RTL-SDR teejuht SDR tarkvaralise raadio maailma

RTL-SDR

RTL-SDR on odav SDR raadio, mis põhineb DVB-T TV USB vastuvõtjal. Amazonist ostes maksab selline USB pulk koos teleskoop antenniga umbes 25  eurot. Millist RTL-SDR pulka osta, seda ei oska ma öelda, aga ise ostsin  NESDR SMArt pulga koos kolme antenniga. See on ehitatud USA-s, mis minujaoks näitab kvaliteeti, võrreldes paljude Hiina toodetega peaks see olema vastupidavam, nii vähemalt loodan. Rtl-sdr.com leheküljel on palju materjali RTL-SDR pulkade ostmise kohta, samuti müüvad nad oma toodet, mis võib olla parem variant kui NESDR SMArt. Kuid üldiselt on need väga sarnased tooted, mõlemad on SDR raadio jaoks mõeldud (mis ei tähenda, et nendega TV-d vaadata ei saa).

Nüüd Amazonist ostes on mõistlik osta Amazon.de leheküljelt, mitte Amazon.com lehelt, sest transpordi kulud sellise väikese asja ostmisel võivad minna ülearu suureks, kui transporditakse USA-st. Ise asi on, kas vastavat seadet on Amazon.de lehel müüa.

SDR# installimine ja häälestamine

  1. Osta omale RTL-SDR pulk Amazonist.
  2. SDR# on üks lihtsamaid SDR signaali vastuvõtmiseks mõeldud programme.
  3. AirSpy.com lehelt saab tõmmata alla SDR# tarkvara, selleks peab arvutis olema .net framework 4.6, mille saab vajadusel tõmmata Microsofti lehelt. Windows XP peal SDR# enam ei tööta. Unzipi sdr-install folder oma arvutisse.
  4. Topeltklõpsa install-rtlsdr.bat failil selles unzipitud foldris. See installib vajaminevad driverid SDR# töötamiseks.
  5. Pane pulk arvutisse ja ära installi tarkvara mis võis sellega kaasa tulla, kuid oota ära plugnplay dialoog, mis üritab midagi installida. Kui vaja uninstalli DVB-T tarkvara, mis tuli pulgaga kaasa(NESDR SMART juhul pole midagi vaja uninstallida siinkohal).
  6. Ava loodud SDR Sharp folder ja otsi üles Zadig.exe, paremklõpsa sellel ja vali Run as administrator.
  7. Zadigis märgi ära Options-> List all devices.
  8. Dropdown listis vali “Bulk in, Interface (Interface 0 )”. Selle kõrval olevas kastis vali “Win USB”.
  9. Klikka Install (või Replace) Driver.
  10. Ava SDRSharp.exe, mis on samas foldris, kus asub ka Zadig. Vali Source  menüüst üleval vasakul “RTLSDR/USB”. Vajuta Play nuppu, nüüd peaks kostma kõlaritest sahinat.
  11. Vajuta Configure nuppu, mis näeb välja nagu hammasratas. Seal liiguta RF Gain sliderit paremale või vali TunerACG. Vaikimisi on RF Gain null. Seda võib tõsta niipalju kui vaja(40.2 on tavaline).
  12. Raadio testimiseks võiks kuulata mõnda FM raadio jaama. Vali Radio alammenüüst WFM ja sisesta mõni tuntud kanal.

ADS-B dekodeerimine

ADS-B on lennukitel olev transponder, mis muuhulgas annab asukoha ja kõrguse informatsiooni teistele lennukitele ja jaamadele, asendades niimoodi RADAR süsteeme.

Selle jaoks on vaja, et RTL-SDR driverid oleks juba Zadiguga installitud nagu tehti SDRSharp installimise juhendis. ADS-B dekodeermiseks sobib näiteks dump1090, mille nimes 1090 on ADS-B sagedus megahertsides. Dump1090 kasutmine:

  1. Lae alla dump1090-win.xxxxxx.zip
  2. Lae all ka dump1090 source zip fail
  3. Unzipi dump1090-win.xxxxxxx.zip oma arvutisse
  4. Source.zip failis olev public_html folder tuleb unzippida ja tõsta samasse foldrisse kuhu sai dump1090 unzipitud.
  5. Ava dump1090.bat notepadiga ja kirjuta sinna: “dump1090. exe –interactive –oversample –net –phase-enhance –net-ro-port 30002 –net-beast”
  6. Pane oma RTL-SDR pulk arvutisse ja kliki dump1090.bat faili. See avab konsooli akna, lase see olla.
  7. Mine browseriga aadressile localhost:8080 ja sa peaks kaardil nägema lennukeid (seda juhul kui neid on läheduses).

See kaart töötab ainult siis kui on olemas ka internetiühendus, muidu kaart hangub. Kaart näeb välja selline:

Lisaks näeb lennuki kohta infot kaardil flightaware linki klikates:

Antenni võimendamiseks panin oma teleskoop antenni panni peale, näeb välja nagu sati pann nüüd.

AIS dekodeerimine

AIS  on lahtikirjutatult Marine Automatic Identification System. Suured laevad ja paadid peavad välja andma signaali, kus on muuhulgas nende GPS asukoht, kurss, kiirus, sihtpunkt ja aluse dimensioonid. Seda kasutatakse kokkupõrgete vältimiseks samamoodi nagu ADS-B süsteemi lennukitel. On olemas spetsiaalsed AIS vastuvõtjad, kuid need on tavaliselt kallimad kui RTL-SDR. See juhend näitab kuidas RTL-SDR-i kasutada tarkvaraliseks AIS dekodeerimiseks.

  1. Lae alla AISdeco2
  2. Unzipitud folderis ava Notepadiga aisdeco2.bat
  3. Selles failis  –freq-correction tähendab PPM nihet ( NESDR SMArt kasutajana ma seda parameetrit ei kasuta ja kustutasin ta ). –gain parameetri kohale kirjuta see gain mida sa SDRSharp programmiga 162.025 MHz või 161.975 MHz sagedusel kuulates kasutad. Kui SDRSharpi ei viitsi tööle panna, siis 38.6, mis on seal juba kirjas gainina sobib ka.
  4. Topelt kliki aisdeco2.bat failile ja käivita programm, dekodeerimine algab automaatselt.
  5. Aisdeco2 ise ei suuda laevu kuvada, selleks lae alla ja installi opencpn.
  6. Ava opencpn ja klikka Options nuppu ning mine Connections tabile.
  7. Vali Add Connection, vali “Network” ja “UDP”. Kasuta 127.0.0.1 aadressi ja 4159 porti ( või seda porti mille sa kolmanda sammu juures valisid ).
  8. Vajuta OK.

Nüüd peaks OpenCpn kaardil laevad olema. Zuumi välja ja otsi oma asukoht kaardilt. Minu kaardil on näiteks laev “Liisi”, mis on reisilaev ja suunaks on Kihnu>Parnu>Kihnu. Seda infot näeb laevale klikates.

TETRA dekodeerimine Windowsi peal

TETRA on digitaalne walkie talkie protokoll, mis on sarnane GSM-ile. Enamus riike, peale USA omavad mingisugust TETRA süsteemi. TETRA kasutaja riikide list wikis näitab, et Eestis kasutatakse seda. Krüpteerimata TETRA signaale saab kuulata kasutades RTL-SDRi ja programmi nimega Telive. Siin on teejuht TETRA kuulamiseks:

  1. Lae alla ja installi GNU Radio Windowsile.
  2. Lae alla ja installi MSYS2.
  3. Lae alla wintelive.zip ja unzipi see.
  4. Wintelive foldris kopeeri lib ja share foldrid c:\Program Files\GNUradio-3.7\ foldrisse ning kirjuta sealsed lib ja share foldrid üle.
  5. Wintelive foldris kopeeri msys_root folderi sisu (usr folder) C:\msys64 foldrisse ning kirjuta sealne folder üle.
  6. Start menüüst ava MSYS2, konsooli aken peaks avanema.
  7. Selles konsoolis kirjuta “pacman -S socat tmux”, kui küsitakse kas installida, siis vasta y. Paari sekundi jooksul installitakse tarkvara.

Kuidas wintelive tööle panna Windowsis:

  1. Ava startmenüüst GNURadio Companion
  2. GNURadio-s ava wintelive_10channels.grc, mis on wintelive foldris gnuradio_project foldris.
  3. Vajuta generate nuppu GNURadio-s.
  4. Kui genereerimine on läbi vajuta play nuppu. Võib tulla veateade xtermi kohta, aga seda võib ignoreerida.
  5. Ava MSYS2 konsool ja kirjuta “muxrec 10 “
  6. Wintelive foldris mine wintelive kausta ja käivita wintelive.exe
  7. Avanevas aknas Frequency range all sisesta TETRA sageduste vahemik mida tahad scannida. Ma olen leidnud näiteks et 390-396 MHz on muuhulgas Eestis kasutusel. Bandwidth võib jääda 12500 peale, kuigi selles vahemikus on vist 25000 õigem. Vajuta connect nuppu.
  8. Avaneb uus aken wintelive monitor, seal topeltklikka sõna “OFF” peal receiver ID 1 kohal. Avanevas aknas vali ALLSCAN ja siis SET.
  9. Nüüd scannitakse see sageduste vahemik, mis määrati 7 punkti all. Scannides liigub üks kastike monitori all, vertikaalsed jooned näitavad leitud kanaleid. Leitud sagedused ilmuvad “Discovered frequencies” kasti paremal all.
  10. Nüüd tuleb “baseband frequency”-it muuta niimoodi et huvitavad kanalid jääksid kollase kasti sisse. “Baseband frequency”-it muutes on näha, et see kastike liigub.
  11. Edasi vajuta “Tune new” nuppu. See määrab aktiivsed leitud kanalid su kümne vastuvõtja alla ja varsti peaks kostma hääli.

Wintelive on uus programm ja ei ole ilma vigadeta. Peale mõnda aega sageduste kuulamist tuleb mulle Exceptioni dialoog ette, kuid seda ignoreerides kuulab programm ikka edasi. Kõik kõned salvestatakse wintelive kausta. PS. kui keegi kuulas 390-396 MHz vahemikku ja sai imelikke hääli, siis need on krüpteeritud hääled. See tarkvara suudab küll dekodeerida, aga mitte dekrüpteerida.

Skaneerimine ja heatmapi genereerimine

Heatmap aitab avastada kohtasid sageduse spektrumis, kus pika aja jooksul signaale vastu võetakse. Käsitsi suures ulatuses sagedusi otsides näiteks SDRSharp abil on ka võimalik neid leida, aga skaneerimine on lihtsam. Selleks on vaja programmi rtl_power:

  1. Lae alla ja unzipi RTL-SDR pakett, kus on ka rtl_power. See on seal leheküljel nimega RelWithDebInfo.zip.
  2. Lae alla RTL-POWER GUI ja unzipi see samasse kausta kus on rtl_power.exe, mille eelnevalt alla laadisid.
  3. Vali parameetrid ja lase mõnda aega skannida, valmib ilus heatmap.

On ka teisi programme ja SDRSharp pluginaid millega saab skannida, näiteks Fast Scanner on SDRSharp plugin ühelt vene saidilt, mida mulle isiklikult meeldib kasutada.

Fast scanner kasutamine:

  1. Enne skaneerima asumist on vaja teada selle ala kus skaneerima hakatakse stepsize-i, skanner liigub läbi sageduste sellise sammu pikkusega: VHF (very high frequency) stepsize on 15khz, UHF (ultra high frequency) stepsize on 25 khz. Nagu näha on 5 khz turvaline valik ja katab mõlemad alad.
  2. Kui parameetrid on määratud vajuta Scan. Avaneb “Pan View”. Sealne punane joon näitab seda lävendit, mille signaal peab ületama, et klassifitseeruda aktiivseks signaaliks. Selle joone kõrgust saab reguleerida nooltega.
  3. Skannides võib vajutada “Skip”, et jõuda järgmise aktiivse signaalini.
  4. Skannides kogunevad aktiivsed signaalid allolevasse tabelisse, kus neid saab hiljem uurida.

SDRSharp plugina installimiseks:

  1. Kopeeri .dll fail SDR# kausta ja lisa Plugins.xml faili üks kirje, mis on autorite poolt tavaliselt kaasa antud readme failis. See kirje tuleb lisaada <sharpPlugins></sharpPlugins> tagide vahele.

GSM signaalide analüüs Linuxi peal

RTL-SDR võimaldab mobiili sidet analüüsida kasutades Linux-i põhiseid programme gr-gsm ja Wireshark. GSM-i kutsutakse ka vahel 2G tehnoloogiaks, mis on võrreldav hilisemate 3G ja 4G tehnoloogiatega. GSM võrgud kaovad vaikselt või on kasutusel  ainult vanade seadmete toimimise tagamiseks.

Andmed nagu sõnumid ja hääl on GSM signaalis krüpteeritud, kuid on võimalik analüüsida erinevaid tekstilisi süsteemi sõnumeid, mida RTL-SDR vastu suudab võtta.

Gr-gsm installeerimine VBox-is Ubuntu 16.04 ( räägitakse, et vmware-il on parem USB tugi, ise ei oska kommenteerida, VBox on arvutis olemas ja kasutan seda ):

$ sudo apt-get update $ sudo apt-get install git python-pip


$ sudo pip install PyBOMBS


$ sudo pybombs prefix init /usr/local -a default_prx


$ sudo pybombs config default_prefix default_prx


$ sudo pybombs recipes add gr-recipes git+https://github.com/gnuradio/gr-recipes.git


$ sudo pybombs recipes add gr-etcetera git+https://github.com/gnuradio/gr-etcetera.git


$ sudo pybombs install gr-gsm


$ sudo apt-get install rtl-sdr

Probleemid gr-gsm installimisega

Ainuke kindel rtl-sdr driver Linuxil, mis töötab gr-osmosdr -iga on https://git.osmocom.org/rtl-sdr . Kui Ubuntul läheb tööle “sudo apt-get install rtl-sdr”, siis muidugi pole vaja lähtekoodist kompileerida.

Kui tuleb veateade, et gnutls on puudu, siis “sudo apt-get install libgnutls-dev” parandab probleemi.

 

Edasi tuleb Wireshark installida: “sudo apt-get install wireshark”. Tänapäeval oskab gr-gsm ise vajalikud sagedused välja skaneerida  ja pole vaja SDRSharpi kasutada. Edasi läheb nii:

  1. Ava terminal  ja kirjuta “grgsm_scanner -v -b GSM900
  2. Oota kuni programm leiab kasutusel olevad sagedused.
  3. Parameetrite kohta info saamiseks “grgsm_scanner -h”
  4. Ava uus terminal ja sinna “grgsm_livemon”. See saadab paketid Wiresharkile.
  5. Kirjuta avanevasse aknasse sagedus, mille oled eelnevalt välja skaneerinud.
  6. Ava uus terminal ja sinna “sudo wireshark -k -Y ‘! icmp&&gsmtap’ -i lo”
  7. Nüüd peaks GSM andmed jooksma Wiresharkis.

Overload

Overload on raadiosides selline seisund, kus üks tugev signaal on liiga tugev ja summutab vaiksemad signaalid. Overloadi tekitavad peamiselt FM raadiojaamad. Overloadi tulemuseks on, et tekivad fantoomsignaalid kohtadel, kus neid olema ei peaks. Ise olen kohanud näiteks FM raadiojaama umbes 1000 MHz kandis. Overloadist saab lahti, kui keerata gain madalamaks. Veel võib overloadi korral tunduda, et müra tase on märgatavalt tõusnud. Üldiselt olles väga tugeva signaali läheduses võib igasuguseid veidrusi paista olla.

Advertisements