显示并上报到总监控中心管理平台，实现分级有效管理。系统各分层、分栋管理软件弹出相应对话框，干警针对报警的警情提示及时备注，备注后值班干警必须经管理员授权方可修改备注处理信息结果。

（4）监控调度中心管理平台: 监控调度中心管理平台,具备接收全监狱手机信号报警提示功能；还能结合监狱内部的视频网络，系统升级为视频联动功能。当侦测器探测到手机信号的同时，相应管理软件平台弹出探测到信号周边区域定义的视频摄像头实时画面，便于管理人员查找和搜索违规人员使用的违规通信设备。

2、系统组成

手机侦测定位屏蔽视频联动智能管理系统由侦测器、屏蔽器、基站，中控主机、管理软件五部分组成

3、目前现状及系统优点

（1）此系统不同阶段的产品在全国监狱范围内有很多案例，据悉最新一代的产品在某监狱正在调试验收。

（2）科技手段防范+人防手段管理+综合平台管理是监狱安全管理工作的一个有效和实用的模式。

（3）该系统可分为智能侦测定位系统、智能巡检屏蔽系统，智能侦测屏蔽定位系统三种使用方案，根据不同场景选择合适的方案，价格低廉，施工方便，容易被市场接受。

（4）智能分析、侦测支持全制式。

（5）智能干扰频率支持全制式。

4、系统缺点

（1）侦测各频段的信号并做出详细的分析，是当今技术上的难题，技术门槛和设备成本都较高。

（2）在较强的公网信号状态下，侦测屏蔽系统侦测出误报警信号和屏蔽器个别区域覆盖盲区现象。

（3）不能获取如管控区域内违法手机的IMSI、TMSI、IMEI、手机号码等基本信息。

（4）无法精确定位、查找违法手机。

（5）该系统由于技术缺陷，产品更新换代较快，严重造成投资方的成本浪费。

（6）屏蔽器主要是通过阻断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，特别是已经通话时，在基站没有发送让手机更改原有登陆指令期间，手机还是能正常通话的。这种现象在CDMA、WCDMA网络中表现很明显，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，其辐射大更不安全。

（7）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。

（8）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。

三、手机屏蔽技术

1、技术原理

手机的工作原理是：在一定的频率范围内，手机和基站通过无线电波联接起来，以一定的波特率和调制方式完成数据和声音的传输。

手机在不受屏蔽的正常情况下，在初次进入某一个基站小区是，当地的基站小区会对该手机进行位置更新管理，同时为手机分配临时移动用户识符等临时用户信息，手机收到基站信息后确定自己的小区位置，手机在没有通话状态下仅接收小区基站广播信息。

当屏蔽器发出干扰信号后，该干扰信号对基站广播信道频段上有效信号形成干扰，干扰信号增加了移动通信信道上的误码率，降低了信道的信噪比，从而影响移动台对基站广播信号的接收，当信噪比降低到一地程度（+9db）的时候,手机无法对基站的广播信息进行正常的解码，手机不能检测出从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立联接，手机在多次搜索基站广播信息失败后无法确定自己所在的服务区，所以干扰区域内手机表现为搜索网络、无信号、无服务系统等现象。

屏蔽器就是用特定电磁信号，以一定的速度从前向信道的低端频率向高端扫描，该扫描速度可以在手机接收报文信号中形成乱码干扰，构造一个“电磁栅栏”，形成一个立体屏蔽区域，是该区域的手机无法接收基站的通信信号，是手机不能与基站建立连接，达到阻断目的。

（2）点频跳频干扰法

   跳频是最常用的扩频方式之一，其工作原理是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的方式，即通信系统中使用的载波频率受伪随机变化吗的控制而随机跳变。从通信技术的实现方式上讲跳频是一种用码序列进行多频频移键控的通信方式，也是一种码控载频跳变的通信系统。从时域上讲，跳频信号是一个多频率的频移键控信号。从频域上讲，跳频信号的频谱是一个在很宽频带上以不同间隔随机跳变的信号。

数字点频跳频主要针对公网基站特强信号（导频信号）进行有效屏蔽，客服了普通扫频技术对特强信号无法有效屏蔽和辐射大的技术瓶颈，由于点频技术频点跟踪不存在频点以外的电磁功率浪费，所以对于特强信号的屏蔽效率极高，而电磁辐射只有扫频方式的几十或者几百分之一，不产生任何健康与环境威胁，节能环保。

由于特强信号被点频跳频信号所屏蔽，剩下其他的一般强度的信号，虽然频点很多，但是功率相对较弱，利用扫频的方法，即可轻松屏蔽。

（3）白噪声强压干扰法

在通信系统中，白噪声（white noise)随机起伏噪声的统称。它的幅度遵从高斯(正态)分布,而功率谱类似于白色光谱，均匀分布于整个频率轴,故称为白噪声。白噪声主要包含三类：无源器件,如电阻、馈线等类导体中电子布朗运动引起的热噪声；有源器件,如真空电子管和半导体器件中由于电子发射的不均匀性引起的散粒噪声；以及宇宙天体辐射波对接收机形成的宇宙噪声。其中前两类是主要的。

通信中的各类噪声，有些可以消除，有些可以避免,还有些可以减小。唯独以内部噪声为主的白噪声，无论在时域还是频域,总是普遍存在和不可避免的，因而成为通信中各类噪声的重点研究对象。

白噪声强压干扰法是通过在手机整个频段上发射大功率电磁干扰信号来压制通信系统信号，干扰信号发送的是大功率的三角波来干扰不同频段上的数字信号。

（4）各系统的屏蔽方式

TD-SCDMA制式的屏蔽严禁采用干扰上行时隙的方法，公网基站收到强烈干扰信号时会瘫痪。

GSMCDMACDMA200WCDMADCS制式频段内手机信号强度大于等于-65dbm需采用窄带或点频跳频干扰方式

对于个别频点且信号强度大于等于-55dbm时必须采用点频跳频干扰方式

3、系统组成

手机侦测屏蔽系统由侦测屏蔽主机、天馈系统组成。

4、目前现状及系统优点

（1）手机信号屏蔽技术的倡导者，有完善的解决方案。产品种类多、产品新颖（壁画式手机屏蔽器），成本低。

（2）拥有这类技术的企业一般有多年的无线通信屏蔽的资历，且行业相关认证较齐全，在上海、天津等地监狱、看守所有大量工程案例，在学校考场、会议室、军队等高端涉密场合也有很多应用。

（3）该系统由侦测屏蔽主机、天馈系统、网络监控后台组成，系统架构简单，组网方便，施工简单，维护方便。

（4）智能屏蔽频率支持全制式。

（5）从单纯的屏蔽技术讲，导频同步、点频、跳频、分段屏蔽等技术的应用，在手机信号屏蔽领域有很大的突破。

4、系统缺点

（1）只能屏蔽，不能侦测，不能获取管控区域内违法手机的IMSI、TMSI、IMEI、手机号码等基本信息，更不能监控管控区内手机动态信息状态，应用范围有局限。

（2）系统没有完善的综合监控平台支撑，可视化效果不直观。

（3）无法定位、查找违法手机。应用范围有局限。

（4）系统产品单一，产品相关接口不开放，目前还不能满足监狱安全综合管理的需求。

（5）无法实现“授权工作人员正常通信”，不能实现控制区域内的用户进行黑白名单的选通。此类技术在已经实行屏蔽的监狱内开展使用“警务通”功能进行相关技术论证、测试，但目前没有任何突破。

（6）通信制式的演进、运营商网络的优化调整，都会严重影响屏蔽的效果，投资无法保障。