付航

（中國移動通信集團(tuán)重慶有限公司，重慶 401121）

偽基站的發(fā)現(xiàn)與參數(shù)抑制管理

付航

（中國移動通信集團(tuán)重慶有限公司，重慶 401121）

偽基站是當(dāng)前較為嚴(yán)重的破壞通信秩序、傳遞虛假垃圾信息的違法行為。運營商除了報警協(xié)助警方抓捕犯罪分子外，通過發(fā)現(xiàn)偽基站并通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、參數(shù)抑制的方法，也可以在一定程度上大大降低偽基站的影響。

偽基站；小區(qū)選擇算法；功率控制

1 簡介

“偽基站”即假基站，設(shè)備一般由主機(jī)和筆記本電腦組成，通過短信群發(fā)器、短信發(fā)信機(jī)等相關(guān)設(shè)備能夠搜集以其為中心、一定半徑范圍內(nèi)的手機(jī)卡信息，通過偽裝成運營商的基站，冒用他人手機(jī)號碼強(qiáng)行向用戶手機(jī)發(fā)送詐騙、廣告推銷等短信息。偽基站一直是中央各部門重點打擊的對象，但由于涉及一些人的違法利益，各種形式的偽基站仍然層出不窮，對正常通信用戶極大的困擾。

2 偽基站設(shè)備原理

2.1偽基站基本原理

偽基站首先用大功率的廣播信號壓制周圍GSM小區(qū)的信號，使得周邊MS投靠到偽基站這邊來?；竟β瘦^大，電平強(qiáng)，周邊小區(qū)都根據(jù)C2值重選或脫網(wǎng)后連接到偽基站信源上。

一般偽基站具有自適應(yīng)功能，小區(qū)的LAC、CI、BSIC、頻點等會根據(jù)周邊無線環(huán)境變化而變化，特別是偽基站頻點，會自適應(yīng)為周邊最強(qiáng)GSM信號的BCCH頻點。

偽基站還廣播了非常獨特的編號，使得手機(jī)進(jìn)入一個新的區(qū)域，需要重新位置登記。在位置登記階段，偽基站模擬成一個真實的基站，與手機(jī)交互，實施鑒權(quán)過程，并且獲得了手機(jī)用戶的IMSI。IMSI是手機(jī)用戶全網(wǎng)的唯一標(biāo)識，可以理解為身份證號碼。位置登記完成后，偽基站利用獲得的IMSI，尋呼終端。終端響應(yīng)后，偽基站下發(fā)短消息，其中的主叫號碼采用偽造的號碼，以欺騙用戶。

2.2偽基站常見位置

偽基站安裝位置為人流較大的交通要道，密集的商業(yè)中心、步行街以及醫(yī)院、碼頭、車站等人流量集中的位置。主要通過設(shè)置偽基站與周邊最強(qiáng)信號BCCH同頻，來迫使GSM用戶強(qiáng)行重選到偽基站信源上。隨后偽基站將下發(fā)大量政治有害信息、商業(yè)信息或者詐騙信息給用戶。在此期間，用戶無法正常接收來電和短信，只能被動接收偽基站下發(fā)的有害信息。對人民群眾的生命財產(chǎn)安全造成極大的危害，也威脅社會的穩(wěn)定，近年來，常有犯罪分子通過偽基站騙取用戶大量錢財?shù)拇蟀敢赴l(fā)生。

2.3偽基站現(xiàn)網(wǎng)參數(shù)特性

偽基站為了盡可能吸納更多用戶重選到偽基站上，往往采用了極端的參數(shù)設(shè)置，經(jīng)現(xiàn)網(wǎng)測試分析，偽基站往往設(shè)置如下：

（1） 根據(jù)現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)，偽基站的最小接入電平為-110 dBm、PT=0、TO=0、CRO=63。

（2） 偽基站設(shè)置的頻點特殊，與安裝位置最強(qiáng)GSM信源BCCH相同，迫使周邊MS通過空閑BA測量重選到偽基站。

（3） 偽基站頻點較固定，現(xiàn)網(wǎng)測試發(fā)現(xiàn)的偽基站最近一段時間沒有發(fā)生變化（暫時可以通過控制鄰區(qū)空閑BA表里的頻點來控制MS的重選測量）。

（4） 現(xiàn)網(wǎng)所有偽基站的頻點都為GSM900的頻點，結(jié)合GSM白卡測試發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)網(wǎng)所有偽基站的BCCH頻點分布在50～85之間，暫時未涉及聯(lián)通95～124之間的頻點。

（5） 現(xiàn)網(wǎng)偽基站的BCCH頻點未采用DCS1800的數(shù)據(jù)。

3 偽基站識別方法

3.1外場測試發(fā)現(xiàn)

3.1.1未接通案例

萬州印盒石附近，測試車輛自南向北行駛，MS占用萬州印盒石18003正常掛機(jī)，后由于該路段存在偽基站（LAC=11201 CI=4113），且其重選參數(shù)C2值較大，MS掛機(jī)后重選占用，并作位置更新，但由于偽基站小區(qū)無法進(jìn)行鑒權(quán)加密，造成MS位置更新失敗，從而導(dǎo)致未接通，如圖1所示。

3.1.2掉話案例

萬州清江上城附近，測試車輛自西向東行駛，MS2占用萬州公安局18001，后切換至萬州三九酒樓2，MS2占用三九酒樓2后伴隨著7級滿質(zhì)差，并拖死掉話。查看MS1數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，該路段存在偽基站（LAC=10303 CI=4113），且使用79號頻點，與萬州三九酒樓2（80號頻點）存在鄰頻干擾情況，偽基站電平值好于萬州三九酒樓2的電平值，已達(dá)到鄰頻干擾條件，頻率干擾導(dǎo)致了MS2強(qiáng)質(zhì)差，以致拖死掉話。

3.2位置更新分析發(fā)現(xiàn)

偽基站是一個獨特的LAC區(qū)，手機(jī)占用偽基站信源后進(jìn)入了一個新的區(qū)域，需要重新位置登記。在位置登記階段，偽基站模擬成一個真實的基站，與手機(jī)交互，實施鑒權(quán)過程，并且獲得了手機(jī)用戶的IMSI。由于偽基站不是健全的基站，只能獲取MS的IMSI，無法正常的進(jìn)行鑒權(quán)，用戶多次位置更新失敗后，將返回原駐留網(wǎng)絡(luò)，在原網(wǎng)絡(luò)下再次進(jìn)行位置更新。所以，對小區(qū)位置更新數(shù)據(jù)的監(jiān)控是對偽基站后臺監(jiān)控的重要方法。

以萬州周家壩汽車北站的偽基站為例，偽基站導(dǎo)致周邊小區(qū)的位置更新數(shù)據(jù)如圖2所示。

圖1　印盒石附近兩次未接通

圖2　萬州周家壩位置更新趨勢

在2015年1月21日后，由于萬州周家壩汽車北站偽基站的影響，導(dǎo)致周邊主覆蓋小區(qū)位置更新次數(shù)突增。在運營商未做位置區(qū)調(diào)整的情況下，這種突發(fā)的大量用戶位置更新必定是偽基站。

3.3用戶集中投訴

萬州三峽中心醫(yī)院門診部大量頻繁投訴。通過現(xiàn)場對三峽中心醫(yī)院的測試及排查，不同測試點區(qū)域存在一個共性問題—手機(jī)無法占用移動網(wǎng)絡(luò)信號，而是占用一個CI為“4113”的非法信號。

通過在用戶投訴區(qū)域排查，當(dāng)排查到一個裝有“高壓危險”設(shè)備的電線桿下手機(jī)接收“4113”信號，信號達(dá)到最強(qiáng)，手機(jī)進(jìn)入該區(qū)域后，出現(xiàn)短暫的無網(wǎng)絡(luò)，再次顯示有信號后，手機(jī)無法撥打電話，撥打電話時顯示“呼叫失敗”。初步懷疑非法信號“4113”就是由該設(shè)備發(fā)射。運營商優(yōu)化人員可以重點排查近期用戶投訴上升區(qū)域。

4 參數(shù)抑制方案

4.1小區(qū)重選參數(shù)抑制

通過小區(qū)重選C2算法，調(diào)整現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)重選偏置CRO和CRH（如圖3所示），盡量延緩重選至偽基站，以減小偽基站影響范圍。

圖3　 C2算法調(diào)整示意圖

實施案例：現(xiàn)挑選萬州北山三九酒樓處（萬安大橋北橋頭）偽基站試點調(diào)整，將偽基站周邊小區(qū)按距離遠(yuǎn)近與重選關(guān)系，分為三層，最近一層調(diào)整CRO與CRH，第二層、第三層調(diào)整CRO，調(diào)整力度依次降低，具體試驗調(diào)整方案如表1所示。空閑狀態(tài)下，在C2調(diào)整前后進(jìn)行對比測試，經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)：在C2調(diào)整前，MS在較遠(yuǎn)距離就會重選占用偽基站，并駐留較長時間（超過30 s）。在C2調(diào)整后，MS依然會重選占用偽基站小區(qū)，但較修改前范圍變小（大約較小50 m）。

4.2空閑BA列表修改

針對現(xiàn)網(wǎng)偽基站頻點不變化的特點，可以對現(xiàn)網(wǎng)的偽基站周邊小區(qū)的IDLE BA進(jìn)行修改控制。通過現(xiàn)場收集數(shù)據(jù)，確定偽基站的實際覆蓋范圍，并對范圍內(nèi)存在切換、重選對的鄰區(qū)進(jìn)行IDLE BA表核查，對里面涉及與偽基站相同的頻點進(jìn)行修改或刪除，保障周邊小區(qū)不會測量偽基站對應(yīng)的頻點，從而規(guī)避與正常小區(qū)與偽基站之間的重選與切換等問題，減少偽基站帶來的影響。

空閑狀態(tài)下，在BA修改前后進(jìn)行對比測試，經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)：在BA修改前，MS在較近距離內(nèi)重選占用偽基站一次，在BA修改后，在偽基站下進(jìn)行CQT測試，MS一直未重選至偽基站占用。但是， 在MS關(guān)機(jī)重啟后，依然會占用偽基站小區(qū)。所以，通過修改BA表能起到緩解MS重選占用偽基站的作用，但不能徹底解決問題。

4.3強(qiáng)功率壓制

除去參數(shù)修改對偽基站進(jìn)行規(guī)避外，還可以在信號強(qiáng)度上對偽基站進(jìn)行壓制。

MS小區(qū)重選是根據(jù)C2來進(jìn)行的，重慶市現(xiàn)網(wǎng)在2013年底為了減少偽基站對網(wǎng)絡(luò)的影響，以及應(yīng)邊界小區(qū)的影響，對現(xiàn)網(wǎng)的CRO、PT等進(jìn)行了統(tǒng)一的設(shè)置，現(xiàn)網(wǎng)的CRO統(tǒng)一設(shè)置在55左右，給小區(qū)的上下調(diào)節(jié)提供大約16 dB的余量，同時全網(wǎng)的PT設(shè)置為0，避免C2為負(fù)數(shù)重選不上的問題。排除現(xiàn)網(wǎng)TO的影響，所以理論上現(xiàn)網(wǎng)的C2算法為：

表1　分層方案

C2=RXLEV-RXLEV_ACCESS_MIN+ max（［MS_ TXPWR_MAX_CCH-P］，0）+CRO

在當(dāng)前其他參數(shù)不變的情況下，即為當(dāng)前接收下行信號的電平?jīng)Q定了C2參數(shù)的大小，而當(dāng)前MS接收的下行電平強(qiáng)度的大小主要為基站發(fā)射功率與天饋系統(tǒng)的增益決定。

優(yōu)化案例：挑選萬州三峽醫(yī)院附近偽基站試點調(diào)整，在偽基站較近的地方新建一試驗高增益天線（信源為萬州物資大廈1小區(qū)），采用波瓣較小的高增益天線，面向偽基站發(fā)射系統(tǒng)覆蓋，同時調(diào)整小區(qū)參數(shù)，將CRO、RXLEV_ ACCESS_MIN等影響C2的參數(shù)調(diào)到極致，選用與周邊小區(qū)無同頻的頻率做為BCCH頻點。

經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)：在新建小區(qū)前，MS在較遠(yuǎn)距離就會重選占用偽基站，并駐留較長時間（超過30 s）。在新建小區(qū)后，MS基本不會占用偽基站小區(qū)，較修改前影響范圍接近不存在。

5 總結(jié)

本文簡介了偽基站的設(shè)備原理和現(xiàn)網(wǎng)參數(shù)抑制方法，經(jīng)過測試表明應(yīng)對偽基站非常有效，可以極大的緩解偽基站的覆蓋范圍，盡可能的為人民群眾減少損失。然而值得說明的是，運營商網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化維護(hù)人員在發(fā)現(xiàn)偽基站后，第一時間聯(lián)系當(dāng)?shù)責(zé)o委和公安部門協(xié)查，對于處理偽基站是非常重要的。

Discovery and parameter restrain of fake base station

FU Hang
（China Mobile Group Chongqing Co.， Ltd.， Chongqing 401121， China）

This article introduces the ways of discovery and parameter restrain of pseudo base station. In addition to help the police to catch criminals， the communication operators can use this technology to discover pseudo base station， and reduce the impact of it through network optimization methods such as parameter restrain and power control. It is very useful for those engineers and communication operators.

pseudo base station； cell selection algorithm； power control

TN929.5

A

1008-5599（2016）09-0059-04

2016-03-18