SDRplay acquisisce da SDRapplications il software SDR italiano Studio1

Notizia molto interessante appena annunciata dal team di ingegneri britannici che stanno dietro il progetto SDRplay. Il gruppo, che ha sviluppato il ricevitore SDR RSP (Radio Signal Processor) a sua volta basato sul tuner realizzato da Mirics sulla tecnologia FlexiRF, ha rilevato tutti i diritti su Studio1, il software di demodulazione SDR sviluppato in Italia da Sandro Sfregola. Studio1, un prodotto stand alone compatibile con diverse piattaforme SDR (incluso il ricevitore Elad) ma finora legato soprattutto al ricevitore Perseus, da oggi entra nella galassia SDRplay con l'obiettivo di offrire agli acquirenti di RSP una soluzione "integrata". Secondo il comunicato rilasciato ieri, per il momento Studio 1 continuerà a essere commercializzato separatamente attraverso il distributore Woodbox. Ancora non si conoscono i dettagli relativi alle future evoluzioni del software sviluppato dalla società di Sfregola, SDRapplications. Il programma in questo momento ha lo stesso costo del ricevitore SDRplay (149 euro). 

RSP a differenza del Perseus, è un ricevitore SDR "wideband" fino a 2 GHz e non usa l'approccio a conversione diretta basato su FPGA. L'architettura è concettualmente simile all'approccio SDR "a chiavetta USB" anche se la tecnologia Mirics è molto evoluta rispetto ai tuner a basso costo di questo specifico comparto. Ci sono notevoli differenze anche per quanto riguarda la conversone A/D della media frequenza, che nel caso di SDRplay è a 12 bit. Diversa anche la porzione di banda visibile nella finestra di demodulazione, che arriva a 8 MHz: non a caso SDRplay può essere utilizzato anche per l'ascolto di trasmissioni DAB.

I segreti di Inmarsat con una chiavetta SDR

Nel fantastico mondo della radiopassione ci sono bravi ascoltatori e operatori, geniali autocostruttori di circuiti e apparati e teorici e divulgatori altrettanto abili. Stranamente però è abbastanza raro trovare queste tre qualità radiantistiche riunite in una sola persona. Aldo Moroni è uno di questi personaggi e anche se lui non ama sentirselo dire, io non finirò mai di stupirmi della sua capacità di applicare le proprie doti (che includono la più rara di tutte, l'umiltà) a una vasta quantità di aspetti tecnici e pratici della radiofonia hobbystica, riuscendo ogni volta a trovare una chiave interpretativa personale ma utilissima a tutti noi appassionati.

I suoi ultimi esperimenti ricadono nel complicato dominio "satcom", le comunicazioni da e verso i satelliti. In particolare Aldo si è dedicato a uno dei transponder Inmarsat utilizzati a supporto del traffico aereo civile, su una frequenza intorno agli 1,5 GHz. Le sue osservazioni offrono anche l'opportunità di tornare a fare il punto sulle novità che riguardano il software defined radio, in particolare quello dei ricevitori compatti e wide-band, tipicamente concentrati nella categoria dei "dongle" VHF-UHF e nella variante costituita da apparati che senza essere propriamente delle "pennette o chiavette" sono comunque alloggiati in contenitori che stanno tranquillamente sul palmo della mano. In questo caso le prove effettuate da Aldo consentono di fare qualche significativo confronto tra dongle SDR che utilizzano le quattro tipologie di tuner digitali più diffusi, l'E4000 utilizzato qui da una chiavetta DVB-T e dal dongle specializzato FunCube Pro e le due versioni R820T e 820T2 di Rafael Micro. All'appello mancherebbe una terza tipologia di tuner, progettato da Mirics, oggi presente all'interno di almeno due ricevitori SDR wide band, il FunCube Pro+ (la pennetta-scanner collegata all'iniziativa CubeSat dei radioamatori satellitari britannici) e il più recente SDRPlay, altro prodotto dell'estro ingegneristico inglese che insieme al FunCube Pro di ultima generazione sfrutta le notevoli capacità del tuner multistandard MSi001. Un dispositivo non utilizzato da Aldo ma di grande successo, il ricevitore SDR AirSpy (che oggi, con una spesa contenuta, può essere equipaggiato con un up-converter, SpyVerter, in grado di estendere verso il basso fino alla soglia dei 100 kHz, la copertura di oggetti normalmente pensati per coprire solo gli ultimi MHz della banda HF), si basa in realtà sul tuner R820T2, quindi è assimilabile - se si esclude per il software di demodulazione - a quello qui testato.

Nel documento PDF messo a disposizione dei suoi colleghi, Aldo presenta le misure ottenute, con i diversi dispositivi messi alla prova, nel corso della ricezione del servizio Inmarsat Aero I attivo a 1.545 MHz. Per il suo esperimento Aldo si è ispirato alle spiegazioni fornite nel tutorial realizzato da RTL-SDR.com a sua volta basato sulle dettagliate istruzioni per la ricezione dei satelliti alle frequenze L-band fornite da UHF-satcom. Il manuale del portale delle chiavette SDR parte in realtà dalla ricezione dei servizi per la navigazione marittima di Inmarsat-C (in particolare i messaggi della EGC SafetyNet), ma a parte il software di decodifica utilizzato - il nuovo arrivato JAERO, sviluppato dal neozelandese Jonti Olds - gli accessori al contorno sono gli stessi. Riuscire a sintonizzarsi sulle frequenze Inmarsat non è banale e richiede almeno un amplificatore "low noise" per impianti satellitari domestici. È consigliata una antenna ad alto guadagno, che Aldo ha realizzato seguendo un altro tutorial di RTL-SDR che riporta il video di Adam Alicajic 9A4QV per illustrare il funzionamento di una antenna "patch", composta sostanzialmente da due lamine metalliche quadrangolari. Nelle zone in cui le emittenti FM locali disturbano molto è opportuno utilizzare anche un filtro notch che attenui l'intera banda 88-108 che rischia di saturare il ricevitore SDR. L'antenna patch è sicuramente utile ma lo stesso Aldo ha concluso positivamente alcune prove di ricezione effettuate collegando all'amplificatore LNA una semplice stilo e utilizzando un foglio di carta stagnola come parabola riflettente. 

Adesso vi lascio alla lettura del report di Aldo Moroni, ma in un prossimo post cercherò di fare il punto sulle ultime evoluzioni delle piattaforme software cresciute intorno ai ricevitori SDR perché soprattutto dopo l'arrivo di AirSpy e SDRPlay si stanno moltiplicando le possibilità di fare del monitoraggio serio in ambienti Windows, Linux e OSX. Per le sue prove Aldo ha lavorato in Windows con programmi come HDSDR e la console SDR-radio di Simon Brown.

SDR su chiavetta, l'evoluzione della specie: da RTL a Mirics Dongle

Non sembra mai venir meno l'interesse di sperimentatori, radioamatori e DXer nei confronti delle chiavette USB commercializzate - a poco prezzo - per la ricezione sul computer dei segnali televisivi digitali. Con qualche trucchetto software il segnale RF catturato dai "tuner" di queste chiavette può essere facimente intercettato e passato direttamente al pc (Windows, Linux e persino Mac) e ai numerosi software SDR, trasformandosi così in un perfetto front end destinato alla ricezione software based delle frequenze comprese tra le VHF e le UHF, fino a 1,8 GHz o anche di più. Visto il predominio del decoder RTL2832U utilizzato dai produttori di queste chiavette, si parla in genere di RTL-SDR e sul Web il punto di riferimento principale, che raccoglie driver, software di base e applicazioni, è la pagina allestita dal progetto OsmocomSDR. 

Il chip di decodifica (che viene di fatto in parte bypassato) è più o meno lo stesso, ma il tuner no. Il chip Elonics E4000 che caratterizzava molte delle chiavette della prima ora, è diventato sempre più raro a causa dei guai finanziari della Elonics, ma è stato sostituito da altri componenti, in particolare della Rafael Micro (R820T). Per chi utilizza la chiavetta con applicazioni SDR le cose non cambiano troppo drasticamente, si tratta solo di impostare valori diversi nei driver. Una novità riguarda però la disponibilità di front end che usano lo stesso fattore di forma ma si affidano a chip più evoluti per la sintonia e il campionamento. Parlo in particolare della nuova chiavetta FunCubePro Plus, che è basata su componentistica Mirics e il cui costo è ancora abbordabile ma chiaramente superiore alla media di venti euro o anche meno che caratterizza i vari modelli RTL-SDR. 

Il mio amico esperto che viene citato piuttosto spesso su questo blog (anche se in forma anonima per sua espressa richiesta) mi ha recentemente inviato parecchio materiale prezioso derivato dalle sue esperienze SDR con dispositivi USB.  «Le chiavette basate RTL2832U sono un vero spasso - mi ha scritto qualche settimana fa. Ne possiedo una seconda, basata sul tuner R820T (17 euro!) e in frequenza arriva fino a 1.5 GHz.» 

L'amico mi ha inviato degli screenshot con alcuni  divertenti programmi elencati all'indirizzo fornito prima, quello della pagina "ufficiosa" del progetto RTL-SDR. Le schermate si riferiscono, in sequenza a:

1) "dump1090", un magnifico software sviluppato dall'italiano Salvatore Sanfilippo (aka Antirez) riceve e decodifica i segnali di posizionamento ADS-B che gli aerei civili emettono sulla frequenza di 1090 MHz:

2) "kalibrate" Un calibratore che aiuta a tarare il l'economico clock chiavette. Come si fà? Si osservano le frequenze delle stazioni GSM nella cella in cui è posizionata l' antennina. Nella videata si vedono i risultati. Altri esperimenti nelle bande GSM sono quelli condotti da Harald Welte, Steve Markgraf (qui il video di una loro presentazione http://www.youtube.com/watch?v=_0LCgxe24Po):

3) Display dello spettro dei segnali GSM con lo Spectrum-Viewer sviluppato per il software Linux e Windows SDR-J (ex jSDR) dall'olandese Jan van Katwijk:

4) Sempre SDR-J con una videata del decoder per stazioni FM «ancora il migliore, l'unico che dà PI code se la stazione è forte» specifica il nostro anonimo ma preparatissimo amico, che aggiunge anche di aver sentito Jan van Katwijk a proposito di un nuovo progetto. «Sembra di capire che sta attaccando il tostissimo problema del decoder DAB/DAB+, dice che è dura ma spera diriuscirci (almeno in parte) per questa estate.» Staremo a vedere:

La nostra inesauribile fonte passa a un argomento diverso ma strettamente correlato. «Qualcuno ha aperto il FunCubrePro+ e sai che cosa  ci ha trovato dentro? Il tuner Mirics001, ricordi?» Lo ricordo sì, Radiopassioni ha parlato diverse volte di questo tuner universale per ricevitori digitali multistandard. «Ci vorrebbe una chiavetta RTL2832U con tuner Mirics, diventerebbe adatto [senza convertitori] pure per  AM/SW (magari appena sufficiente)» A parte il FunCubePro questa chiavetta ancora non c'è, ma il nostro inviato sul fronte avanzato RTL-SDR ha fatto un'altra scoperta. «Apparentemente la stessa Mirics ora commercializza vende campioni e sistema di sviluppo per il suo chip, a prezzi abbastanza ragionevoli. Guarda qui: 

http://www.mirics.com/node/19.

[Il form permette di ordinare a 50 sterline più spedizione un campione della SDR USB Dongle FlexiTV MSi3101]

«Non ho resistito - prosegue il racconto del mio amico, la curiosità era troppa, ho investito 80 euro nell' acquisto di una chiavetta USB Mirics direttamente da Mirics. Ho chiesto e senza ulteriori domande hanno accettato il pagamento, mi è stata inviata con software solo per radio (niente TV). Ho fatto questa scommessa anche perchè, guardando con attenzione il sito di OsmocomSDR, ho scoperto che [proprio Harald Welte e Steve Markgraf]  stanno costruendo una libreria per gestire l' hardware Mirics, parente di quello per gestire RTL2832U. Se vai a:

http://cgit.osmocom.org/cgit/

nella sezione SDR si trovano le seguenti lib:

• gr-osmosdr, Gnuradio block to work with OsmoSDR and rtl-sdr
• libmirisdr, Software for the Mirics MSi2500 + MSi001 SDR platform
• osmo-sdr, Small form-factor / inexpensive USB SDR
• rtl-sdr, Software to turn the RTL2832U into a SDR

Quindi a naso sia Jan con SDR-J sia l'autore di SDRsharp, Youssef Touil, dovrebbero essere in grado di portare il loro software su questa chiavetta, in teoria semplcemente sostituendo la libreria per RTL con quella Mirics, le API sembrano quasi uguali. Avremmo così un solo oggetto, economico, in grado di coprire dall'AM ai 2 GHz, magari collegato ad uno smartphone o tablet a sua volta collegato a WiFi  e a stazioni radio Web (hai visto SDRtouch per Android).

Mirics, in linea di principio, va da 150 kHz a 2 GHz. Inoltre sull'hardware ci sono solo filtri, nessuna decodifica come quelle implementate su RTL2832U. Infatti per le frequenze DVB-T butta fuori ben 8 MS/s. Ne consegue che devi avere, per decodificare la TV digitale terrestre, un computer alquanto potente. Nel suo caso RTL2832 fa una cucina preliminare e quindi richiede meno risorse di calcolo. Una cosa che potrebbe  essere importante che viene riportata nei data sheet Mirics  (alquanto sommari) è che l' ADC è di "circa 10 bit", meglio dei "circa 8bit" di RTL2832U ma uguale alla risoluzione  dei chip di FrontierSilicon, il meglio del DAB. Le aspettative sono buone ma per l'effettiva realtà bisognerà fare delle misure. Guardando il codice si scopre che la libreria dovrebbe girare  sulla chiavetta Mirics, ma anche su una chiavetta per la TV digitale "consumer" ma per il mercato giapponese, che usa uno standard diverso, il modello GV-TV100 della società I-o Data.»

Ecco a titolo esplorativo il prodotto giapponese cui si riferisce il nostro esperto al quale va il mio più sentito ringraziamento per aver reso possibile un post quanto mai ricco di informazioni e spunti:

http://www.iodata.jp/product/av/tidegi/gv-tv100/

http://www.iodata.jp/product/av/tidegi/gv-tv100/feature.htm