Тема курсовой работы:
"Прослушивание сетевых сообщений системы стандарта GSM."

Цель работы: Практическое исследование работы пакета AirProbe совместно с программным анализатором сетевых протоколов Wireshark с использованием приемника RTL-SDR.

В первой части курсовой работы будет рассмотрен принцип настройки и отладки приемника RTL-SDR для реализации возможности приема GSM сигналов.

1. Приемник RTL-SDR.

RTL-SDR – это ТВ тюнер, способный выполнять функции SDR приемника. В свою очередь SDR приемник – это системы радиосвязи, в которой программное обеспечение используется как для модуляции, так и для демодуляции радиосигналов. На вид RTL-SDR представляет собой флешку с USB входом, а также  разъемом для небольшой антенны (рис.1.). 

 

Рис.1. RTL-SDR приемник.

В данной работе использовался приемник на микросхемах RTL2832U + R820T.Его технические характеристики:

Диапазон частот: 24 - 1750МГц;
Модуляция: АМ, FM, NFM, LSB, USB, CW (ADS-B, D-STAR, AIS и другие виды...) ;
Полоса обзора: меняется от 250кГц до 3МГц;
Чувствительность: 0.22мКв (на 438МГц. в режиме NFM) ;
Входное сопротивление приёмника: 50ом ;
Диапазонные фильтры: только внешние ;
Разрядность АЦП: 8бит ;
Динамический диапазон: 50дб (в режиме CW) ;
Задержка принимаемого сигнала: 340мсек ;
Интерфейс: USB 2.0 ;
Требования к ПК: любой современный ;
Операционная система: Windows, Linux, Android.

Как видно по диапазону частот, приемник не может принять сигналы стандарта GSM-1800,так как верхняя  частота RTL-SDR 1750Мгц, в то время как  GSM сигналы данного стандарта находятся в пределах 1800МГц. Отсюда следует, что будут фиксироваться сигналы стандарта GSM-900.

Цена приемника колеблется в районе  500р (информация взята с сайта aliexpress.com).

2.Установка ПО для приемник RTL-SDR.

Установка драйверов для приемника является первым этапом. Для начала необходимо их скачать. Для приемника они скачиваются в составе программы SDRSharp. Ниже представлена пошаговая установка этой программы:    

1. Скачать файл sdr-install.zip http://sdrsharp.com/downloads/sdr-install.zip;

2. Распаковать его содержимое в любой каталог;

3. Запустить sdr-install.bat. Этот скрипт скачает и распакует необходимые файлы. После работы скрипта будет создан каталог SDRSHARP. В нём уже готовый и настроенный на работу с RTL устройствами SDRSharp последней версии с обновлённым Zadig в комплекте. Zadig необходим для установки модифицированных драйверов под ваш RTL тюнер;

4. Вставить RTL2832 тюнер в USB 2.0 порт и запустите Zadig.exe. Выберите ваше устройство в строке "Device". Если в строке нет устройств, значит, ваша система уже поставила другой драйвер для этого устройства или вы поставили родной драйвер от производителя. В этом случае зайдите в меню "Options" и установите галочку "List All Devices". Устройство должно появится в выпадающем списке. Выберите WinUSB драйвер в строке "Driver" и нажмите "Install Driver". Если установка драйвера прошла успешно вы получите соответствующее сообщение (рис.2.).Отмечу, что данный способ предназначен для ОС Windows 7.

Рис.2. Установка драйверов для приемник RTL-SDR.

3.Работа с программой SDRSharp.

Для начала, необходимо разобраться, зачем нужна данная программа. Она позволяет настраивать приемник на нужные частоты, менять частоту дискретизации, демодулировать сигналы. Если обобщить все это в одну задачу, то получается, что SDRSharp выполняет задачи цифровой обработки сигналов.

Что бы запустить SDRSharp необходимо в каталоге, который был создан на этапе установки драйверов запустить файл SDRSharp.exe. Появится окно (рис.3.).

 

Рис.3. Окно SDRSharp.

Для начала необходимо настроить SDRSharp для работы с RTL тюнером. Выберите в строке рядом с кнопкой [PLAY] устройство "RTL-SDR / USB". Далее заходим в настройки вашего приемника [Configure].Появится окно настроек (рис.4.).

 

 Рис.4.Настройки SDRSharp.

Кратко о том, какое значение имеют поля настройки:

[Device] - в этой стоке ваше RTL устройство и чип тюнера.

[Sample Rate] - (Частота дискретизации RTL) Ширина полосы приемника, 2048 MSPS это 2.048 МГц. Полосу можно менять от 0,25 МГц до 3,2 МГц. Чем больше полоса, тем больше нагрузка на процессор. Не на каждом компьютере можно нормально работать с максимальной полосой. Для начала поставьте 1024 для одноядерных процессоров и 2048 для многоядерных.

[Sampling Mode] - режим работы RTL устройства. Для работы необходим режим квадратурного приема. Он установлен по умолчанию. Есть ещё режимы оцифровки I канала или Q канала. Это специфичные режимы и в обычных условиях надобности в них нет.

[Offset Tuning] - Это полезная опция для владельцев тюнера E4000. Переключает режим работы входа RTL с нулевой частоты на промежуточную не нулевую. Установка этой галочки позволяет полностью избавится от палки посередине экрана. Для 820 тюнеров эта опция безразлична и игнорируется в коде драйвера.

[RTL AGC] - Автоматическая регулировка усиления на участке "Смеситель тюнера - АЦП RTL2832". Установите эту галочку при первом запуске.

[Tuner AGC] - Автоматическая регулировка усиления на участке "Вход приемника - МШУ - Смеситель". Данная АРУ работает не очень хорошо, многое зависит от антенны, условий приема и диапазона который вы принимаете. Лучше пока оставить эту галку выключенной.

[RFGain] - Ручная регулировка усиления тюнера. Позволяет самостоятельно менять усиление входного тракта тюнера при отключенной [Tuner AGC].

 [Tuner AGC] - Для первого запуска поставьте этот регулятор 25 - 36 дБ.

 [Frequency correction PPM] - Коррекция частоты опорного генератора тюнера.

Теперь программа настроена на работу с вашим приемником. Можно давить кнопку [PLAY].

Так как используется стандарт GSM900, сканируем частоты 900+60 МГц. В данной работе найден сигнал на частоте 955.930 MГц (рис.5).

 

Рис.5. GSM сигнал. 

Т.О. было установлено ПО для приемника RTL2832U на Windows 7.Произведена установка и настройка программы SDRSharp,принят сигнал GSM.

Cписок литературы:

1. http://rtl-sdr.ru.

2. aliexpress.com

3. http://goryham.qrz.ru/sdr/rtlsdr.htm.