随着移动通信的发展,通信技术已经进入以LTE/LTE-A为代表的4G时代。虽然如此,GSM网络以其良好的网络覆盖和话音通信性能,在移动通信中仍占有相当的比重。监听检测是移动通信安全技术领域的一个重要分支,关乎国家和社会安全,重要性不容忽视。软件无线电(SDR)以其软硬件对应用场景和技术的广泛适应性得到了大量的关注和研究,利用软件无线电平台进行GSM监听检测具有重要的现实意义。本文重点研究了基于USRP平台开源项目OpenBTS的接收过程、GSM物理层处理过程相关算法及小区高层信令的通信流程。本文提出了基于双USRP平台的GSM多频点接收系统解决方案,以实现对商用GSM多频点基站的业务监听。本文的工作和创新包括:一、在原OpenBTS单频点方案基础上,提出了一种基于双USRP的宽带多频点GSM接收机系统方案。原OpenBTS平台只能实现对单个频点信号的处理,本文在硬件层面上设计使用双USRP对上、下行信道进行宽带接收,再通过在软件层面上实现多频点信道分离处理,充分利用USRP N210射频端的宽带接收能力,本方案可以实现对商用GSM基站上、下行多个频点进行监控接收。二、设计了一种具有全实时性的多任务并行处理软件框架,可通过数字滤波实现多频点信道分离和处理。在物理层设计了通过内存资源共享、多进程并发调度的处理框架,再通过核绑定、计算优化,确保对多频点信道跟踪处理达到实时要求。系统可以实现从宽带采样的16位复数信号中处理多达16个频点的数据。三、针对监听功能需求,设计实现了一种高鲁棒性和高有效性的GSM信令跟踪方案,并完成商用场景下调试。由于移动无线环境的时变及衰减特性,接收机无法保证所有信令全部正确接收,本文通过对高层信令跟踪过程进行优化,提出的GSM信令跟踪方案,可保障即使在丢失部分信令后也能正常对用户进行监控。