廣西地方標準《保密場景移動通信信號干擾防護效能評估技術規范》（征求意見稿）編制說明一、項目來源根據廣西壯族自治區市場監督管理局《關于下達2021年第一批廣西地方標準制定項目計劃的通知》（桂市監函［2021］1141號），由廣西壯族自治區國家保密局提出，桂林電子科技大學、廣西壯族自治區國家保密局共同起草的廣西地方標準《保密場景移動通信信號干擾防護效能評估技術規范》（項目編號：2021-0105）。二、項目背景及目的意義隨著移動通信領域技術的迅速發展，手機使用普及率正在逐年提高。手機的通話、短信、上網等功能已成為人們現代生活中相互聯系及溝通的重要方式，它極大地提高了人們的生活便利性。但是，涉密場所內的移動通信信號對涉密場所的保密工作帶來重大的安全隱患，攜帶手機等便攜式移動通信工具進入涉密場所，通過移動通信信號能刻意或不經意地將涉密場所內的聲音、圖像、文字等涉密信息向外傳送，造成竊密、泄密等案件，給國家利益帶來重大損失和無法彌補的不良影響。我國對電磁環境方面的研究起步較晚，還沒有成熟的電磁環境預測、分析軟件，雖然制定了《電磁輻射環境保護管理辦法》、《電磁輻射防護規定》、《輻射環境保護管理導則》及《環境電磁波衛生標準》等標準規范，但是沒有哪一個職能部門來對移動通信干擾器進行管理，且對干擾器的干擾防護評價主要是主觀評價。經過與中國移動、聯通、電信、無線電管理委員會聯合項目研究，同時與保密單位、相關廠商進行市場調研，目前無線電管理委員會、保密單位、空管局、移動、聯通、電信等行業，均對管理無線電和干擾信號效能評估存在需求，其在干擾防護的場景中大量使用各種各樣的信號干擾儀，但是針對通信信號干擾效能評估的相關規范存在空缺，目前已有的防護效果效能檢測儀器基本都是在儀器終端進行了簡單的干擾信號強度檢測，均未進行科學評估。當下在涉密場所安裝移動通信信號干擾器后，在現場使用手機測試手機能否通話來人工評價防護效果，但由于各品牌手機的發射、接收信號的技術參數不同，同一地點有的手機不能通話而有的則能通話，這就造成涉密場所內干擾信號屏蔽死角，形成安全隱患。這也是長期困擾該技術領域待解決的技術難題。因此，使用人工方式評價屏蔽效果很難做到科學性和客觀性，精確、定量的移動干擾信號預測算法及防護評估研究對網絡優化和干擾防護評估具有重要意義。本文件突破原來效能評估只依靠干擾信號檢測進行評估的瓶頸，并考慮到原場有用信號，利用干擾信號強度與有用信號強度比值刻畫干擾效果，同時利用后臺數據處理系統快速實時地對整個空間分布進行了預測。通過制定廣西地方標準《保密場景移動通信信號干擾防護效能評估技術規范》，補充了國家保密標準關于保密場景移動通信干擾器相關標準中的檢測和評估依據，規范保密場景移動通信信號干擾防護效能評估的測量要求、測量方案、測量過程、K近鄰非參數核回歸算法預測、預測精度評價、評估內容、評價指標、分級標準，通過結合干信比分布與實際效果制定的干擾等級分級標準，完善了涉密場景全空間信號強度檢測評估內容，滿足保密場所需求。三、標準編制過程（一）成立標準編制工作組廣西地方標準《保密場景移動通信信號干擾防護效能評估技術規范》項目任務下達后，成立了標準編制工作組，制定了標準編寫方案，明確任務職責，確定工作技術路線，開展標準研制工作，具體標準編制工作由桂林電子科技大學、廣西壯族自治區國家保密局相關人員配合。（二）收集整理文獻資料目前國內關于保密場景移動通信信號干擾防護效能評估的標準還未見相關報道，通過查閱參考了干擾器使用安裝、電磁輻射的標準，具體列出如下：GB8702-2014《電磁環境控制限值》BMB9.1-2007《保密會議室移動通信干擾器技術要求和測試方法》BMB9.2-2007《保密會議室移動通信干擾器安裝使用指南》HJ/T10.2-1996《輻射環境保護管理規則電磁輻射監測儀器和方法》DB4401/T7-2018《黨政機關、涉密單位保密室建設規范》（三）研討確定標準主體內容標準編制工作組在對收集的資料進行整理研究后，標準編制工作組召開了標準編制會議，對標準的整體框架進行了研究，并對標準的關鍵性問題進行了初步探討。經過研究，標準的主體內容包括術語和定義、符號、測量基本要求、預測過程、評估方法。調研、形成文本草案、征求意見稿2021年02月，標準起草工作小組進行了廣泛實地調研工作，查閱了大量的國內外文獻資料，對移動通信信號干擾防護效能評估的前人研究成果進行系統總結。形成了標準的基本構架，對主要內容進行了討論并對項目的工作進行了部署和安排。2021年03月，在前期工作的基礎之上，編制組內部召開了廣西地方標準《保密場景移動通信信號干擾防護效能評估技術規范》的研討會，會議就該標準制定的原則、框架、主要內容和具體分工等問題進行了討論。通過對國內、區內保密場景移動通信信號干擾防護效能評估的研究資料和研究成果進行匯總整理，并征詢同領域專家的基礎上，按照簡化、統一等原則編制廣西地方標準《保密場景移動通信信號干擾防護效能評估技術規范》（草案）。2021年06月，根據廣西壯族自治區市場監督管理局《關于下達2021年第一批廣西地方標準制定項目計劃的通知》（桂市監函［2021］1141號），廣西地方標準《保密場景移動通信信號干擾防護效能評估技術規范》獲立項批準。2021年07月至2021年09月，標準編制組與中國移動、聯通、電信、無線電管理委員會聯合項目研究，同時與保密單位、相關廠商進行市場調研，并針對保密場景移動通信信號干擾防護效能評估技術向無線電管理委員會、保密單位、空管局、移動、聯通、電信行業技術人員征求意見，并從校園考場、禮堂等保密場所進行多點試驗驗證，從測量基本要求、預測過程、評估方法等方面進行實驗研究，通過結合干信比分布與實際效果制定的干擾等級分級標準，完善了涉密場景全空間信號強度檢測評估內容。標準編制組根據反饋意見及試驗成果，多次召開會議，對標準草案進行反復修改和研究討論，形成廣西地方標準《保密場景移動通信信號干擾防護效能評估技術規范》（征求意見稿）和（征求意見稿）編制說明。四、標準制定原則1、實用性原則本文件是在充分收集相關資料和文獻，突破原來效能評估只依靠干擾信號檢測進行評估的瓶頸，并考慮到原場有用信號，利用干擾信號強度與有用信號強度比值刻畫干擾效果，同時利用后臺數據處理系統快速實時地對整個空間分布進行了預測。符合保密場景移動通信信號干擾防護效能評估的要求，有利于降低保密工作安全隱患，保障國家和人民的利益，具有較強的實用性和可操作性。2、協調性原則本文件編寫過程中注意了與保密場景移動通信信號干擾防護效能評估技術相關法律法規的協調問題，在內容上與現行法律法規、標準協調一致。3、規范性原則本文件嚴格按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫》的要求和規定編寫本標準的內容，保證標準的編寫質量。4、前瞻性原則本文件在兼顧當前保密場景移動通信信號干擾防護效能評估現實情況的同時，還考慮到保密工作快速發展的趨勢和需求，在標準中體現了個別特色性、前瞻性和先進性條款，作為保密場景移動通信信號干擾防護效能評估的指導。五、標準主要章節內容及確定依據廣西地方標準《保密場景移動通信信號干擾防護效能評估技術規范》主要內容包括術語和定義、符號、測量基本要求、預測過程、評估方法。1術語和定義保密場景：使用干擾器進行屏蔽防護的場景。干擾器（屏蔽器）：采用同頻段信號阻塞的方式來阻塞移動通信基站下行信號，在一定范圍內，造成移動終端無法和基站進行通信的裝置。回歸分析：確定具有兩種或者兩種以上相互依賴的變量間定量關系的一種統計分析方法。（書名：概率論與數理統計；作者:德格奧特；出版社:高等教育出版社）是確定具有兩種或者兩種以上相互依賴的變量間定量關系的一種統計分析方法，它基于觀測數據建立變量間適當的依賴關系，以分析數據內在的規律，并可用于預測、控制等問題，是應用極其廣泛的數據分析方法之一。回歸函數形式自由，受約束少，對數據的分布一般不做任何要求，適應能力強，穩健性高，回歸模型完全由數據驅動，模型精度高，對于非線性、非齊次問題，有非常好的效果。干擾信號：干擾器打開后，使通信終端無法正常通信，導致與基站聯絡中斷的信號。（書名：移動通信；作者：李兆玉、何維、戴翠琴；2017年電子工業出版社出版）、（移動通信工程理論和應用(第二版；作者：WilliamC.Y.Lee；出版社：人民郵電出版社）干信比：干擾信號與屏蔽前的移動通信信號強度的比值，即屏蔽前后場強差值。干信比（JamtoSignalRatio，簡稱JSR），本規范中用干信比衡量干擾器的干擾效果。（注：本文件中用干信比衡量干擾器的干擾效果）。干擾等級：干擾信號對移動通信信號干擾效能的分級。（書名：移動通信；作者：李兆玉、何維、戴翠琴；2017年電子工業出版社出版）、（移動通信工程理論和應用(第二版；作者：WilliamC.Y.Lee；出版社：人民郵電出版社）2測量基本要求1）設備：頻譜儀和全向天線：對信號強度的實測采用手持式射頻分析儀和便攜式寬帶全向天線組合的方式。對實際環境的數據測量采用專業儀器，相比于手機測試，專業儀器測試得到的數據更為精準，經過計算后可以為屏蔽范圍等提供更為精確的理論依據。2）測量：由于移動通信信號受雨衰影響明顯，因此測量應選擇在晴天進行，避免在潮濕環境下測量；要求測量高度固定，由于一般待測移動通信設備由人員攜帶，因此測量高度取人員坐下或站立的平均身高；測量觀察時間應大于等于10s。3測量方案1）本技術規范是規定檢測空間內的干擾效果，在人員攜帶移動通信設備的場景中，根據平均身高相對固定的情況，可簡化為平面內檢測。2）等距布點、均勻布點、菱形交叉布點區別。不同布點方式的區別在于在采用預測法測量信號強度時，預測精度不同。使用百米尺測量實際場景大小，在實際測量的過程中，測量點的選擇不可能是無窮多個，所以要選擇代表性的測量點。當目標區域較小，或者室內物體分布較均勻時，可以直接采用幾何方法按照一定規則均勻布點即進行等距離布點。當目標區域較大，或者室內物體分布較復雜時，測量點的選擇須考慮房間結構、儀器參數、所需精度等因素進行按座位布點。4預測1）通過檢測點，得到預測點：窗寬（K選擇2～7點的依據，擴大或縮小范圍）。根據K近鄰非參數核回歸算法，窗寬的候選取值可為2,3,4，5,6,7，具體取值則根據下文的準確度進行選擇。2）評估點數量根據需要人為選擇。3）在實際中，由于電磁波信號的瞬時波動性，工程上預測值和實測值的差值小于2dB則認為誤差可以接受。4）核函數選擇：根據實測和預測結果分析，本預測模型中選擇高斯函數。m式中：Xix,y——待求未知點的坐標；Rk----窗寬（kZ---已知的信號強度值；n——以待求未知點x,y為中心，2R5)根據K近鄰非參數核回歸算法，窗寬的候選取值可為2，3，4，5，6，7具體取值則根據下文的準確度進行選擇。將步驟所預測出的測試點在6個窗寬下所對應的預測信號場強值與所測量出的測試點實測信號場強值進行比較，并統計出所有測試點在哪個窗寬Rk下所預測出的信號場強值的準確度最高（即預測值與實測值的誤差值最小），則該窗寬Rk所對應的步驟所預測出的各個預測點的信號場強值即為該預測點的信號場強值。根據k（k=2,3,4,5,6,7）值預測得到所有點場強值，利用實測點場強值減去實測點對應位置預測出的場強值后取絕對值小于2dB的點數除以實測點數得到的百分比作為準確度，系統選取準確度最高時所用到Kopt值作為最優的k值，而相應的R=d（Kopt）值就為即為最終的窗寬，而最優的k值對應的預測出來的預測點場強值mxi,yi，即點xi,yi5評估方法1）利用干擾器的干擾效果如低風險、中風險、高風險進行干擾信號的增強，如若為高風險，那么需要在該區域增加一個干擾器靠近高風險區，或者干擾器天線朝向高風險區。2）使用小米、蘋果、華為、三星、OPPO國內各大品牌均進行測試，不同等級的劃分是基于大量的實測結果和三大運營商調研得到的。6針對本文件的研究過程1)移動通信信號干擾防護效能檢測評估方法結合“電磁波傳播理論”、“數理統計理論”等最新研究成果，構建出信號強度的預測模型，然后利用干信比進行對原空間原信號的干擾效能評估，即評估干擾作用的效能。針對復雜場景，使用專業儀器對實際信號強度進行測量，采用相關算法分別對信號強度進行預測，分析并校正數據，結合制定的干擾防護評估指標，從而判定移動通信信號干擾防護效果。計算所有點的屏蔽后與屏蔽前的干信比，轉化為對數后即屏蔽后減屏蔽前的差值，再將各個點的干信比干擾防護效能差值分級標準進行對比，分析場景中各個評估點的干擾等級。S2)干擾防護效能檢測評估測試評估方案圖1無線通信信號干擾防護效能檢測評估針對實際場景即目標場景的數據測量主要包括場地及實測點位置測量和信號強度的測量兩個部分。（1）場地及實測點位置測量使用百米尺測量實際場景大小，在系統中生成對應場景，根據現實場景的特征在系統中生成一套合理的布點方案，再使用米尺在實際場景中精確找到各個實測點的位置并做好標記。在實際測量的過程中，測量點的選擇不可能是無窮多個，所以要選擇代表性的測量點。當目標區域較小，或者室內物體分布較均勻時，可以直接采用幾何方法按照一定規則均勻布點即進行等距離布點。當目標區域較大，或者室內物體分布較復雜時，測量點的選擇須考慮房間結構、儀器參數、所需精度等因素進行按座位布點。測量高度通常為1.3m或1.7m。本次測試的測量高度為1.3m，實景圖和布點圖如圖2所示。（2）信號強度測量在已標記的測試點位置使用手持式全頻段頻譜儀分別測得所有制式在干擾器開啟前后各個實際測量點的信號強度，其中干擾器開啟前測量的前實測信號強度類型為峰值功率P實測-before，干擾器開啟后測量的后實測信號強度類型為最小值功率P實測-after。然后選定測試制式。由于對移動通信上行頻段干擾直接造成移動基站系統信噪比惡化，通信質量下降，所以采用只對移動通信信號下行頻段干擾的干擾器進行測試。不同制式所阻斷的下行頻段具體為：CDMA(870MHz-880MHz)、GSM(935MHz-960MHz)、DCS(1805MHz-1850MHz)、TD-SCDMA(PHS)(1880MHz-1920MHz)、TD–SCDMA(2010MHz-2025MHz)、CDMA2000(WCDMA)(2110MHz-2145MHz)、WIFI(2400MHz、2483.5MHz)等。本項目選用MA-2006型保密場所移動通信干擾器（如下圖所示），該屏蔽器通過阻斷移動通信下行信號，實現在一定范圍內阻斷移動電話的正常通信。干擾設備：MA-2006型保密場所移動通信干擾器；檢測設備：頻譜儀和全向天線。（3）無線數據傳輸使用手持式全頻段無線監測頻譜儀完成場景內各個實測點的數據測量后，將數據按測試順序導入到裝有無線傳輸模塊的U盤中，打開U盤的WiFi，后臺系統連接該WiFi讀取數據到后臺數據庫，對數據進行預處理，每個制式每個實測點的屏蔽前后信號強度分別取200ms掃描實踐內的屏蔽前峰值功率和屏蔽后最小值功率。（4）根據上述方法計算出所有預測點的信號強度，再利用這些預測點數據和實測點數據反過來預測實測點的信號強度，對被預測的實測點需將屏蔽前屏蔽后的信號強度數據置空，即使用18820個預測點數據加49個實測點數據來預測一個實測點的信號強度，對每一個實測點均預測一次，將預測得到的信號強度與實測值作差取絕對值求誤差，誤差小于2dBmV的視為合格，將準確率最高的k值對應的數據作為輸出結果。4）干擾防護方法實際測試（1）該干擾防護評估結果展示可以分為總覽、細節展示和信號強度軌跡線。（2）為了更好的對數據進行分析，k近鄰非參數回歸預測采用以下四組實驗數據進行對比，其中四組實驗均在3205實驗室進行，實驗室大小為8.48m*5.5m，誤差為2dBmV：1）使用50個實測點，步長設置為0.25m2）使用50個實測點，步長設置為0.05m3）使用150個實測點，步長設置為0.25m4）使用150個實測點，步長設置為0.05m表23205實驗室4組實驗結果準確率對比50點步長0.2550點步長0.05150點步長0.25150點步長0.05屏蔽前屏蔽后屏蔽前屏蔽后屏蔽前屏蔽后屏蔽前屏蔽后移動2GGSM90074%58%86%80%74.67%72%87.33%82%移動2GDCS180052%58%82%72%75.33%79.33%91.33%80.67%移動4GTDDLTE148%34%82%72%80%71.33%91.33%79.33%移動4GTDDLTE382%54%90%74%74%73.33%82%85.33%聯通2GDCS180064%44%86%66%79.33%74.67%89.33%86.33%聯通3G80%36%90%68%80%70.67%94%84%聯通4GTDDLTE276%44%94%68%82.67%75.33%92%86%聯通4GFDDLTE158%42%82%66%76.67%76%93.33%81.33%聯通4GFDDLTE268%100%90%100%77.33%96.67%92%100%電信2G88%92%96%98%82%93.33%89.33%95.33%電信3G84%96%98%96%84%94.67%91.33%94.67%電信4GFDDLTE164%40%90%68%76.67%75.33%92.67%84%電信4GFDDLTE266%46%92%68%82%75.33%91.33%83.33%由上表對比可看出，150個實測點使用步長0.05插點這組數據的所有制式準確率基本都是所有實驗中最高的，故可得相同步長的情況下，實測點越多準確率越高；相同測試點的情況下，步長越小準確率越高，若想提高準確率可以添加實測點和減小預測步長。為了證實上述這個猜想，又在8309教室進行一次測試，同樣是四組實驗數據的準確率進行對比，布點圖如圖4、5所示。圖48309教室50點布點圖圖58309教室150點布點圖表38309教室4組實驗結果準確率對比50點步長0.2550點步長0.05150點步長0.25150點步長0.05屏蔽前屏蔽后屏蔽前屏蔽后屏蔽前屏蔽后屏蔽前屏蔽后移動2GGSM90058%52%82%72%84.67%84.33%90%85.33%移動2GDCS180056%44%80%74%84.67%79.33%88.67%80%移動4GTDDLTE168%38%84%72%90.67%82%93.33%85.33%移動4GTDDLTE364%70%84%88%92%88.67%93.33%88%聯通2GGSM90074%62%98%78%97.33%84.67%99.33%84.67%聯通2GDCS180068%52%84%68%92%78.67%95.33%84%聯通3G82%58%94%74%94.67%82%98%90%聯通4GTDDLTE292%58%96%76%94.67%84.67%97.33%85.33%聯通4GFDDLTE170%56%90%66%96%80%98%84%聯通4GFDDLTE280%100%92%100%95.33%99.33%98.67%100%電信2G98%98%100%100%96%98.67%99.33%99.33%電信3G98%100%100%100%96.67%98.67%99.33%98.67%電信4GFDDLTE186%68%90%76%94%87.33%98%85.33%電信4GFDDLTE284%36%92%68%95.33%82%98%84.67%以3205實驗室的干擾防護評估為例，分別對所有制式進行屏蔽效果說明，屏蔽器以對角線朝向擺放在場景中的坐標原點，擺放高度為1.3米，通過各種制式的分析，發現屏蔽器的對角區域屏蔽效果均較差，各制式屏蔽效果說明分析如下：移動2GGSM900移動2GDCS18005）手機測試（1）手機型號：小米note21.移動2GDCS1800屏蔽效果：綠色區域內手機無服務。黃色區域內手機偶爾能接收到微弱的基站信號，但均無法呼出和上網。白色區域內手機偶爾能接收到微弱的基站信號，在有信號的狀態下能斷斷續續呼出但不能上網，圖移動2GDCS1800中左下角出現的白色區域內手機持續無服務，經軌跡線圖核查判斷為測試時間段中屏蔽器不穩定及收到異常信號導致，但不排除風險可能性。測試點13軌跡線圖2.移動4GTDDLTE3屏蔽效果：綠色區域內手機無服務。黃色區域內偶內能接收到基站信號，大部分時間內是無服務，在有信號的狀態下無法呼出和上網。白色區域內偶爾能接收到基站信號，在有信號的狀態下能斷斷續續呼出和上網。圖移動4GTDDLTE3中1號、2號和3號區域內手機持續無服務，經軌跡線核查判斷為屏蔽器不穩定所導致，但不排除風險可能性。（2）手機型號：iPhone8聯通2GGSM900屏蔽效果：手機在全域內持續無服務，圖