[RF/Radioelec] Identification modulation
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Identification modulation



  1. #1
    cubitus_54

    Identification modulation


    ------

    Bonjour,

    Je me suis acheté un nouveau jouet et j'en explore ces capacités

    Il est branché sur une antenne et je capte une transmission.
    Je n'ai pas été capable de trouver un site qui répertorie les fréquences utilisées.
    Ici c'est du 925MHz peut-être un canal de téléphonie mobile ?
    Sa modulation semble être du PSK
    Je tourne autour du pot sans arriver à trouver la bonne modulation.
    Est qu'il y a un expert qui peut m'aider à trouver les bons paramètres ?

    Merci

    Nom : ScreenImg.png
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    -----

  2. #2
    nornand


  3. #3
    nornand

    Re : Identification modulation

    https://www.arcep.fr/fileadmin/cru-1...vembre2020.pdf

    Le réseau GSM utilise la modulation GMSK
    Dernière modification par nornand ; 28/05/2022 à 12h52.

  4. #4
    cubitus_54

    Re : Identification modulation

    Merci pour le PDF il est sympa.
    On est donc chez Bouygues,
    La bande visée semble être un canal "voix" de 200kHz de large
    avec un débit brut de 270.8kbits/s
    La démodulation MSK ne donne rien de probant.
    La seule démodulation qui semble fonctionner est la PSK, mais je n'ai toujours pas trouvé les bons paramètres
    Nom : ScreenImg(3).png
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  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    penthode

    Re : Identification modulation

    tu ne "démodulera " pas grand chose...

    la liaison est fermement cryptée !
    [b]le bon sens est un fardeau, car il faut s'entendre avec ceux qui ne l'ont pas [/b]

  7. #6
    cubitus_54

    Re : Identification modulation

    je le sais bien....ce n'est pas le but ...

  8. #7
    Gwinver

    Re : Identification modulation

    Bonsoir.

    C'est quel modèle de Siglent?

    La bande 900 MHz est utilisée par les opérateurs de téléphonie mobile pour de la 2G et de la 3G ou 4G. En général, ils ont gardé de la 2G en haut et bas de leur segment et placé la 3G ou 4G au milieu.

    Si c'est de la 2G, pour une bonne observation du signal et de sa modulation, il faudrait se caler sur le centre d'un canal et observer sur une bande d'un peu plus que 200 kHz. Les canaux sont au pas de 200 kHz, et le premier canal est à 100 kHz du bord de la bande, donc, 925.8 est un peu décalé par rapport à un centre de canal.
    La forme du specte est donnée sur ce site : https://poujouly.net/2012/12/07/modulation-gmsk/

    Le débit est de 270 k.symboles par seconde, la modulation (comme dit plus haut) de la GMSK.
    La GMSK est en fait de la modulation de fréquence avec un indice de 0.5 et un filtrage gaussien. Cela peut s'apparenter à de la modulation de phase. Le diagramme est un cercle, et les points de la constellation sont à +/- 45° de axes.

    Il y a aussi eu de la modulation 8 PSK pour de la data avec un décalage de PI/8; mais je ne pense pas que ce soit encore beaucoup utilisé.

    Pour une identifiation complète, il est possible de placer l'analyseur en mode zéro span, ce qui revient à un oscilloscope mesurant la puissance en fonction du temps.
    Le graphe obtenu montre des créneaux avec une période de 577 µs, et une "pause" entre créneaux de l'ordre de 30 µs.

  9. #8
    cubitus_54

    Re : Identification modulation

    Merci Gwinver pour ces informations très pertinentes.
    L'analyseur Siglent est un SSA3000X + amélioré.

    L'occupation de la bande passante semble être de 140kHz
    925.8_BW.png

    Pour la démodulation, une simple démodulation FM analogique semble faire apparaître des signaux "carrés" .
    Le mode Span zero, ne donne pas grand-chose visuellement ou je ne sais pas bien m'en servir

    925.8MHz2G.png

    Si vous avez des suggestions d'exploration de bandes de fréquence, je suis preneur

  10. #9
    Gwinver

    Re : Identification modulation

    Bonjour.

    En GMSK, le spectre s'étend presque'à l'infini, en pratique un canal un peu inférieur à 180 kHz suffit (voir le site de Mr Poujouly).
    Le Siglent est un analyseur de spectre, il devrait donc normalement donner un bon résultat en span zéro.
    Il faut se caler sur le centre du canal (pas de 200 kHz depuis le bas de la bande downlink du GSM 900, à partir du bas + 100 kHz).
    Le régime d'émission en 2G a deux possibilités. Il y a le canal portant la signalisation qui est actif tout le temps (8 time slots sur 8 sont occupés), et il y a les canaux ne portant pas la signalisation. Ceux-ci ne sont actifs que s'il y a du trafic.

    La GMSK est une modulation de fréquence avec un indice de 0.5, mais il y a un filtrage Gaussien avec un produit BT de 0.3. Une démodulation FM simple donne donc des signaux un peu dégradés.

  11. #10
    cubitus_54

    Re : Identification modulation

    Le span zero ne rend pas grand-chose .
    Je suis pile sur 925.8MHz soit au milieu de la bande passante.

    Nom : spanZero.png
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  12. #11
    cubitus_54

    Re : Identification modulation

    J'ai trouvé et ça coïncide bien
    J'avais laissé le Sweep à la valeur par défaut de 60 µs
    Je l'ai réglé à 10x577µs et mis l'échelle d’amplitude en linéaire et hop !
    Nom : span0sur2G.png
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  13. #12
    Gwinver

    Re : Identification modulation



    Maintenant, il faut essayer de ne visualiser qu'un slot, disons visualiser 600 à 700 µs.
    Il arrive de pouvoir distinguer la séquence d'apprentissage (training sequence) centrée sur le time slot et qui dure 26 temps symboles (1 temps symbole vaut 3.7µs).

    Dans ce document, la structure du slot est expliquée: https://rfmw.em.keysight.com/wireles..._Advanced).htm

    Normal GMSK burst.

  14. #13
    cubitus_54

    Re : Identification modulation

    C'est chaud pour trouver la séquence d'entraînent en mode span zero
    Nom : 1slot.png
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  15. #14
    Gwinver

    Re : Identification modulation

    Bonjour.
    Effectivement, ça l'air assez bruité.
    Est-il possible de se caler sur un bord de burst (front montant par exemple) et passer en mode "average".
    La TS est reproductible contrairement au reste du burst.

  16. #15
    cubitus_54

    Re : Identification modulation

    Effectivement, je vais creuser la question du déclenchement (comme sur un oscilloscope...)


    J'ai essayé de mettre mon téléphone en 2D, je n'ai pas été fichu de trouver sur quelle fréquence il émettait et recevait
    J'ai une application intéressante qui m'indiquait plein de choses, mais pas la fréquence utilisée (pas en MHz)
    Nom : Screenshot_20220529-172311_Network Cell Info Lite.jpg
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    Connaissez-vous une bonne application pour Android ?

  17. #16
    cubitus_54

    Re : Identification modulation

    La synchro : nickel
    le motif ne change quasi pas
    Je me suis aidé de Matlab pour récupérer et commenter le tracé

    C'est interprétable ?
    Nom : Modulation 2 G slot .jpg
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  18. #17
    cubitus_54

    Re : Identification modulation

    Petite amélioration du signal
    Nom : Modulation 2 G slotzoom .jpg
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  19. #18
    Gwinver

    Re : Identification modulation

    Est-ce que le mode average est disponible et utilisé?

    La fréquence choisie pour le téléphone est commandée par la station relais, et peut varier dans le temps.
    Il faudrait faire l'observation sur la bande de fréquence Orange : 935 à 945 MHz (voir le pdf donné en début de cette discussion) et identifier les fréquences utilisées. Normalement, on doit voir une portion de spectre central "large bande" sur 5 MHz (qui est de la 3G ou de la 4G), et, de part et d'autre les porteuses 2G (GSM) chacune d'environ 200 kHz de large et espacées d'un minimum de 400 kHz (souvent 600 kHz).
    En général, le maximum sur un site est de 4 fréquences (2 de chaque côté du tronçon large bande), selon la densité d'utilisateurs du site.
    En 900 MHz, l'écart entre fréquence descendante et montante est de 45 MHz.
    Ayant identifié les canaux utilisés par la station de base, il faut retrancher 45 MHz pour trouver les fréquences possibles d'émission du téléphone.
    Attention, la station de base utilise 8 time slots, le téléphone n'utilise qu'un seul des 8 time slot.

  20. #19
    Gwinver

    Re : Identification modulation

    Oups, je n'avais pas bien vu le post #15, le numéro de canal est indiqué c'est l'EARFCN.
    EARFCN correspond à de la 4G.
    Est-il possible de faire la même manip en restreignant le téléphone sur la 2G. En 2G, le numéro de canal est l'ARFCN.
    La règle de calcul est donnée sur la table 2-2 de ce doc : https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts...05v130300p.pdf

    C'est la spécification radio des stations relais et téléphone portable en 2G.

  21. #20
    cubitus_54

    Re : Identification modulation

    Je laisse pour le moment l'étude du téléphone en mode 2G,

    Je reviens à notre étude de la bande 2G Bouygues.
    En regardant la documentation, j'ai le protocole de décodage GSM
    • Custom GSM
    • Demod Type MSK
    • Symbol Rate 270.833ksps
    • Points/Symbol 4
    • Meas Filter Off
    • Ref Filter Gauss
    • Alpha/BT0.3

    Le résultat n'est pas stable.... avec 4 points par symbole ne devrait-on pas avoir des valeurs entre 0 et 3 dans la fenêtre C (bleu) ?

    GSM_protocol_OK.png

    J'ai fait une autre expérience : j'ai un générateur arbitraire Rigol, j'ai généré une porteuse à 100MHz avec une modulation QPSK 10K symboles avec les paramètres de phases par défaut 45° 135° 225°
    QPSK_defaut.JPEG
    Sur l'analyseur j'ai un cercle...
    QPSK_defaut.png

    En changeant sur le générateur les phases : 90° 180° 270°, c'est nickel.
    QPSK_90.JPEG
    QPSK_SA_OK.png
    J'ai loupé un truc ou il y a un de mes appareils qui à un bug ?
    Dernière modification par cubitus_54 ; 30/05/2022 à 15h55.

  22. #21
    Gwinver

    Re : Identification modulation

    Bonjour.

    Le résultat n'est pas stable.... avec 4 points par symbole ne devrait-on pas avoir des valeurs entre 0 et 3 dans la fenêtre C (bleu) ?
    La stabilité du résultat est liée au rapport signal sur bruit. On voit bien les 4 points sur la constellation (A).
    Le niveau de bruit n'est pas un problème car la décision se fait sur une fenêtre à +/-45° autour du point théorique.
    Ceci montre la très bonne "robustesse" de cette modulation qu'il est possible de bien décoder même avec un faible rapport signal sur bruit.

    Il faut rappeler que la GMSK est une modulation à saut de fréquence (FSK) d'indice 0.5 mais avec un filtrage BT de 0.3.
    On sait que la FM est une modulation proche de la modulation de phase, mais sans saut d'amplitude. Le filtrage BT = 0.3 a pour but de minimiser les occupations spectrales (voir le site de Mr Poujouly).
    Donc, si on regarde la constellation en A, avec 4 points, comme il n'y a pas de modulation d'amplitude, les transitions permises sont celles allant vers les points à +/-90° du point de départ, et les transitions à +/- 180° ne sont pas permises. Ainsi, un symbole ne peut prendre que deux valeurs et non pas 4 comme on pourrait s'attendre avec une PSK (modulation de phase) à 4 états (QPSK).
    C'est ainsi que le débit binaire est égal au débit symbole.
    Au passage, il faut comparer l'encombrement spectral de la QPSK avec celle de la GMSK.
    La QPSK a des lobes puissants contrairement à la GMSK. C'est ainsi que la GMSK peut être utilisée aevc un écart entre canaux de 400 kHz. La QPSK nécessiterait un écart bien plus grand pour que les canaux ne se polluent pas entre eux.

  23. #22
    cubitus_54

    Re : Identification modulation

    Merci pour toutes ces précisions

    Il y a un petit truc qui me chiffonne...
    Comme indiqué avec le générateur arbitraire, s’il y a un truc mal réglé ça a tendance à tourner. Ça semble être le cas ici.
    Je viens de prendre un autre canal qui à une meilleure réception( 932.6MHz), le cercle est bien net, mais ça tourne....
    Ne devrait-on pas avoir un motif quasi fixe sur l'affichage bleu si le motif numérique se répète, en tout cas pour la séquence de formation ?
    La longueur du motif est de 8 slots * 156 bits par slot soit 1248 ?
    https://youtu.be/QhFC1t-_Mjg

  24. #23
    Gwinver

    Re : Identification modulation

    Bonsoir.

    C'est probablement un problème de synchronisation. En GSM, le récepteur se synchronise sur le signal reçu. Par ailleurs, le signal émis par la station relai est très stable l'écart accepté est de 50 ppm, soit un peu moins de 50 Hz à 900 MHz.

    Il n'y a pas réellement un motif réparti sur les 8 slots.
    Un canal complètement chargé représente 8 communications différentes, 1 par slot. C'est la raison pour laquelle l'émission du téléphone se produit 1/8° du temps.
    Par ailleurs, la structure d'un slot comprends une garde de 8.25 symboles.
    Voici le burst normal,
    Nom : Capture.JPG
Affichages : 143
Taille : 14,4 Ko
    Le nombre total de symboles est de : 156.25 symboles.

    Mais, il y a des burst à usage spécifiques dont la structure diffère.

  25. #24
    cubitus_54

    Re : Identification modulation

    Oui effectivement je vois passer de temps en temps un slot très différent.

    J'ai été explorer un petit peu plus loin chez Orange, 936.2MHz.
    La synchro de fait sans problème.
    J'en ai fait une petite vidéo
    Au début en cachant un peu l'antenne, puis dans une bonne position, puis en mode span zero.
    https://youtu.be/e4AtDiEdeBQ

  26. #25
    Gwinver

    Re : Identification modulation

    En mode span zéro, on note que tous les burst ne sont pas au même niveau, ce qui explique les deux jeux de points de la constellation.
    Je n'arrive pas à bien lire l'écart.
    Je ne sais pas pourquoi il y a des niveaux différents.
    Le canal portant la signalisation a normalement tous les bursts actifs et au même niveau.
    Il avait été envisagé plus tard dans la normalisation de permettre de diminuer le niveau des bursts du canal de signalisation lorsqu'il ne portait pas de communication, dans le but de faire des économies d'énergie. Mais je ne suis pas sûr que cette option ait finalement été normalisée.
    Dernière modification par Gwinver ; 30/05/2022 à 20h20.

  27. #26
    cubitus_54

    Re : Identification modulation

    Bonsoir,

    J'aimerais bien voir du signal encodé en QAM (je suis limité à 2.5M symboles/s), il y a une fréquence ou ce serait visible ?

    Le RDS sur la bande FM est visible avec un analyseur ?

  28. #27
    Gwinver

    Re : Identification modulation

    Bonsoir.

    Le signal RDS de la FM est dans la bande de base, donc pas directement visible en RF.
    Il faut démoduler avant d'avoir accès au signal RDS.

    Je crois qu'il y a de la QAM utilisée en Tétra (système de télécommunication utilisé entre autres par la police et les pompiers).
    Mais, seulement dans les normes avancées et je ne sais pas si c'est largement déployé.

  29. #28
    cubitus_54

    Re : Identification modulation

    Bonjour,

    J'ai éventré un ancien petit poste FM, c'est un modèle à transistor uniquement...
    Le spectre de 0 à 100k avec l'analyseur n'est vraiment pas top.
    Par contre avec mon "petit" oscilloscope et une analyse FFT le résultat est bon !
    FM_RMC.jpg

    La démodulation BPSK du canal RDS semble OK
    RDS FM_RMC.png

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