Titre: Etude d’un analyseur de protocole pour réseaux Bluetooth
Auteurs: J. Stettler
Ecole: HES-SO, EIVD
Résumé: Ce projet supervisé par le groupe Real-time and Networking du CSEM (Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique) s. inscrit dans le cadre des communications à courte distance et plus particulièrement de la norme de communication Bluetooth. Bluetooth est le nom adopté par une spécification technologique qui permet, pour un encombrement réduit et un faible coût, d’établir des communications sans fil entre appareils électroniques proches les uns des autres (quelques dizaines de mètres). Créé au printemps de l’an dernier par Ericsson, IBM, Intel, Nokia et Toshiba, Bluetooth est aujourd’hui adopté par des centaines d. entreprises. Le candidat devra réaliser un dispositif d. analyse permettant de surveiller le trafic entre plusieurs stations communiquant selon le standard Bluetooth. Les résultats du développement feront lobjet dun rapport circonstancié. Un aperçu du logiciel et de ses caractéristiques sera publié sur Internet, au travers du World Wide Web. Cette publication sera accessible sur internet et présentée lors de la défense du travail de diplôme. Le rapport contiendra toutes les indications nécessaires pour un éventuel développement futur du logiciel par de tierces personnes, ainsi quun mode demploi suffisamment précis pour pouvoir servir de base à une éventuelle publication. Lutilisation dun éditeur de texte agréé par lécole est requise.
Les produits réalisés sont à livrer en même temps que le rapport, sous une forme utilisable par le laboratoire :
• les logiciels sous une forme exécutable, accompagnés des sources et des fichiers nécessaires à la recompilation et à la régénération du produit, seront déposés sur le serveur du laboratoire de téléinformatique ;
• les logiciels, accompagnés des sources et des fichiers nécessaires à la recompilation et à la régénération du produit, seront également joints au rapport sur des disquettes avec une procédure dinstallation ;
• le rapport sera mis à disposition sous forme de CD lors de la défense du travail de diplôme ;
• la présentation et le contenu du rapport doivent correspondre aux consignes reçues en annexe.
Extrait du sommaire:
1. POINTS ATTEINTS 17
1. 1. PLAN DE TRAVAIL 17
1. 2. RÉSUMÉ DU TRAVAIL DE SEMESTRE. 17
1. 2. 1. RAPPORT. 17
1. 2. 2. ANALYSEUR DE PROTOCOLE. 17
1. 2. 3. CHOIX DU PROTOCOLE 17
1. 2. 4. QUE DOIT FAIRE UN ANALYSEUR 802. 11 ? 20
2. BLUETOOTH 21
2. 1. INTRODUCTION 21
2. 2. LES PICONETS 21
2. 2. 1. INTRODUCTION 21
2. 2. 2. CANAUX PHYSIQUES 21
2. 3. FORMAT DES PAQUETS 22
2. 3. 1. CHAMPS ACCESS CODE 23
2. 3. 2. CHAMPS HEADER 26
2. 3. 3. CHAMPS DE DATA 27
2. 4. LES PAQUETS 28
2. 4. 1. PAQUET ID 29
2. 4. 2. PAQUET FHS. 29
2. 5. INTERFACE HCI. 30
2. 6. INQUIRY 31
2. 6. 1. INQUIRY SCAN. 31
2. 6. 2. INQUIRY RESPONSE. 31
2. 6. 3. INQUIRY 32
3. ANALYSE 37
3. 1. OBJECTIFS 37
3. 2. PARTICULARITÉ DE L’ANALYSEUR DE RÉSEAU BLUETOOTH. 37
3. 2. 1. LE CANAL DE TRANSMISSION 37
3. 2. 2. DÉCODAGE DES PAQUETS 37
Travail de diplôme Analyseur daccès et protocoles J. Stettler
Bluetooth
HES-SO, EIVD – 4 – 09/10/01
3. 3. FONCTIONNEMENT GLOBAL DE L’ANALYSEUR 38
3. 3. 1. PROPOSITIONS DE SYNCHRONISATION 38
3. 3. 2. SOLUTIONS RETENUES 38
3. 4. DÉTECTION DES ADRESSES DES MAÎTRES DES PICONETS 39
3. 4. 1. INTRODUCTION 39
3. 4. 2. FRÉQUENCES UTILISÉES 40
3. 4. 3. PROGRAMMATION DU TRANSCEIVER EN RÉCEPTION 40
3. 4. 4. SYNCHRONISATION DES PAQUETS REÇUS 43
3. 4. 5. VÉRIFICATION DU SYNC WORD 44
3. 4. 6. CALCUL DE LA DURÉ DÉCOUTE SUR UN CANAL DONNÉ. 45
3. 5. SYNCHRONISATION SUR UN PICONET 46
3. 5. 1. PROCÉDURE INQUIRY 47
3. 5. 2. TRI DES PAQUETS FHS 48
3. 5. 3. RÉGLAGE DE LHORLOGE 48
3. 6. ANALYSE DU TRAFIC SUR LE PICONET 48
3. 6. 1. INITIALISATION DU DÉTECTEUR DE DÉBUT DE TRAME 48
3. 6. 2. DÉTECTION DE DÉBUT DE TRAME 49
3. 6. 3. LECTURE DU HEADER. 49
3. 6. 4. TRAITEMENT DU PAYLOAD. 51
3. 6. 5. DE-WHITENING 51
3. 6. 6. CODES CORRECTEURS DERREURS 52
3. 6. 7. EXEMPLE DE TRAITEMENT DU PAYLOAD, LE PAQUET FHS 58
3. 6. 8. SAUT DE FRÉQUENCE. 60
3. 6. 9. TRANSFERT DES RÉSULTATS. 63
3. 7. ARCHITECTURE DE L’ANALYSEUR 63
4. PLATEFORMES DE TEST 65
4. 1. INTRODUCTION 65
4. 2. DIGIANSWER DEMO CARD 65
4. 2. 1. INTRODUCTION 65
4. 2. 2. APPLICATIONS. 65
4. 2. 3. PROBLÈMES RENCONTRÉS 66
4. 3. INDIEN AT76C551 EVALUATION BOARD. 66
4. 3. 1. INTRODUCTION 66
4. 3. 2. CARTES BASEBAND CONTROLLER 66
4. 3. 3. INDIENTERMERREUR! SIGNET NON DÉFINI.
4. 3. 4. LIMITATIONS. 67
4. 3. 5. PROBLÈMES RENCONTRÉS 67
4. 4. TEMIC RF DEVELOPMENT KIT 68
4. 4. 1. INTRODUCTION 68
4. 4. 2. T2901RF DEMOBOARD 68
4. 4. 3. T2901 SOFTWARE (U2901 B MANUAL PROGRAMMING) 68
4. 4. 4. PROBLÈMES RENCONTRÉS 69
5. IMPLÉMENTATIONS HAUTE-FRÉQUENCE 71
5. 1. INTRODUCTION 71
5. 2. TRANSCEIVER RADIO BLUETOOTH 71
5. 2. 1. INTRODUCTION 71
5. 2. 2. PROGRAMMATION DU TRANSCEIVER 72
5. 2. 3. EMISSION 76
5. 2. 4. RÉCEPTION 76
Travail de diplôme Analyseur daccès et protocoles J. Stettler
Bluetooth
HES-SO, EIVD – 5 – 09/10/01
5. 3. MESURES DU FONCTIONNEMENT DU TRANSCEIVER 77
5. 3. 1. PROTOCOLES DE MESURES 77
5. 3. 2. MESURE DU SIGNAL DE DONNÉES EN RÉCEPTION. 77
5. 3. 3. MESURE DE LACTIVITÉ DE LESCLAVE RECEVANT UN FICHIER. 78
5. 3. 4. MESURE DE LA STRUCTURE DUN PAQUET POLL. 79
5. 3. 5. MESURE DU SIGNAL I_CP_SW. 79
5. 3. 6. MESURES DE LA COMPOSITION SPECTRALE DU SIGNAL REÇU 80
5. 3. 7. MESURE DES TIMINGS RX/TX DUN INQUIRY 81
5. 3. 8. MESURES DES VALEURS PROGRAMMÉES SUR LE FRONTEND RADIO DU KIT INDIEN 85
5. 3. 9. CONCLUSION. 86
5. 4. CIRCUIT DE MISE EN FORME 87
5. 4. 1. DIMENSIONNEMENT DU FILTRE COUPE-BANDE 87
5. 4. 2. DIMENSIONNEMENT DU COMPARATEUR À HYSTÉRÈSE 89
1. 1. 3. PROTOCOLE DE MESURES DU CIRCUIT DE MISE EN FORME 90
1. 1. 4. RÉGLAGES ET MESURES DU CIRCUIT DE MISE EN FORME 90
1. 5. RECOUVREMENT DE L’HORLOGE 94
1. 5. 1. INTRODUCTION 94
1. 5. 2. IMPLÉMENTATION. 95
1. 5. 3. MESURES 96
6. IMPLÉMENTATION DU SOFTWARE 99
6. 1. CONTRAINTES 99
6. 2. SOLUTION PROPOSÉE. 99
6. 2. 1. HARDWARE. 99
6. 2. 2. SOFTWARE 100
CONCLUSION 105
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