监狱信号屏蔽系统案例-四川省某监狱无线信号管控解决方案

(一) 监狱手机屏蔽系统需求

1. 屏蔽(管控)手机信号范围及作用

      作用于目前国内所有公众通讯标准手机CDMA、GSM、DCS、3G（CDMA2000/TD-SCDMA/WCDMA）、4G(TDD-LTE/FDD-LTE)，且不得影响监狱内其他电子设备系统正常运行。

      杜绝一切人员通过手机（包括移动、联通、电信）在监狱范围内的非法通讯，为监狱管理及安全提供科技保障。

2. 屏蔽(管控)区域

      二大门以内，服刑人员生活和工作场所，如：监舍、习艺场、禁闭室、家属会见区等；独立建筑单体内或单体间隐蔽空间。

3. 屏蔽(管控)效果

      1) 监舍范围内（包括但不限于监房、走道、楼道、窗口等），有效屏蔽率应达到99.9 %以上。

      2) 生产区域内，有效屏蔽率应达到99 %以上。

      3) 密闭狭小空间（包括但不限于谈话室、储藏室、厕所等）及违规可能性较大的更加隐蔽的场所，有效屏蔽率应达到99.9 %以上。

      4) 非屏蔽区域（包括但不限于行政楼、武警楼及周边单位或居民生活场所等），确保可以顺畅通讯。

      5) 电磁辐射强度不得超过国家相关标准。

      6) 系统必须集中供电或分区域集中供电，必须专设带锁装置开关箱，防止人为断电。

      7) 系统必须安全可靠，具有相当的防破坏和连续运行能力。

      8) 充分保留设备输出冗余，提高使用寿命并适应日后发展要求。

(二) 监狱手机屏蔽(管控)系统解决方案

1本方案采用4G (FDD-LTE1800Mhz公网或400Mhz专网) 伪基站十屏蔽方式

      根据监狱实际需求，在监狱总机房建立一套或多套(本方案设3套)伪基站信号源，分别送(3台一带八路光收发)近端设备，通过光纤将信号送入各建筑(共20台) 光纤远端设备，再混入原来屏蔽系统合路双工器，合伪基站信号和屏蔽信号一同通过天馈系统对相应区域进行覆盖。对各手机机号及卡号进行鉴别，从而达到黑名单(非法手机) 停留在虚拟基站系统中，不能进入公网使用；白名单(合法警务通手机) 返回公网可以利用公网合法使用。满足监狱警务通手机由电信公司提供的基于电信4G网络上运行的对讲、警务APP等功能

2系统拓扑示意：

3  实施方式

      监狱手机屏蔽系统必须以频谱分析仪现场勘测数据为设计依据，定量分析整个监狱内具体有哪些通信频段、手机信号强度和分布等情况，以便根据现场实际情况配置各区域屏蔽设备型号和参数。

      根据监狱手机屏蔽系统设计原则和监狱复杂的现实环境，监狱手机屏蔽系统建设做如下考虑：

1. 正确处理屏蔽强信号和减小对外干扰问题

      由于监狱环境复杂，为了准确屏蔽监狱内手机信号并避免对监外居民、办公区域等场所造成影响，应对多频段、多频点屏蔽信号经过系统搭配混合后，采用多分布天线合理地分别屏蔽各个区域。

2. 采用时隙同步跟踪TD导频信号进行屏蔽

      由于移动3G（TD-SCDMA）采用时分双工，上行和下行同频，我们知道若干扰了基站的上行信号则会对基站产生有害干扰。

      移动3G制式（TD-SCDMA）必须采用同步装置，严禁采用干扰其上行时隙的方法，以免基站受到强烈干扰甚至瘫痪。

3. 频域点面结合覆盖技术，扫频与点频相结合

      对于来自基站方向的特强信号，采用点频跳频技术，跟踪其特强信号的频点以及信道的导频信号进行有效屏蔽，使手机与基站无法建立联系。由于点频跳频技术频点跟踪准确，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几百分之一。

      由于特强信号已被点频跳频技术所屏蔽，剩下其它较远基站过来的信号，虽然频点很多，但功率相对较弱，利用扫频方法，即可轻松屏蔽。

4. 室外大面积屏蔽为主，室内只作屏蔽薄弱处的补充

      一般手机信号均来自室外基站，所以未被其它建筑所阻挡的室外或窗口，手机信号较强，手机信号由室外传入室内时，受到建筑结构墙体等阻挡后开始大幅度衰减（单墙一般为10～15dB），如果以室内中间走道为屏蔽中心时，经过建筑内墙到达临近窗内或临近窗口外（这些都是一般屏蔽后犯罪分子容易找到的屏蔽薄弱点），势必造成中间屏蔽信号超过实际需要屏蔽信号强度的几十倍，造成中间电磁辐射较大和浪费屏蔽效率。

      采用室外在可尽可能与基站方向大体一致时，屏蔽信号与基站信号传入室内的路径相当，则传输损耗也相当，能做到手机信号强的区域屏蔽信号相应强，手机信号弱的区域屏蔽信号相应弱。

采用室外大面积屏蔽，屏蔽信号穿过建筑物墙体传到室内，以一层墙衰减10dB计算，则室内信号强度只有室外信号的十分之一，而混凝土墙衰减高达20dB以上，室外信号经过穿墙衰减后只有百分之一的功率传到室内，这就大大降低了电磁辐射可能对人体造成的影响。

5. 充分控制各种天线水平、垂直角度和距离

       根据不同环境要求，选择相应的天线、增益、方向，同等技术指标，同时结合现场建筑环境条件，合理选择架设位置、高度、方向，必要时增加相应的反射隔离板，控制天线投射方向和天线左右后的电磁功率，优于或达到国家环境电波卫生标准。

      例：天线前后比指标25dB,以20dB计算，则后向功率是前向功率的1/100，这个功率是微乎其微的。20dB=10log(前向功率/后向功率)则，前向功率/后向功率=100

6.　系统供电

     系统必须集中供电或分区域集中供电，必须专设带锁装置开关箱，阻止人为断电。

7. 利用联网报警模块实现故障联网监测（可选功能）

      各主机设备均添加故障报警模块，联网后在中心机房实时监测系统工作情况。