Описание

Стенд предназначен для проведения лабораторно-практических работ с целью получения знаний о защите передаваемых данных в сотовых сетях GSM, изучению алгоритмов шифрования, методов установления связи и возможностях аппаратных и программных атак на сети.

Комплектации поставки стенда

1. Устройство «Модуль GSM/GPRS» (1 шт.)
2. Модуль «Устройство программного приёма и синтеза частот» (1 шт.)
3. Ноутбук с предустановленным программным обеспечением (1 шт.)
4. Антенны диапазона GSM 900/1800 (3 шт.)
5. Комплект учебно-методических пособий (2 шт.)

Функциональность стенда и его структура
Стенд представлен несколькими составляющими, ниже дано подробное описание каждого компонента.

Модуль «GSM приёмопередатчик»
Устройство «Модуль GSM/GPRS» служит для изучения алгоритмов взаимодействия устройств GSM с базовыми станциями. Также модуль позволяет при помощи встроенного логического анализатора изучать алгоритмы взаимодействия SIM-карт и телефонов для изучения алгоритмов установления связи.

Состав модуля «Модуль GSM/GPRS»

1. Кнопка включения устройства с ёмкостным принципом срабатывания и защитой от непреднамеренных нажатий.
2. Кнопка включения GSM/GPRS модуля с ёмкостным принципом срабатывания и защитой от непреднамеренных нажатий.
3. Блок связи с персональным компьютером (виртуальный СОМ-порт) с отображением фактов приёма и передачи информации.
4. GSM/GPRS модем.
5. Логический анализатор для анализа данных SIM карты и протокола обмена между персональным компьютером и GSM/GPRS модулем.
6. Слот-разъём для установки SIM-карты.
7. Многофункциональный дисплей с ёмкостными клавишами управления, с возможностью отображения:
   a. Потребляемой устройством тока и мощности
   b. Режимом работы устройства
   c. Служебной информации о работе GSM/GPRS модуля

Технические характеристики GSM/GPRS

• Четыре частотных диапазона GSM 850/900/1800/1900 МГц;
• GPRS класс 12/10;
• Возможность управления посредством AT-команд
• Периферия: GPIO, I2C, АЦП, PWM;
• SIM-интерфейс 3В/1,8В;
• Поддержка сертификатов: CE, A-TICK, TA, CCC
• Наличие модуля резервных часов реального времени (RTC)
• Встроенный TCP/IP-стек;

Технические характеристики логического анализатора

• 8 каналов логического анализатора с частотой дискретизации не менее 10 МГц;
• Измерение, декодирование и анализ сигналов: I2C, UART (RS232C, RS485), SPI, смешанных сигналов с тактовой частотой до 100 МГц;
• Передача данных по интерфейсу USB 2.0 на управляющий компьютер;
• Встроенная защита входов шины до 36 вольт постоянного тока;

Модуль «Устройство программного приёма и синтеза частот»
Модуль «Устройство программного приёма и синтеза частот» служит для приёма сигналов базовых станций GSM в широком диапазоне для последующего анализа и декодирования. Также модуль может работать в режиме передачи данных, что может быть использовано для подмены данных GSM станций для модуля «GSM приёмопередатчик».

Состав модуля «Устройство программного приёма и синтеза частот»

1. Кнопка включения с ёмкостным принципом срабатывания и защитой от непреднамеренных нажатий.
2. Блок связи с ПК с отображением фактов приёма и передачи информации
3. Многофункциональный дисплей с ёмкостными клавишами управления, с возможностью отображения:
   a. Потребляемой устройством тока и мощности
   b. Режимом работы устройства
   c. Измерителем выходной мощности сигнала
   d. Служебной информации о работе устройства программного приёма и синтеза частот
4. Устройство программного приёма и синтеза частот

Технические характеристики в режиме передатчика

• Возможность работы в частотах от 10 МГц до 6 ГГц;
• Выходная мощность
  o в диапазоне от 10 МГц до 2 ГГц: 5 дБм;
  o в диапазоне от 2 ГГц до 3 ГГц: 13 дБм;
  o в диапазоне от 3 ГГц до 4 ГГц: 0 дБм;
  o в диапазоне от 4 ГГц до 6 ГГц: -10 дБм;
• SMA-разъём для подключения антенны;
• Программно-управляемый коэффициент усиления передатчика;
• Возможность управления с персонального компьютера через высокоскоростной последовательный интерфейс;
• Возможность программного включения питания антенны (до 50 мА);
• Возможность обновления встроенного программного обеспечения при помощи персонального компьютера;
• Возможность передачи сигналов произвольной формы;

Технические характеристики в режиме приёмника

• Возможность работы в частотах от 1 МГц до 6 ГГц;
• SMA-разъём для подключения антенны;
• Программно-управляемый коэффициент усиления входного сигнала от 0 до 40 дБ;
• Возможность управления с персонального компьютера через высокоскоростной последовательный интерфейс;
• Возможность обновления встроенного программного обеспечения при помощи персонального компьютера;
• Возможность записи принимаемого сигнала в файл в формате квадратурных измерений и float-point отсчётов;
• Возможность создания программно-конфигурируемых фильтров сигнала, в том числе:
  o Фильтр верхних частот с программно-конфигурируемой частотой среза;
  o Фильтр нижних частот с программно-конфигурируемой частотой среза;
  o Полосовой фильтр с программно-конфигурируемыми частотами среза.
• Возможность программного декодирования модулированных сигналов, в том числе:
  o Амплитудная модуляция
  o Широкополосная частотная модуляция
  o Узкополосная частотная модуляция
  o Фазовая модуляция
  o Гауссовская частотная модуляция;
  o Гауссовская частотная модуляция с минимальным сдвигом.

Ноутбук
Для работы с модулями в комплект стенда входит ноутбук с предустановленным программным обеспечением для управления модулями, для снятия логических диаграмм обмена с SIM-картой, а также дешифровки и анализа данных, передаваемых в пределах GSM сетей.

Комплект антенн GSM
Для исследования влияния антенн на качество работы GSM сетей в комплект стенда включены несколько антенн с различными характеристиками.

Комплект учебно-методических пособий
В комплект стенда входит методическое пособие, состоящее из 3 частей: теоретическая часть, описание работы со стендом и лабораторные работы.

Перечень лабораторных работ

1. Устройство GSM сетей, их приёмников и передатчиков. Диапазоны передачи. Измерения уровней сигналов и алгоритмы выбора базовых станций. Виды антенн и их эффективность.
2. SIM-карта как устройство для идентификации абонентов сетей. Протоколы обмена, анализ возможности подмены данных.
3. Приём сигналов базовых станций, демодуляция и декодирование. Анализ передаваемых данных.
4. Использование передатчика для изменения алгоритма работы GSM модемов с базовыми станциями.