CRE087 Software Defined Radio

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Technische Grundlagen und Entwicklung mit GNU Radio

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Moderne Funkempfänger und -sender setzen in zunehmenden Maße auf Software, die Schritt für Schritt die klassischen Hardware-Komponenten ersetzen. Das erlaubt nicht nur flexibere und günstigere Geräte, es ermöglicht auch, den eigenen Computer als komplexes Analyse- und Dekodierungswerkzeug einzusetzen. Die freie Software GNU Radio bietet heute schon den Werkzeugkasten zum Erzeugen und Dekodieren von Funkwellen auf dem PC und ebnet einer Vielzahl an möglichen Projekten den Weg, die bislang nur mit aufwändiger und teurer Hardware realisiert werden konnte.

Harald Welte erläutert im Gespräch mit Tim Pritlove die Grundgedanken von Software Defined Radio und erläutert wie man GNU Radio und die freie Universal Software Radio Platform (USRP) für eigene Projekte zum Einsatz bringen kann. Es werden verschiedene Anwendungsmöglichkeiten vorgestellt und vor allem auf den aktuellen Stand des GSM Software Project eingegangen, das sich die Implementierung eines GSM-Stacks zum Empfangen und Senden zum Ziel gesetzt hat.

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Tim Pritlove
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Harald Welte
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Shownotes

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31 Gedanken zu „CRE087 Software Defined Radio“

  2. Das war ein extrem aufschlussreicher Podcast. Überhaup freue ich mich ja über fast jede Episode. Mit CR kann man so schön stupide arbeiten, wie Aufräumen und Abwaschen, zum Lernen von interessanten Dingen nutzen, die man schon immer mal wissen wollte, aber noch keine Zeit gefunden hat, nachzulesen. Ich möchte also vor Allem Tim für die ganze Arbeit danken, die er in diese informativen Leckerbissen steckt.

    Ein bisschen gestört haben mich bei dieser Sendung einige Stellen, wo es sich so angehört hat, als wenn alles was die Signale digital verarbeitet software sein muss. Zum Beispiel hat Harald ja zu dem FPGA auf dem USRP Board erwähnt, dass man da auf den Gendanken kommen könnte: „oh super, software defined radio mit einem FPGA“ Ich würde das dann aber nicht software defined nennen, da der FPGA nur eine sehr flexibel konfigurierbare Digitalschaltung ist. Solange darin keine Prozessoren aufgebaut sind, läuft auch keine Software.

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  3. Hallo,

    war mal wieder eine sehr interessante Sendung!

    Danke dafür, auch wenn ich sagen muss, dass ich dieses mal nicht immer alles ganz verstanden habe.

    Gruß

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  5. Fehler:

    Also „Direct Conversion“-Empfänger nennt man in zivilisierten Sprachen auch „Geradeausempfänger“. Das sind die simpelsten und ältesten Empfänger.

    Consumer-Geräte haben teilweise auch mehrere Zwischenfrequenzen. Beispielsweise haben alle Sat-Anlagen _mindestens_ 2 Zwischenfrequenzen.

    Amplutudenmodulation wird teilweise auch mit DSPs gemacht, weil man in der Regel das Problem hat, das der Kanal stark gestört ist. Da versucht man in manchen teueren Empfängern noch etwas zu machen.

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  9. Hallo,
    Sehr informativer Podcast, mal wieder. Es wurden ja paar mal DSPs, Filter, FFT usw. angesprochen. WIe wärs denn mal mit einer Sendung speziell zu Systemtheorie und/oder Signalverarbeitung ?

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  11. Sehr informative Sendung. Nur eine kleine Korrektur: Die Zwischenfrequenz bei UKW beträgt 10,7 MHz und nicht 5MHz.

    War aber ein sehr schönes Thema das zum spielen / ausprobieren anregt :-)

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  13. Hab den Podcast sogar zweimal gehört. :)

    Ich gebe zu das ich aus mangelndem Wissen an der Materie
    an einigen Stellen nicht allzuviel verstanden habe.

    Bringt es mir in dem Zusammenhang mit GNU Radio irgendwas
    mir einen Scanner mit „Diskriminatorausgang“ zu kaufen,
    um ihn so an eine Soundkarte anzuschließen?
    Oder ist dort die Samplefrequenz der Soundkarte auch noch
    der limitierende Faktor?
    Hab halt sehr wenig Ahnung von sowas, aber ein gewisses Interesse. ;)

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  14. ‚Nabend,

    Es wurde nebenbei mal erwähnt, Daß der Audiowandler von irgendwelchen bt848 Karten bis 900khz reichen würde. Konnte dazu aber leider so garnichts finden im Netz. Audioeingänge haben die ja m.W. nicht außen.
    Dazu müsste man ja wahrsch. hinterm Tuner was an die Karte löten.
    Vielleicht kann da jemand einen Link posten, wo es mehr Details dazu gibt. Mit 900kHz ließe sich schon etwas MW direkt samplen oder mit einer ZF ein ganzes GSM Band reintransponieren.

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  15. OxKing: Scanner/ZF-Ausgang + Soundkarte wird dir nicht sonderlich weit helfen, da Du keine Funksignale mit einer Bandbreite > der Bandbreite Deiner Soundkarte empfangen kannst, und die liegt i.d.R bei irgendwo um die 20-25kHz. Komplexe moderne Kommunikationssysteme verewnden Bandbreiten bis zu 25MHz.

    /dev/mug:
    http://www.domenech.org/bt878a-adc/index-e.htm
    es sind nur 360kHz bandbreite und 448kHz samplingrate. Trotzdem sehr beeindruckend fuer einen Audio-ADC.

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  16. LaForge:
    Danke für den Tipp. Bt878 statt 848 hats gebracht.

    Daß eine Soundkarte nur 20khz Bandbreite hat is klar. Der Bt878 hätte aber doch gute 200khz Bandbreite, mit dem beschriebenen Mod sogar über 400khz. Da könnt man ja DECT/GSM technisch fast schon was mit anfangen, wenn man das runtershiftet. Oder halt ein DCF77 Empfänger komplett in Software…

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  17. Halb durchgehoert, schoener Podcast (wie immer)

    eine Kritik: Tim, wir wissen doch nun alle was du fuer ein tolles UMTS Telefon hast ;) brauch im naechsten Podcast nicht nochmal erwaehnt zu werden

    ben

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  18. Wie immer super Sendung, freue mich auf jede Sendung und bin schon ganz ungeduldig wann die nächste kommt.

    Großes Danke an dich Tim.

    @Benjamin:
    auf gar keinen Fall darf das fehlen, der Spruch muss in jeder* Sendung mindestens ein mal vorkommen, sonst ist es keine richtige Chaosradio Express Folge. :)
    Tim, lass dich bitte nicht beeinflussen!

    Franz

    * abgesehen natürlich von den alten Folgen wo Tim noch kein UMTS-Handy hatte.

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  20. Toller Podcast, wie immer.
    Sehr interessant.

    Ist vielleicht doch mal daran gedacht worden, dass mit GNU Radio
    SDR-Hardware genutzt werden kann, die auf 12kHz umsetzen und
    entsprechend ein Signal für eine Soundkarte zur Verfügung stellen?
    Gab ja mal in einer Elektronikzeitschrift etwas.

    (hoffe keinen entsprechenden Beitrag überlesen zu haben)

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  21. Schöner Podcast ! Harald ist eh „(m)ein Held“ ;-) Wollte eigentlich
    schon länger mal das USRP bestellen, jetzt weiss ich das ich auf die
    zweite Version warte :D

    Überhaupt … sehr guter Einblick in den derzeitigen Status des „GSM
    Hacking“ von CRE056. Was damals als relativ homogenes System darge-
    stellt wurde hat Harald sehr anschaulich in seine Teile zerpflückt.

    Weiter so !

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  22. Zum Thema Scanner bzw. Radios mit digitaler Frequeneinstellung:

    Dein Gast schien nicht zu wissen, wie das mit den vielen möglichen Empfangsfrequenzen ohne die früher üblichen abstimmbaren Dreh-Bauteile funktioniert:

    Dazu benutzt man heute sog. PLLs (Phase-Locked-Loops)

    http://de.wikipedia.org/wiki/Phase-locked_loop

    Das Wort PLL steht dann auch häufig als technisches Feature im Verkausprospekt, wenn man eben nicht mehr am Handrad den Sender grob einstellen muß ;-)

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  23. Hallo und Danke für diese (und viele andere) informative Sendung.

    Ich habe auch mit DSP zu tun, wenn auch in einem ganz anderen Frequenzband. Dazu ein Hinweis auf ein schönes Programmpaket zur Datenbearbeitung:

    seismic unix
    http://www.cwp.mines.edu/cwpcodes/
    (Free BSD style license)

    Ich freue mich schon auf weitere Sendungen.

    peterson

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  24. Dateinamen-Sytanx
    Wie wäre es mit
    „chaosradio-express-XXX-thema-der-ausgabe.mp3“ anstatt „chaosradio-express-XXX.mp3“?
    Nervt, wenn man die MP3-Sammlung durchgeht und nur 76, 68, 69 usw findet….
    Gruß

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  25. @ich
    Ich bin ebenfalls dafür. Ob ich ein Thema schon gehört habe weiß ich eher als die Nummer ;-)
    Ich machs beim Speichern der Datei immer so: chaosradio_express_ ().mp3
    Leerzeichen und Klammern sollten heute ja kein Problem mehr sein, oder?

    Gruß
    drombo

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  27. @Ich, drombo: Womit blättert ihr denn durch eure MP3-Sammlung. Mit ls?

    Alle Podcasts sind amtlich ID3-getagged und enthalten Titel und alle Links und pipapo. Da sollte das Blättern eigentlich kein Problem darstellen.

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  28. @Tim: Ich lade die Dateien manuell auf Platte (save as). Zum kopieren der Datei auf meinem MP3 Player (höre meist auf Reisen oder beim Sport) brauche ich dann natürlich die/den Dateinamen. Vielleicht ist das altmodisch, aber ich habe noch kein schönes all-in-one Programm gefunden was mir die Arbeit so einfach macht.
    Wobei, ich sehe gerade das der Vista Explorer auch die ID Infos anzeigt – nur erfasse ich eben schneller den Dateinamen.

    Gruß
    drombo

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  29. @Dirk: Ich kenne natuerlihc PLL’s und weiss dass man damit heutige Empfaengertechnik ausstattet. Aber man kann ja nicht alle technischen Details in die Sendung packen…

    @Tim: Ich bin auch dringend dafuer, den MP3’s sinnvollere Namen zu geben :)

    @WithoutAPlan: Klar kannst Du ein auf 12kHz ZF umgesetztes Signal mit gnuradio bearbeiten. Einfach einen functional block am eingang, der die soundkarten-samples ins baseband runtermischt, am besten gleich in komplexe I/Q samples.

    @NoOne: Mir ist nicht bekannt, dass jemand schon einen DCF77 Empfaenger in gnuradio implementiert haette. Aber da dieses Signal sehr langsam und simpel aufgebaut ist, sollte das eine relativ leichte Uebung sein, vielleicht genau das richtige fuer den Einstieg!

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  31. Wirklich äusserst interessanter Podcast. Aber mal ehrlich, der Moderator sollte einfach weniger dummes Zeug schwätzen. Lieber die Gäste reden lassen als dummschwätzig zusammenfassungen nachkauen zu probieren…der herr kennt sich ja wirklich nicht aus bez. radio…

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