RTL-SDR для нерадиолюбителей.
Jun. 15th, 2014 09:09 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
drengirПредлагаю Вашему вниманию перевод книги The Hobbyist's Guide to RTL-SDR: Really Cheap Software Defined Radio.
Перевожу книгу частями, выкладывать перевод буду по мере готовности.
ПРЕДИСЛОВИЕ.
В феврале 2012, благодаря использованию нестандартных драйверов, устройством на базе микросхемы RTL2832U, был принят радиосигнал. С тех пор десятки тысяч радиолюбителей, экспертов по ИБ, хакеров, «паял», студентов покупают устройства RTL-SDR, чтобы использовать всю мощь программно-определяемых радиосистем.
Эта книга задумывалась как всеобъемлющее руководство по использованию устройств RTL-SDR. В ней содержатся пошаговые руководства, хитрости и трюки, которые позволят вам максимально использовать возможности устройств RTL-SDR.
Информация, приведенная в книге актуальна на момент написания. Технологии на базе RTL-SDR очень быстро развиваются, поэтому мы не можем гарантировать, что руководства и советы будут работоспособны в недалеком будущем.
О найденных ошибках и неточностях просьба сообщать на электронную почту rtlsdrblog@gmail.com. Конструктивная критика и интересные идеи – приветствуются.
ВВЕДЕНИЕ.
ЧТО ТАКОЕ SDR?
В классических радиосистемах декодирование и обработка сигналов выполняется аналоговыми элементами.
Однако, сегодня производительность компьютеров позволяет выполнять декодирование и обработку радиосигнала программными средствами. Система, в которой обработка сигнала выполняется с помощью специального ПО, на персональном компьютере и называется Software Defined Radio (SDR) – Программно-определяемая радиосистема.
Многие задачи, которые трудно реализуются с помощью аппаратных решений, легко решаются программным путем. Использование программной обработки сигнала сделало доступными такие продвинутые технологии как широкополосный прием и отображение спектра сигнала в реальном времени.
ЧТО ТАКОЕ RTL-SDR?
RTL-SDR – это очень дешевая SDR, приемник цифрового телевидения с интерфейсом USB, на основе чипа RTL2832U. Благодаря исследованиям Eric Fry, Antti Palosaari и команды Osmocom стал возможен запуск приемника в нестандартном режиме, который позволяет использовать его в качестве SDR.
Сегодня, нестандартные драйвера позволяют превратить дешевый (около 30$) ТВ-приемник в сложную SDR, обладающую возможностями, за которые раньше приходилось платить сотни и тысячи долларов.
Конечно, производительность этих устройств нельзя сравнивать с профессиональными SDR, однако по соотношению «цена\качество» RTL-SDR не имеет равных. Кроме того, RTL-SDR способен решать большинство задач любительского уровня наравне с более дорогими SDR.
Широкополосная SDR предоставляет широкие возможности для интересных исследований. Вот часть практических применений RTL-SDR, на некоторых мы остановимся позднее в следующих главах:
• Прослушивание незашифрованных радиопереговоров ДПС\МЧС\СМП
• Прослушивание радиопереговоров авиа-диспетчеров
• Отслеживание воздушных судов на основе данных ADS-B
• Расшифровка сообщений телеметрии ACARS
• Сканирование транкинговых радиопереговоров
• Декодирование зашифрованных радиопереговоров
• Отслеживание морских\речных судов на основе данных AIS
• Расшифровка пейджерных сообщений
• Сканирование радиотелефонов и радионянь
• Отслеживание и получение информации с метеорологических зондов
• Получение информации с погодных датчиков
• Прослушивание радиолюбителей в УКВ-диапазоне
• Декодирование пакетов APRS
• Просмотр аналогового вещательного ТВ
• Сбор GSM-траффика
• Использование RTL-SDR с устройствами на Android
• Прием и декодирование сигнала GPS
• Использование RTL-SDR в качестве анализатора спектра
• Получение изображений с метеоспутников
• Прослушивание спутников и МКС
• Радиоастрономия
• Прослушивание FM-радио и декодирование информации RDS
• Прослушивание DAB-радио
• Использование RTL-SDR в качестве генератора действительно случайных чисел
• Прослушивание радиолюбителей
• Декодирование цифровых радиопередач таких как CW\PSK\RTTY\SSTV
КАКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ НЕОБХОДИМО?
Для экспериментов с RTL-SDR вам понадобится:
• ТВ-тюнер RTL-SDR
• Антенна (покупная или самодельная)
• Коаксиальный кабель и разъемы, чтобы подключить антенну к приемнику
• Компьютер
• Программное средство
Для более продвинутого использования может потребоваться:
• КВ-конвертер, для приема в диапазоне от 0 до 50 МГц
• Малошумящий усилитель (МШУ), чтобы повысить чувствительность
• Фильтры
Оборудование для работы с RTL-SDR можно купить в Интернете, например, на странице: http://www.rtl-sdr.com/buy-rtl-sdr-dvb-t-dongles/.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ RTL-SDR
• Прием в диапазоне: 22-2200 МГц (в зависимости от модели приемника)
• Полоса пропускания: 3.2 МГц
• 8-разрядный АЦП, с динамическим диапазоном около 50 Дб
• Усилитель с уровнем собственных шумов менее 4.5 Дб
• Сопротивление: 75 Ом
АЦП RTL-SDR
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) – микросхема, которая преобразует аналоговый сигнал в цифровой. Чем больше разрядность АЦП, тем меньше потерь при преобразовании. Например 8-разрядый АЦП выделяет из аналогового сигнала значения от -127 до +127, а 12-разрядный от -2047 до +2047. При низкой разрядности «подробности», например, слабый сигнал, теряются в процессе оцифровки. 8-разрядный АЦП RTL-SDR – не слишком точен, но достаточно хорош, для своих задач.
Динамический диапазон АЦП – разница между минимальным и максимальным значениями аналогового сигнала, подаваемого на вход АЦП. Динамический диапазон приближенно вычисляется по формуле: разрядность*6Дб. Динамический диапазон RTL-SDR около 50Дб.
ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ RTL-SDR
Полоса пропускания – участок частотного спектра, который вы можете наблюдать в единицу времени.
Максимальная полоса пропускания RTL-SDR – 3.2 МГц, однако лучший результат достигается при 2.4/2.8 МГц (в зависимости от производительности вашего ПК). Программы для работы с SDR позволяют настроить полосу пропускания изменяя значение частоты дискретизации. Строго говоря, частота дискретизации и полоса пропускания не одно и тоже, в данном контексте пусть это будет так.
СОПРОТИВЛЕНИЕ
Так как изначально RTL-SDR разрабатывался как ТВ-тюнер, сопротивление его 75 Ом. Радио любительская и профессиональная аппаратура имеет сопротивление 50 Ом. Однако, потери от несогласованности по сопротивлению составят 0.2Дб, поэтому не будем на этом останавливаться.
ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ
Чип RT820T потребляет около 300 мА, чип E4000 – 170мА.
МИНИМАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПК
Для работы с программой SDR# подойдет любой современный компьютер, с двухъядерным процессором, гигабайтом оперативной памяти, портами USB 2.0 под управлением Windows XP.
При использовании одноплатных компьютеров, таких как RaspberryPi, потребуется программное обеспечение без графического интерфейса.
Продолжение следует...
Перевожу книгу частями, выкладывать перевод буду по мере готовности.
ПРЕДИСЛОВИЕ.
В феврале 2012, благодаря использованию нестандартных драйверов, устройством на базе микросхемы RTL2832U, был принят радиосигнал. С тех пор десятки тысяч радиолюбителей, экспертов по ИБ, хакеров, «паял», студентов покупают устройства RTL-SDR, чтобы использовать всю мощь программно-определяемых радиосистем.
Эта книга задумывалась как всеобъемлющее руководство по использованию устройств RTL-SDR. В ней содержатся пошаговые руководства, хитрости и трюки, которые позволят вам максимально использовать возможности устройств RTL-SDR.
Информация, приведенная в книге актуальна на момент написания. Технологии на базе RTL-SDR очень быстро развиваются, поэтому мы не можем гарантировать, что руководства и советы будут работоспособны в недалеком будущем.
О найденных ошибках и неточностях просьба сообщать на электронную почту rtlsdrblog@gmail.com. Конструктивная критика и интересные идеи – приветствуются.
ВВЕДЕНИЕ.
ЧТО ТАКОЕ SDR?
В классических радиосистемах декодирование и обработка сигналов выполняется аналоговыми элементами.
Однако, сегодня производительность компьютеров позволяет выполнять декодирование и обработку радиосигнала программными средствами. Система, в которой обработка сигнала выполняется с помощью специального ПО, на персональном компьютере и называется Software Defined Radio (SDR) – Программно-определяемая радиосистема.
Многие задачи, которые трудно реализуются с помощью аппаратных решений, легко решаются программным путем. Использование программной обработки сигнала сделало доступными такие продвинутые технологии как широкополосный прием и отображение спектра сигнала в реальном времени.
ЧТО ТАКОЕ RTL-SDR?
RTL-SDR – это очень дешевая SDR, приемник цифрового телевидения с интерфейсом USB, на основе чипа RTL2832U. Благодаря исследованиям Eric Fry, Antti Palosaari и команды Osmocom стал возможен запуск приемника в нестандартном режиме, который позволяет использовать его в качестве SDR.
Сегодня, нестандартные драйвера позволяют превратить дешевый (около 30$) ТВ-приемник в сложную SDR, обладающую возможностями, за которые раньше приходилось платить сотни и тысячи долларов.
Конечно, производительность этих устройств нельзя сравнивать с профессиональными SDR, однако по соотношению «цена\качество» RTL-SDR не имеет равных. Кроме того, RTL-SDR способен решать большинство задач любительского уровня наравне с более дорогими SDR.
Широкополосная SDR предоставляет широкие возможности для интересных исследований. Вот часть практических применений RTL-SDR, на некоторых мы остановимся позднее в следующих главах:
• Прослушивание незашифрованных радиопереговоров ДПС\МЧС\СМП
• Прослушивание радиопереговоров авиа-диспетчеров
• Отслеживание воздушных судов на основе данных ADS-B
• Расшифровка сообщений телеметрии ACARS
• Сканирование транкинговых радиопереговоров
• Декодирование зашифрованных радиопереговоров
• Отслеживание морских\речных судов на основе данных AIS
• Расшифровка пейджерных сообщений
• Сканирование радиотелефонов и радионянь
• Отслеживание и получение информации с метеорологических зондов
• Получение информации с погодных датчиков
• Прослушивание радиолюбителей в УКВ-диапазоне
• Декодирование пакетов APRS
• Просмотр аналогового вещательного ТВ
• Сбор GSM-траффика
• Использование RTL-SDR с устройствами на Android
• Прием и декодирование сигнала GPS
• Использование RTL-SDR в качестве анализатора спектра
• Получение изображений с метеоспутников
• Прослушивание спутников и МКС
• Радиоастрономия
• Прослушивание FM-радио и декодирование информации RDS
• Прослушивание DAB-радио
• Использование RTL-SDR в качестве генератора действительно случайных чисел
• Прослушивание радиолюбителей
• Декодирование цифровых радиопередач таких как CW\PSK\RTTY\SSTV
КАКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ НЕОБХОДИМО?
Для экспериментов с RTL-SDR вам понадобится:
• ТВ-тюнер RTL-SDR
• Антенна (покупная или самодельная)
• Коаксиальный кабель и разъемы, чтобы подключить антенну к приемнику
• Компьютер
• Программное средство
Для более продвинутого использования может потребоваться:
• КВ-конвертер, для приема в диапазоне от 0 до 50 МГц
• Малошумящий усилитель (МШУ), чтобы повысить чувствительность
• Фильтры
Оборудование для работы с RTL-SDR можно купить в Интернете, например, на странице: http://www.rtl-sdr.com/buy-rtl-sdr-dvb-t-dongles/.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ RTL-SDR
• Прием в диапазоне: 22-2200 МГц (в зависимости от модели приемника)
• Полоса пропускания: 3.2 МГц
• 8-разрядный АЦП, с динамическим диапазоном около 50 Дб
• Усилитель с уровнем собственных шумов менее 4.5 Дб
• Сопротивление: 75 Ом
АЦП RTL-SDR
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) – микросхема, которая преобразует аналоговый сигнал в цифровой. Чем больше разрядность АЦП, тем меньше потерь при преобразовании. Например 8-разрядый АЦП выделяет из аналогового сигнала значения от -127 до +127, а 12-разрядный от -2047 до +2047. При низкой разрядности «подробности», например, слабый сигнал, теряются в процессе оцифровки. 8-разрядный АЦП RTL-SDR – не слишком точен, но достаточно хорош, для своих задач.
Динамический диапазон АЦП – разница между минимальным и максимальным значениями аналогового сигнала, подаваемого на вход АЦП. Динамический диапазон приближенно вычисляется по формуле: разрядность*6Дб. Динамический диапазон RTL-SDR около 50Дб.
ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ RTL-SDR
Полоса пропускания – участок частотного спектра, который вы можете наблюдать в единицу времени.
Максимальная полоса пропускания RTL-SDR – 3.2 МГц, однако лучший результат достигается при 2.4/2.8 МГц (в зависимости от производительности вашего ПК). Программы для работы с SDR позволяют настроить полосу пропускания изменяя значение частоты дискретизации. Строго говоря, частота дискретизации и полоса пропускания не одно и тоже, в данном контексте пусть это будет так.
СОПРОТИВЛЕНИЕ
Так как изначально RTL-SDR разрабатывался как ТВ-тюнер, сопротивление его 75 Ом. Радио любительская и профессиональная аппаратура имеет сопротивление 50 Ом. Однако, потери от несогласованности по сопротивлению составят 0.2Дб, поэтому не будем на этом останавливаться.
ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ
Чип RT820T потребляет около 300 мА, чип E4000 – 170мА.
МИНИМАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПК
Для работы с программой SDR# подойдет любой современный компьютер, с двухъядерным процессором, гигабайтом оперативной памяти, портами USB 2.0 под управлением Windows XP.
При использовании одноплатных компьютеров, таких как RaspberryPi, потребуется программное обеспечение без графического интерфейса.
Продолжение следует...
