SigDigger, il DSP oltre la demodulazione

Se guardo alle applicazioni di signal analysis più recenti, come SigDigger, mi rendo conto che paradossalmente, la comunità globale degli hobby radiofonici ha un'idea abbastanza limitata delle applicazioni SDR. L'elemento chiave per molti è la capacità di demodulare (magari dopo averlo comodamente salvato su disco) i segnali in ampie porzioni dello spettro RF, applicando efficienti filtri digitali, noise blanker e quant'altro. In realtà, tutto questo è solo un sottoinsieme dei risultati che si possono ottenere con l'approccio algoritmico utilizzato dai programmi SDR. È bene ricordare che questo tipo di software si basa su tecniche DSP (digital signal processing) che consentono di andare oltre la demodulazione dei modi più tradizionali (AM, SSB, FM) per entrare appunto nel vasto ambito dell'analisi del segnale. 

Eppure, quando ancora di SDR non si parlava molto, le prime applicazioni emerse dalla stessa comunità radioamatoriale, spesso venivano classificate tra gli strumenti di analisi spettrale, anche se lo spettro in questione era quello delle frequenze audio. Agli inizi degli anni 2000, pionieri come Spectrum Lab e Spectran venivano utilizzati per esplorare visualmente e rielaborare l'audio analogico acquisito con le schede audio del PC, sfruttando fino all'ultimo Hertz la loro striminzita larghezza di banda. I più sofisticati facevano dell'SDR vero e proprio demodulando la banda base del segnale dopo la conversione in frequenza intermedia dei ricevitori analogici.

Poi sono arrivati i ricevitori SDR che hanno aperto la strada a un trattamento più diretto della radiofrequenza e anche gli strumenti di software analysis si sono evoluti. Nel 2012 Radiopassioni dava notizia di un software russo, Signal Analyzer, che ancora oggi rappresenta un punto di riferimento per l'analisi approfondita delle forme d'onda. Nel 2019, annunciando l'arrivo delle prime versioni di SigDigger, il suo autore, l'astrofisico, programmatore e radioamatore spagnolo EA1IYR Gonzalo José Carracedo aka @BatchDrake, elencava una serie di funzionalità presenti e future che solo soluzioni molto più professionali e quasi certamente non free avrebbero potuto svolgere. SigDigger, scriveva BatchDrake «è stato progettato per estrarre informazioni da segnali sconosciuti», un traguardo ottenibile con un arsenale di tool tipici del DSP, messi a disposizione dei più avanzati esploratori delle trasmissioni radio:

• Both realtime and replay analysis modes
• Analog audio playback (AM, FM, LSB and USB) 
• Baseband recording (full spectrum and per-channel)
• Per-device gain presents
• Dynamic spectrum browsing
• ASK, FSK and PSK inspection
• Gradient-descent SNR calculation
• Different spectrum sources (cyclostarionary analysis, signal power…)
• Symbol recording and visualization
• Transition analysis

Planned features already implemented and just waiting to be exposed to the UI:

• Parameter estimation (baudrate, constellation order…)
• Fast symbol autocorrelation analysis
• Automatic calculation of scrambling polynomials
• Symbol stream codecs

Possible future features coming soon:

• Symbol tagging (correspondence between symbols and groups of bits)
• Automatic symbol tagging guessing
• Automatic convolutional code detection
• Viterbi decoding

Il software di BatchDrake è basato sul framework grafico QT e l'interfaccia e il motore del waterfall sono ispirati a GQRX, un'altra alternativa SDR per il mondo Linux/MacOS. A differenza di quest'ultimo, però, SigDigger non si basa su GNU Radio: tutto il DSP è originale. Le release iniziali di questo programma - indicato, come scriverebbe la Settimana Enigmistica, ai solutori più che abili - erano per Linux (e MacOS). In questi giorni su Twitter BatchDrake ha annunciato la disponibilità di un port per il sistema operativo Windows (per averlo bisogna contattare direttamente Carracedo, via Twitter o GitHub). Un buon esempio di ciò che un buon analizzatore di spettro è in grado di fare, è questo video proposto dall'autore del port Windows di SigDigger, arf20, SigDigger viene messo alla prova per estrarre l'informazione RDS da una trasmissione FM, utilizzando un nuova funzione di trattamento delle sottoportanti. Il video mostra come partendo dalla modulazione BPSK della sottoportante a 57kHz, sia possibile estrarre i "simboli" codificati nel segnale, ordinarli e interpretarli.

TTGO+Si4735, la radio francobollo

In un blog molto settoriale come questo, inaugurato nel 2005, anche una pausa lunga ci sta, non vale neppure la pena soffermarvicisi. La radio, in particolar modo quella software defined, invece non si è fermata, anzi. Personalmente credo sia un peccato che dal punto di vista dei programmi broadcast sulle onde corte ormai ci sia ben poco da ascoltare, ma il DX resiste anche se un po' acciaccato sulle onde medie e ancora bello pimpante in FM. In compenso, il monitoraggio dei servizi non broadcast in generale, analogici o digitali che siano, sembra esplodere in una miriade di sotto-specializzazioni tutte appassionanti e ricche di implicazioni.

Il vero fenomeno però è proprio il comparto SDR, che in ambito hobbystico radioamatoriale emerge - dopo i soliti prodromi militar-professionali - abbastanza inaspettato circa 20 anni fa. Radiopassioni nasce più o meno in corrispondenza con un progetto, SoftRock, iniziato nel 2005. Due o tre anni dopo arriva il ricevitore software Perseus di Nico Palermo (Microtelecom), rivoluzionario per l'impiego in campo amatoriale della conversione diretta basata su FPGA. E ancora oggi standard di riferimento per l'hardware dedicato al "serious AM band DXer". 

Oggi siamo arrivati a oggettini come quello visualizzato qui in basso, progettato da "Rolf Sn", in Olanda. TTGO SDR ricorda i sistemi stand alone per il monitoraggio delle radiosonde meteorologiche su 403 MHz, realizzati con moduli Lo-Ra basati su microcontrollori ESP32 della Espressif. Ma il core SDR/DSP di questo nuovo dispositivo è il chip della nota famiglia Silicon Labs 47xx. Già presenti da tempo nei portatili cinesi Tecsun e tante altre marche e sottomarche, questi componenti radio-on-chip hanno invaso gli scaffali degli ascoltoni e i banchi degli sperimentatori. Nei mesi di lockdown sono diventati ancora più popolari perché i cantinari cinesi hanno cominciato a produrre piccoli ricevitori, poco più grandi di un pacchetto di sigarette, dotati di schermo OLED. 

Nel caso della versione presentata in questo YT dell'OM giapponese JG3PUP, il chip Si4735 viene gestito dalla stessa implementazione del software per Arduino sviluppata da PE0MGB/PU2CLR (quella che introduce anche la demodulazione SSB), qui adattata all'ESP32. Sorgenti, binari e schemi del PCB (inclusi i file Gerber per stampare in proprio o in service le schedine) si trovano su GitHub. Con poca spesa si ottiene un ricevitore LW-MW-SW-SSB-FM-RDS alimentato con 5 volt. 

DAB su "piccola scala" per centinaia di nuove emittenti no profit in UK

Proprio mentre nel Parlamento europeo si insedia la rappresentanza britannica più ostile all'UE, il regolatore Ofcom annuncia un piano per la migrazione digitale di centinaia di emittenti locali che fa leva proprio sullo standard Eureka 147 messo a punto a livello europeo. Il nuovo meccanismo di licensing prevede anche un apposito iter legislativo che andrà a modificare alcune parti del Broadcasting Act e delle norme che oggi controllano l'assegnamento delle licenze relative ai multiplex DAB nazionali e regionali. Tutto si basa su una versione "light" della tecnologia DAB studiata da un esperto dello stesso Ofcom, Rashid Mustapha. Nel corso degli ultimi anni il ricercatore ha sviluppato una ricetta per un DAB su piccola scala e a basso costo, sfruttando il software open source messo a disposizione dal Canadian Communications Research Centre, dall'associazione Open Digital Radio e i moduli SDR della Ettus Research (maggiori dettagli su questo documento) . Tra il 2015 e il 2016 Ofcom ha condotto una sperimentazione in una decina di aree identificate all'interno del territorio nazionale. Una settantina di emittenti hanno partecipato a queste prove che il report finale, pubblicato nel settembre del 2016, definisce più che soddisfacenti. 

Se tutto andrà come previsto Ofcom annuncerà entro quest'anno i risultati di una indagine conoscitiva effettuata attraverso la consultazione lanciata in questi giorni e nel 2020 potrebbero partire le prime autorizzazioni, con una formula diversa dalle licenze "nazionali", "commerciali" e "comunitarie" che caratterizzano i network e le singole emittenti AM/FM o i programmi trasmessi dai tradizionali multiplex DAB. Lo "small-scale DAB" sarà riservato a soggetti no-profit, che dovranno reinvestire i propri utili per sostenere i propri progetti. Gli impianti non dovranno interferire con il DAB convenzionale ma limitarsi a utilizzare potenze molto ridotte, nell'ordine di 100 watts, in modo da creare zone di copertura molto circoscritte, in funzione della presenza nella stessa area di multiplex nazionali o regionali. 

Segnali ultradeboli e SDR da master a Castelfeder, per la 18esima edizione di Digital&Radio Communications

Lo so, non è un gran preavviso, ma non potevo non segnalare - facendo i miei auguri ai partecipanti - il summit di due giorni a Castelfeder che si apre domani, sabato 8, in Alto Adige. Si tratta della 18esima edizione dello storico convegno sulle comunicazioni radioamatoriali digitali ideato dall'associazione i-Link e da diversi anni è il centro delle discussioni e degli annunci a più alto livello per quanto riguarda la ricerca e sviluppo SDR in Italia. Ecco la locandina dell'evento, che non è stato particolarmente promosso sul Web:

Personalmente ho diversi problemi che mi impediscono di prendere parte quest'anno, ma se potessi non mi perderei il pomeriggio di domani, con gli interventi di Giovanni Franza, giovane ingegnere svizzero che ha dedicato la sua tesi per il master alla scuola superiore SUPSI di Lugano alle applicazioni della piattaforma SDR Elad DUO,  e il solito Nico Palermo, che presenterà il suo straordinario lavoro sulla trasmissione di segnali a bassissima potenza, alle estreme frontiere del limite di Shannon, con la codifica QRA64 che estende quelle già disponibili con il software WSJT. In occasione della conferenza di Venezia EME2016 lo scorso agosto, Nico aveva già reso pubblici un articolo sui codici "cumulativi", e le slide della sua presentazione.

Arrivare alla Haus Castelfeder, nei pressi di Ora (Bolzano), non è banale, così come non banali saranno i contenuti discussi durante Digital&Radio Communications 2016, ma bisognerebbe davvero esserci. Come sempre, attenderò il reportage fotografico di Alberto Di Bene.

Qui radio plasma. L'SDR low cost negli esperimenti sull'anti-materia del CERN

Grande lezione di fisica ieri dal mio amico Ruggero Caravita, giovane scienziato attivo tra INFN di Genova e CERN di Ginevra, dove collabora nel team dell'esperimento AEgIS, che studia gli aspetti gravitazionali dell'antimateria per verificare il principio di equivalenza debole della massa. Ruggero non solo tollera la mia profonda ignoranza di una materia che lui padroneggia invece in modo sopraffino, ma conoscendo la mia strana passione per la radio e la propagazione si lascia coinvolgere in lunghe conversazioni sulla software defined radio e i meccanismi della propagazione delle onde elettromagnetiche nei plasmi, uno stato della materia (e dell'anti-materia) molto importante per gli esperimenti di AEgIS.

In genere in ambito radioamatoriale si conoscono fin troppo bene le applicazioni dell'SDR nel monitoraggio di ogni tipo di trasmissione di orgine umana o M2M, o il grande apporto che la tecnologia software-defined sta dando alla radioastronomia. Molto meno scontato è il ruolo che anche dispositivi molto economici possono avere in un laboratorio delle alte energie per lo studio "non invasivo" (un aspetto fondamentale quando si ha a che fare con particelle quantistiche, anche nei loro comportamenti classici come nel caso che andremo a trattare). Ruggero mi ha raccontato di aver utilizzato un dongle SDR che si è procurato con un investimento di un centinaio di euro per osservare il comportamento di un plasma di elettroni (ma se capisco bene potrebbe trattarsi indifferentemente di anti-elettroni) intrappolato in uno spazio di confinamento elettromagnetico. L'uso di tecniche DSP in istituzioni di questo genere non è certo una novità. Ancora una volta a stupire sono la capacità dimostrata da hardware di classe assolutamente commerciale e la flessibilità di applicazioni software sviluppate in ambito amatoriale.

In attesa della pubblicazione di un articolo più dettagliato e scientificamente autorevole da parte dell'ideatore dell'esperimento, provo a raccontare come l'ho capita io. Immaginiamo un cilindro in cui una serie di toroidi genera un campo magnetico parallelo alla lunghezza del cilindro stesso. Sulle pareti del cilindro una serie di elettrodi generano invece un campo elettrico. In questo caso immaginiamo due elettrodi carichi uno all'imboccatura, l'altro sulla parte terminale del cilindro. Sparando all'interno di questo contenitore magnetico, che tecnicamente si chiama Penning trap (qui la spiegazione fornita da un altro esperimento del CERN, Alpha) gli elettroni da intrappolare, questi cominciano ad avvitarsi a cavatappo lungo le linee di flusso del campo magnetico percorrendo la lunghezza del cilindro fino a percepire, sul fondo, il campo elettrico che respinge gli elettroni. Le particelle invertono senso di marcia e ripercorrono, sempre attorcigliandosi sulle linee di flusso magnetico, sempre confinate all'interno degli anelli della Penning trap. Tornati vicino all'imboccatura trovano il secondo campo  elettrico e il loro cammino spiraleggiante ricomincia e così via.

In questo modo un numero N di particelle si ritroverà intrappolato all'interno di questo "contenitore", creando per effetto del campo magnetico un vero e proprio plasma: un gas di elettroni che assume a sua volte la forma di un pezzo di tubo di gomma. Il moto delle particelle determina una serie di "modi" di risonanza dovuti al fatto che questo cilindro di gas subisce delle deformazioni, per esempio allungandosi e accorciandosi rispetto al suo baricentro, o subendo delle torsioni relativamente al proprio asse o ancora traslando verso destra o sinistra seguendo le oscillazioni del suo stesso baricentro. L'aspetto interessante è che il passaggio degli elettroni davanti agli elettrodi disposti assialmente lungo la parete della trappola può essere rilevato misurando il minuscolo campo generato dalle particelle in movimento, semplicemente sintonizzandosi sulla frequenza giusta. Nel caso del plasma di Ruggero questa frequenza è centrata intorno ai 25 MHz. 

C'è però un altro parametro misurabile, questa volta legato alla temperatura: per effetto del moto delle particelle, infatti, il "tubicino" di plasma subisce un certo gradiente termico (si parla di un calore davvero mimino, di una decina di gradi Kelvin). Nell'equazione che determina la frequenza di risonanza dei modi, questa è proporzionale alla temperatura T e inversamente proporzionale al numero di particelle che compongono il plasma. La temperatura, infatti, modifica la densità del plasma e quindi la frequenza dei suoi modi di oscillazione.

Ruggero mi ha fatto capire di aver predisposto l'esperimento con molta curiosità ma mi è sembrato che fosse rimasto quasi sorpreso di un successo ottenuto al primo colpo. Guardate le due videate ottenute da Ruggero con SDR# - una delle interfacce SDR più popolari e oggi alla base di un nuovo front end hardware progettato dal suo autore Youssef Touil, il "dongle" AirSpy  (con copertura tra i 24 MHz e gli 1,8 GHz) con il recente optional del downconverter SpyVerter che estende la copertura tra 1 kHz e 60 MHz http://airspy.com/). Accanto alla videata di riferimento, il "fondo" ottenuto misurando il potenziale sugli elettrodi della trappola dell'esperimento AEgIS priva di plasma di elettroni al suo interno...

«si vede benissimo - spiega Ruggero - la variazione nel tempo in frequenza del modo, che corrisponde alla variazione di densità del plasma dovuta alla temperatura che va in equilibrio»:

Sembra quasi uno ionogramma, ma nel nostro caso la lettura  è non invasiva, non prevede per esempio l'uso di una ionosonda. E le scoperte non finiranno qui. I prossimi passi di Ruggero consisteranno nell'effettuare altre visualizzazioni SDR modali, su frequenze decisamente più basse dei 26 MHz, alla ricerca per esempio degli effetti della radiazione di sincrotrone degli elettroni che si avvitano nella loro corsa, cedendo a ogni giro una briciola della loro energia.

Da RFSpace il successore del vecchio SDR-IQ: la rivoluzione remota di CLOUD-IQ

La nuova famiglia SDR RFSpace: CloudSDR vs Cloud-IQ.
Tutta la demodulazione è on-board.

RFSpace manda in pensione anticipata il suo glorioso ricevitore "software defined" SDR-IQ (uno dei primi a conversione diretta), a causa della scarsità dei componenti. Al suo posto entrerà in commercio Cloud-IQ, versione leggermente semplificata del nuovo CloudSDR. La trasformazione, rispetto al suo "vetusto" predecessore, ha dell'incredibile. Copertura di frequenza da 0 a 56 MHz, visualizzazione di una finestra di 10 MHz di banda (erano 196 kHz con SDR-IQ!). Acquisizione fino a 1 MHz su disco. Ma soprattutto la caratteristica chiave per la nuova serie Cloud: uno stadio di trattamento del segnale e Web serving che permette a questi ricevitori, anche nella versione semplificata presentata oggi, di collegarsi direttamente a un router Internet, senza la mediazione di un personal computer, ed essere controllato a distanza. Avete capito bene: anche Cloud-IQ effettua la modulazione del segnale digitalizzato IQ e instrada l'audio via Internet, per il divertimento dei DXer e radioamatori armati di un client per l'ascolto remotizzato, un software già disponibile per Windows e per Mac (per quest'ultimo occorre una versione di MacOS recente, la 10.6.8 che ho io non è compatibile), presto anche per Linux. Non solo, una nuova funzione raw-IQ instrada direttamente il segnale IQ, senza demodulazione. Quest'ultima è demandata al pc remoto (non occorre dire che in questo caso la banda Internet disponibile dev'essere elevata). Il segnale non demodulato consente la condivisione compresa tra i 0,5 e i 16 kilosamples al secondo.

Ecco qualche link utile, per scaricare la brochure di presentazione di Cloud-IQ e per prelevare da SourceForge le versioni disponibili di RemoteSDRclient. Una volta installato il software, potrete divertirvi ad ascoltare a distanza puntando il browser sull'aggregatore dei ricevitori RFSpace già online. E vogliamo parlare del prezzo suggerito (negli USA)? 575 dollari.

Cambridge Consultants a MWC: nasce Pizzicato, primo trasmettitore cellulare all digital.

Al Mobile World Congress di Barcellona Cambridge Consultants ha presentato una demo della sua nuova piattaforma Pizzicato, definita il primo trasmettitore all-digital mai prodotto (stiamo parlando di applicazioni tipicamente per stazioni base di reti radiomobili). In prospettiva il core di questa piattaforma dovrebbe essere implementato a livello di ASIC, con costi estremamente ridotti per singolo componente (un dollaro), ma le demo di Barcellona hanno richiesto una FPGA, in questo caso di Xilinx. 

La vera notizia, secondo Cambridge Consultants, è che Pizzicato deve essere considerata una "prima mondiale" che riesce a fare a meno delle componenti analogiche che caratterizzano anche una Software Defined Radio, come DAC, mixer e filtri finali (credo che in ogni caso non si possa fare a meno degli stadi finali di potenza per uscire in antenna, ma in futuro anche questi stadi potrebbero essere sostituiti da amplificatori all digital). Secondo le fonti che ho consultato - per esempio l'articolo di EeTimes - Pizzicato riesce a gestire  "3 Gbits/second digital output at up to 1.5 GHz while consuming less than 300 mW and delivering up to 1mW to the antenna". Per la demo barcellonese una singola scheda sarebbe riuscita a simulare il funzionamento simultaneo di 14 stazioni base di telefonia GSM/2G, in modalità "direct to RF". 

Come spiega in un lungo e dettagliato video di presentazione Monty Barlow,  Cambridge Consultants è riuscita a risolvere sia il problema della velocità di trattamento per ottenere forme d'onda complesse direttamente alle frequenze intorno al GHz tipiche della telefonia cellulare, sia quello della modulazione digitale, utilizzando la conversione "bandpass Sigma Delta". Devo ammettere che la questione per me è un po' complessa, ma ho trovato un articolo di Steve Taranovich su EDN Network che riesce a mettere in prospettiva gli sviluppi in campo SDR e forse offre una spiegazione sensata della validità delle affermazioni di Cambridge Consultants, considerata un'azienda estremamente seria. Penso che anche in campo radioamatoriale questi concetti possano trovare utilissime applicazioni.

TitanSDR: un pdf spiega i vantaggi della ricezione HF multicanale in applicazioni SIGINT

Nils Schiffhauer did it again. Ancora una volta il noto radioamatore-recensore ci sorprende con una approfondita analisi pratica delle funzioni di monitoraggio multi-canale (nello spettro HF) di un ricevitore SDR professionale - ma abbastanza abbordabile, il prezzo parte da valori inferiori ai 2000 euro  - di cui avevo sentito parlare solo di sfuggita: TitanSDR. L'aspetto sorprendente è che questo strumento, rivolto in modo esplicito al mercato dell'intelligence militare e civile, viene progettato e prodotto a Roma, da una società chiamata Enablia.

L'approccio utilizzato da TitanSDR è un po' diverso dall'ormai classica strategia del Perseus. Anche qui viene utilizzata una FPGA per la preselezione digitale dei canali da ricevere, ma a differenza di Perseus - che effettua la conversione diretta di un'intera porzione di spettro per poi andare a demodulare solo uno specifico canale - Titan implementa dei filtri digitali che acquisiscono uno o più canali di larghezza di banda fissa, consentendo così di monitorare/registrare più frequenze in simultanea. Una capacità che può essere preziosa per una stazione ricevente che deve sorvegliare contemporaneamente diverse frequenze fisse, come avviene per esempio nel campo delle radiocomunicazioni aeronautiche.

Nils ha provato TitanSDR acquisendo fino a 40 canali in simultanea,  con una varietà di software di decodifica. Il software di demodulazione di TitanSDR ha infatti una architettura a plug-in che gli permette di utilizzare direttamente programmi di SIGINT come Code-3 di Hoka Electronic o come Krypto500, dell'americana Comint Consulting, mentre altri programmi si possono utilizzare attraverso Virtual Cable. 

Il risultato delle sue osservazioni è stato condensato in un pdf di 25 pagine ricco di videate e esempio audio e video (visualizzabili con una versione recente di Acrobat Reader). Viene per esempio dimostrato come è possibile interfacciare TitanSDR con un programma di forecasting propagativo come Propman2000, un software basato sugli algoritmi di modellazione ionosferica VOACAP (ulteriori informazioni) per avere sempre un ascolto ottimizzato dentro a finestre temporali molto lunghe.

Come sempre, il lavoro di Nils Schiffhauer è di eccellente qualità e pieno di informazioni tecniche espresse in modo molto semplice. Nils riesce a dimostrare come la banda delle onde corte continua a essere un formidabile mezzo di comunicazione, efficiente e accessibile.

DAB Player e Linrad (sotto Linux) le alternative per l'ascolto SDR hi-fi

Diversi mesi fa avevo segnalato al mio amico F.M. - grande esperto di applicazioni SDR e appassionato di musica classica ascoltata in hi-fi su DAB - la disponibilità di un nuovo software tedesco per la decodifica del DAB+ su chiavette di tipo "RTL" (marca Noxon ma più in generale per tutti i modelli basati su chip RTL2832). Si tratta del programma Windows "DAB Player" sviluppato da Andreas Gsinn e lo avevo visto segnalato su questo forum. Dopo qualche tempo, poco prima dell'estate, F. mi manda questo messaggio, con diverse schermate allegate.

"Sono tornato su questa missiva cui avevo risposto senza particolari approfondimenti. 

Indirizzo corretto:

 

http://www.ukwtv.de/cms/downloads-aside/281-dab-player-von-andreas-gsinn.html 

Intanto... Info in Tedesco, programma con label in  tedesco, francese, polacco, non ancora inglese o Italiano ! Credo che giri solo (binario)  su Windows moderno ( >=7 ). Io ho provato con il mio Windows7 Home su PC lentissimo, un NetBook di quelli che non fanno più della Sony di tre anni fa basato su CPU AMD E-350, solo uno zinzino più veloce di  un DualAtom !pagato nemmeno 400 euro (a quei tempi). Un portatile di oggi, media potenza e costo (un i5 terza o quarta generazione) ,  andrà 5-10 volte più veloce

DAB Player mi sembra un programma eccezionale, e dovrebbe persino migliorare! Dà (quasi) tutte le informazioni che uno potrebbe desiderare per il DAB+ Registra , le registrazioni si riascoltano bene con VLC (sotto Windows)! Poi, alla fine,  ho attivato sullo stesso PC (stesso luogo ed antenna) anche la pennetta Mirics3100 con software Mirics. Ho potuto vedere che alcune informazioni sono quasi uguali (SNR specialmente). Mirics dà però solo lo spettro e BER (è un programma sperimentale, quello ufficiale. Si limita a riprodurre soltanto. Finestre in white sulla sinistra, quelle di Gsinn in blu): 

 

Si capisce  che i trasmettitori DAB+ attuali a Roma debbono aumentare la potenza, che è troppo bassa! I software (entrambi) vanno benissimo, decodificano con SNR ordine 5-6  e richiedono pochissima CPU. Evidentemente "sanno bene" come decodificare il DAB+ e con algoritmi ottimizzati (virtù che non è del software SDR-J,  anche se il suo pregio è di essere open source: per lui l'SNR dovrebbe essere almeno >= 12 per una eccellente ricezione). In ogni caso... Le pennette RTL2832U sono state il miglior mio  investimento in radioriceventi! "

F.M. mi ha poi inoltrato altre videate dedicate a DAB Player:

Qualche giorno dopo mi arriva un nuovo messaggio di F, questa volta dedicato all'FM ricevuta in SDR con la chiavetta Mirics in ambiente Linux grazie a una nuova release di Linrad:

"Come sai posseggo una pennetta USB con il tuner Mirics  ed interfaccia Mirics (80 euro da Mirics) da oltre un anno. Ha da alcuni mesi  il supporto di base Linux,  attraverso un driver specifico. Ebbene ora esiste  un programma applicativo in Linux Linrad-04. (ultima versione fine marzo 2014 [oggi Linrad è arrivato alla 04.01 del luglio 2014]) che la supporta. Senza capire bene  su come settare i parametri  sono riuscito comunque  a farla funzionare con Linrad. Leif Albrink, l'autore di Linrad, appartiene alla categoria di coloro che non ti  vendono il pesce ma ti insegnano a pescare. Lo capisco, ma come docente no è molto divulgativo e Linrad non è molto diffuso o utilizzato.
In WBFM la pennetta Mirics funziona quasi come EladS1 in sensibilità ed ha uno span maggiore !
Guarda i  due attach  (però con PC potente, i livelli sono del 30% di CPU su un core di un intel i7-quadcore 3.4GHz seconda generazione): 

 

Cercherò di approfondire, anche se non è banale, troppi parametri da scegliere e GUI non proprio ovvia anche se terribilmente completa. Comunque, la conclusione è che con le pennette ormai si fa ormai quasi tutto, DAB+/FM etc etc! Io mi sono interessato alle pennette Mirics perchè qualcuno aveva aperto il FuncubePro+ e ha visto il tuner Mirics1001 e mi son detto, perchè non provare? In effetti, a posteriori, il software proprietario Windows Mirics FM/DAB+ funzionava benissimo, quindi soldi ben spesi (ma allora non esisteva il software DAB/DAB+ di Andreas Gsinn su pennette RT2832U, veramente perfetto!) Io un po' so programmare ancora, ma solo sotto Unix/Linux, senza supporto Linux non so come procedere. Peccato che quelli del  CSP di Torino non diano supporto ad Elad, ma forse è Elad a non volere Linux fra le scatole)
L'autore olandese di SDR-J ha giocato molto poco con Mirics, il suo software non funziona bene. invece Linrad va incredibilmente bene, ne sono meravigliato."

Go2Signals, una nuova famiglia di decoder per il SIGINT

Si affaccia sul mercato professionale degli strumenti e applicazioni per il SIGINT (signal intelligence) una nuova famiglia di prodotti software per la decodifica e la demodulazione dei segnali trasmessi in HF e altre bande dagli enti militari e civili che utilizzano i diversi protocolli di comunicazioni dati. La nuova proposta, go2Signals, arriva da una società svizzera di Berna, la Plath AG e viene commercializzata anche in Italia, da un dealer specializzato romano. Il responsabile delle vendite è un professionista che ha maturato la sua esperienza in un'altra famosa società del settore, Wavecom e ora, a quanto mi pare di capire, opera in proprio. 

Al momento go2Signals comprende quattro diverse soluzioni: go2Monitor, go2Decode, go2Record e go2analyse. Il primo è un software molto completo che funge sia in veste di GUI e controller per ricevitori SDR come WinRadio e Perseus, sia come sofisticato strumento di classificazione, demodulazione e decodifica. Per quanto possa suonare strano nell'epoca della "Internet delle cose", trasmettere dati via radio - sulle onde corte, le VHF/UHF, su link terrestri e satellitari - è ancora una attività molto diffusa, tra navi civili e militari, eserciti, corpi diplomatici, ONG, attività industriali di ogni tipo... Dalla telegrafia Morse e le prime rudimentali forme di radiotelescrivente, sono discese intere famiglie di codici sempre più efficienti e "robusti", cioè in grado di assicurare trasmissioni efficienti e comprensibili anche in condizioni operative e propagative difficili. Ovviamente molti di questi protocolli includono ormai sistemi di cifratura altrettanto resistenti.

Benché molti di questi segnali siano oggetto oggi di attività di monitoraggio di natura prettamente hobbystica, un software come per esempio go2Monitor non fa parte dell'armamentario, a volte anche open source o freeware, del singolo appassionato delle onde corte "non broadcast". Stiamo parlando di un sistema il cui costo di partenza, nella versione predisposta per la decodifica di un singolo canale dati, è di 16 mila euro (sì, avete letto bene, 16.000). È però possibile farsi un'idea dell'approccio grazie a una videorecensione che il radioamatore tedesco Nils Schiffhauer DK8OK, uno specialista del genere, ha appena rilasciato su Youtube. Per chi si deve accontentare di software gratuiti (e pur sempre completi e molto funzionali) come MultiPSK, è sempre stimolante vedere in azione l'articolata interfaccia di go2Monitor, attraverso la quale si passa agevolmente (o quasi), dalla traccia di uno spettrogramma alla classificazione del bitstream e infine alle stringhe di caratteri trasmessi (qui per curiosità potete vedere il lungo elenco di modulazioni e protocolli supportati).

Android SDR, chiavette e smartphone sempre più complici: Wavesink demodula anche DRM+

Il panorama delle applicazioni software defined radio pensate per la ricezione attraverso le ormai mitiche chiavette USB commerciali, compatibili con lo standard DVB-T, si arricchisce con l'avvento delle prime soluzioni per piattaforma Android. Ci si può chiedere il perché di tutte queste complicazioni, visto che una chiavetta DVB-T è quasi sempre accompagnata dal software che consente la ricezione di trasmissioni televisive e radiofoniche dell'FM analogica, spesso anche DAB. La risposta sta nella versatilità di queste applicazioni nate nel contesto della ricerca radioamatoriale e soprattutto nella possibilità di integrare la funzione di monitoraggio di una vasta tipologia di segnali radio VHF-UHF su piattaforme non Windows. Con l'SDR per Android il vostro smartphone - di solito già equipaggiato con un chip per la ricezione dell'FM - diventa un ricevitore molto più completo, capace per esempio di visualizzare lo spettro delle frequenze e di demodulare anche stazioni non convenzionali, incluse le radiosonde meteorologiche.

Il mio corrispondente romano F. (preferisce l'incognito) è uno sperimentatore agguerrito di queste combinazioni e mi ha appena inviato un piccolo resoconto delle prove effettuate con un tablet Asus Nexus da 7 pollici, un cavetto USB da 4 euro e una delle varie marche di chiavette equipaggiate con un chip RTL2832, quello che le applicazioni SDR riescono a "ingannare" per disporre ala fine del segnale in radio frequenza "grezzo" e poter effettuare una demodulazione alternativa. F. mi riferisce di aver provato le versioni demo di app SDR presenti su GooglePlay. Per una volta non sono app gratuite, ma i loro autori non chiedono somme stratosferiche, con al massimo 10 euro (e altri 10 o 15 per la "pennetta") lo smartphone si trasforma in uno scanner VHF-UHF molto sofisticato. Una delle app provate da F. si chiama SDR Touch e abbiamo già avuto modo di parlarne qui. L'altra è più recente e per certi versi molto più interessante perché permette di demodulare FM-RDS, DAB+ e addirittura il sistema digitale DRM+. Quest'ultimo oggi non viene utilizzato se non in situazioni molto sperimentali e in test limitati, ma anche questo sarebbe un ottimo motivo per procurarsene una copia. La app si chiama Wavesink ed è stata sviluppata dalla tedesca Feilen&Stolz, una piccola società specializzata in soluzioni per la radio digitale Digital Radio Mondiale. Wavesink supporta al momento la ricezione FM-RDS, DAB+ e DRM+ e il suo sviluppatore intende rilasciare anche le versioni per Windows, MacOS, iOS e Linux. 

I cloni SoftRock, verso i 70 kit commerciali SDR a basso costo.

Sono passati più di otto anni da quando Tony Parks e Bill Tracey, due radioamatori americani - oggi rappresentati dalla loro piccola azienda FiveDash - realizzarono le prime versioni del progetto SoftRock, un circuito che permetteva di acquisire molto facilmente sul proprio personal computer una piccola porzione di banda segnale in radiofrequenza. SoftRock rappresentò per migliaia di radioamatori e appassionati di ricezione la porta di ingresso nel mondo della radio "definita via software", un approccio radicalmente nuovo alla ricezione (e alla trasmissione). Se un ricevitore convenzionale è composto da un circuito di amplificazione e sintonia seguito da un demodulatore, SoftRock  funge da interfaccia tra un segnale che può arrivare a 30 MHz di frequenza - una soglia troppo elevata per la capacità di elaborazione di una scheda audio - e un software, residente su pc, che può digitalizzare e estrarre dal segnale originale, la "banda base", tutto il contenuto informativo, ossia la "modulazione". Il principio di funzionamento è un mixer-discriminatore in quadratura, che oscillando a una frequenza pari alla portante dei segnali da esplorare effettua una conversione da una frequenza alta (la RF, per l'appunto) a una compresa nella banda audio di una scheda tipo Soundblaster. Un sistema molto semplice e pulito.

In questi otto anni la comunità radioamatoriale ha sfornato una incredibile quantità di varianti del circuito SoftRock originale. Molti sono progetti di natura puramente hobbystica, ma in decine e decine di casi (Ken Hopper, N9VV ne elenca oltre 65) questi cloni del SoftRock si possono acquistare, in forma di kit per autocostruttori o come schede già assemblate e pronte per essere collegate ad antenne e computer. Uno degli ultimi arrivati viene dalla microazienda americana 3dbSDR, che propone, per 100 dollari, un ricevitore a copertura continua da 1,8 a 30 MHz realizzato su una schedina molto professionale e di dimensioni molto ridotte, alimentata dalla porta USB. Come per tutti questi ricevitori SDR, è possibile utilizzare uno dei software "per soundcard", come HDSDR o uno degli altri riportati in questo elenco di Alan Reeves G4ZFQ.

UFCOM, presto le isole digitali Digris offriranno il DAB+ alle Web radio svizzere

Poi dicono che la radiofonia è un medium obsoleto. Con la concessione di una licenza speciale a Digris SA, il regolatore elvetico UFCOM apre la strada al modello della "isola digitale". Digris avrà il permesso di operare una rete di impianti DAB+ negli agglomerati urbani, affitandoli alle emittenti non commerciali e a quelle oggi operative solo su Web per dare loro la possibilità di farsi sentire via etere. La tecnologia utilizzata da Digris "OpenBroadcast"(qui c'è un link https "non trusted" ma raggiungibile da Google) è pesantemente "software defined" e open source. 

Entro il 2015, la titolare della concessione di radiocomunicazione intende costruire antenne DAB+ nei grandi agglomerati svizzeri. Questa piattaforma mira soprattutto a permettere alle emittenti radiofoniche non commerciali e a quelle diffuse via Internet la trasmissione digitale dei loro programmi. A tale scopo Digris SA impiega una nuova tecnologia basata su software i cui costi sono nettamente inferiori rispetto a quelli generati dall'esercizio delle grandi zone di diffusione DAB+ esistenti. Questo sistema denominato "Software Defined Radio" è stato ideato dall'impresa svizzera OpenDigitalRadio.Org. I programmi sono captabili con qualsiasi apparecchio radio DAB+.

Leggete qui l'intero comunicato UFCOM e fatevi venire la voglia di imitare questi signori, accidenti!

Se l'hacker sale a bordo: polemiche sulle vulnerabilità dei sistemi di controllo e radiocomunicazione in volo.

L'eventualità di un hacker o di un terrorista che riuscisse a penetrare all'interno dei sistemi di avionica a bordo degli aerei e dei canali di comunicazione che oggi legano il traffico nei cieli al controllo di terra (ATC) è effettivamente inquietante e il sito di Repubblica di oggi fa bene a rilanciare la notizia, apparsa la scorsa settimana, della presentazione - ad Amsterdam, in occasione della conferenza Hack in the box - del lavoro di un esperto di sicurezza tedesco, Hugo Teso, dedicato alle vulnerabilità del sistema di bordo FMS (flight management system) e dei due protocolli, ADS-B e ACARS (Automatic dependent surveillance-broadcast e Aircraft Communications Addressing and Reporting System), da cui dovrebbe partire una radicale riforma del modo di gestire i voli e le comunicazioni terra-aria.

Per una volta il quotidiano non si lancia nella solita tirata catastrofista, lasciando credere che i nostri arei sono tutti preda dei pirati informatici, anche se la cronaca è giocoforza sommaria e può portare a qualche conclusione affrettata. Ma è bene che si discuta della questione per arrivare ai futuri assetti - il SESAR (Single European Sky ATM Research) in Europa e il Next Generation Air Transportation System negli USA, per il controllo, e l'Aeronautical Telecommunication Network come sistema integrato di comunicazioni dati - con tutte le barriere di autenticazione e sicurezza al loro posto.

Nel suo intervento, Teso mette in evidenza i punti deboli del sistema di pianificazione e controllo - FMS - in tempo reale delle rotte di cui sono equipaggiati praticamente tutti gli aerei a partire da una certa dimensione e altitudine. Sul fronte della sorveglianza/posizionamento e delle comunicazioni l'esperto ha invece analizzato il sistema ADS-B (che invia continuamente verso terra e verso altri velivoli i dati relativi alla posizione geografica e alla quota) e il protocollo di comunicazione ACARS,  che affianca le tradizionali comunicazione voce per inviare a terra, sia alla torre di controllo, sia alle compagnie aeree, informazioni ancora più dettagliate su posizione, rotta, carico, richieste varie... Il primo permetterebbe violazioni di tipo passivo (il banale intercettamento dei dati trasmessi a 1090 MHz) e attivo (disturbi, sovrapposizioni, "iniezione" di dati fasulli). Il secondo, a causa dell'assenza di autenticazioni, sussisterebbe secondo Teso la possibilità di ingannare direttamente l'FMS di bordo confezionando opportuni messaggi inseriti attraverso il sistema informatico di raccolta dei cosiddetti Data-link service provider. In teoria sarebbe possibile operare anche in HF, oltre che in VHF in banda areonautica o sulle frequenze SATCOM. Teso spiega di aver utilizzato sistemi SDR (la sua presentazione fa esplicito riferimento alla scheda Ettus Research e al lavoro svolto in ambito da RTL-SDR dall'australiano Balint Seeber) e di aver effettuato test su apparati FMS acquistati su eBay. Nel corso della conferenza è stata eseguita anche una vera e propria dimostrazione attraverso una app Android, abilmente manovrata per dirottare un aereo virtuale su un network di simulatori di volo. In conclusione è stato lo stesso esperto a invocare l'implementazione di robusti sistemi di autenticazione e sicurezza per i futuri sistemi di controllo del volo, sistemi che dovrebbero cominciare a entrare in funzione su ampia scala già a partire dal 2014.

Dopo che Forbes e molti siti di sicurezza informatica (qui l'articolo di Naked Security) hanno rilanciato l'allarme, Tanto la FAA americana che l'EASA, l'agenzia europea per la sicurezza del volo si sono affrettate a rilasciare dichiarazioni in senso opposto, sottolineando che nelle sue demo Teso ha preso di mira sistemi software e hardware diversi da quelli certificati a bordo degli aerei. Un altro esperto, il canadese Brad Haines, è però intervenuto per ricordare di aver raggiunto le stesse identiche conclusioni di Teso già un anno fa. La sua presentazione si può in effetti trovare su Scribd.com e i contenuti sono molto simili, inclusa la parte che riguarda le risorse software defined radio utilizzate per intercettare (e forse manipolare) l'ADS-B. Dopo aver letto della presentazione a Hack in the box, Haines è tornato sulla questione sfidando le autorità a consentire una serie di test dal vivo per dimostrare la reale fattibilità o non fattibilità di un attacco. L'esperto di sicurezza canadese osserva giustamente che non è solo una questione di protocolli violabili, il problema sta anche nei piloti e nei controllori di volo che non vengono semplicemente addestrati a gestire un possibile tentativo di hackeraggio. Haines dice tra l'altro di aver cominciato a studiare seriamente la questione dei droni radiocomandati, ormai all'ordine del giorno. I droni sono già entrati nelle cronache dei possibili "exploit" delle vulnerabilità dopo la misteriosa "cattura" di un drone americano da parte degli iraniani. Lo stesso Teso, che in Germania lavora con la società di sicurezza informatica nRuns, ha pubblicato sul suo blog (dove si trova anche un utile glossario con molti dei termini citati nella presentazione e qui sul mio post), un ulteriore chiarimento scritto, per precisare che le vulnerabilità non riguardano i software dei simulatori di volo, ma i sistemi commerciali montati a bordo dei velivoli di linea e che l'impiego che è stato fatto delle comunicazioni ACARS non era di per sé un "attacco", ma il semplice uso di una risorsa di comunicazione.

Ovviamente non sono un pilota, un controllore di volo o un esperto di sicurezza delle comunicazioni e delle reti, ma posso fare qualche considerazione sulla base della mia conoscenza "sul campo" delle comunicazioni areonautiche, lasciando a esperti più autorevoli (come David Cenciotti di The Aviationist) un ulteriore diritto di approfondimento. L'attuale situazione del sistema ACARS sembra effettivamente essere abbastanza vulnerabile nelle sue definizioni di base, ma esistono produttori come Honeywell che promuovono soluzioni come Secure ACARS, probabilmente dotate di layer di sicurezza aggiuntivi. 

With Secure ACARS - scrive per esempio Honeywell - commercial airlines and aircraft owners realize significant operational benefits, including:
Confidence in the Sender - Authentication provides message recipients with assurance that the message source is as claimed.
Confidence in the Received Data - Message digests offer greater data integrity than CRCs.
Protected Data - Encryption protects airline proprietary and passenger sensitive message content from disclosure to unauthorized entities.

Il discorso di ADS-B è più complesso. Il sistema nasce dalla volontà di modificare l'approccio al monitoraggio del volo basato su una tecnologia radar che integra una componente primaria e una secondaria a sua volta strutturata in più "gradazioni". Il radar primario rileva un oggetto in volo sul cui guscio esterno rimbalza il segnale radio a microonde inviato dall'antenna del radar stesso. In uno spazio commerciale e militare così affollato, è stato introdotto anche un sistema di identificazione secondaria che prevede l'attivazione di un trasmettitore installato anche a bordo dell'aereo. Questo transponder, o ATCRBS (air traffic control radar beacon system), riceve un segnale di "interrogazione" da un Secondary Surveillance Radar installato a terra (in genere l'antenna SSR è direttamente integrata sull'antenna primaria, più altre antenne che inviano segnali di riferimento) che opera oggi sulla frequenza di 1030 MHz. Considerando che un segnale di interrogazione può determinare la risposta da parte di uno o più velivoli nello stesso settore di cielo, l'SSR è stato man mano reso più preciso grazie all'adozione del sistema Mode-S che abilita una sorta di chiamata selettiva rendendo più sicura l'identificazione degli aerei. Mode-S utilizza per questo una serie di segnali di riferimento che aiutano il radar di terra a discriminare meglio gli echi di ritorno ma anche un codice di identificazione, concettualmente molto simile all'indirizzo fisico MAC di un dispositivo connesso a una rete IP, o a un IMEI della rete cellulare. Abbinata al Mode-S c'è per esempio la rilevazione GPS della posizione dell'aereo. 

ADS-B compie un passo in più rispetto al Mode-S rovesciando il punto di vista della sorveglianza del volo: teoricamente nel Next Generation Air Transportation System non è più l'abbinamento radar primario/radar secondario a rilevare una posizione, ma lo stesso aereo ad "annunciare" - alla torre di controllo come a tutti gli altri velivoli vicini - la sua presenza in un dato punto, con evidenti finalità anti-collisione e di gestione del traffico. Per certi versi questo cambiamento - pensato per rendere molto più flessibile la scelta degli itinerari di volo, che non dovranno più coincidere con "routes" (corridoi) e "flight levels" predefiniti - rende indispensabile la necessità di un robusto meccanismo di autenticazione. Per la verità, come si è visto il problema non è per niente nuovo. Ben prima di Teso e Haines ci sono stati casi in cui la sicurezza di ADS-B veniva messa in questione. E ci sono anche diverse proposte sul piatto, incluso un brevetto abbastanza recente  (2010) della NASA (nr. US 7730307 B2). In attesa che gli enti regolatori prendano le loro decisioni, sarebbe il caso di fare molta chiarezza nei confronti dell'opinione pubblica. Le stesse compagnie aeree dovrebbero promuovere una maggiore conoscenza dei meccanismi che si nascondo dietro un sistema tanto complicato. L'avionica e gli apparati di comunicazione non sono meno meritevoli dei motori e delle parti meccaniche di ogni possibile misura cautelativa. Non è facile informare su queste cose in modo equilibrato e privo di allarmismi assolutamente deleteri sull'economia del trasporto aereo, ma la piena e realistica consapevolezza dei rischi è un primo, importantissimo passo.

SDR Touch + DVB-USB = Android scanner

È più attiva che mai la comunità di sviluppatori interessata a utilizzare con ogni tipo di computer, tablet o smartphone, gli economici dispositivi USB per la sintonia di segnali DVB, FM, DAB e più in generale tutti i servizi che operano nelle bande VHF/UHF e oltre. L'ultimo hack, segnalatomi da Andrea Borgnino è SDR Touch, una applicazione per il sistema operativo Android. SDR Touch non è la prima app software defined radio per l'ambiente Google ma è la prima volta che una app viene realizzata espressamente per utilizzare una chiavetta USB basata su chiavette ("dongle") basate su chipset Realtek RTL2832U. Il vantaggio è la possibilità di ascoltare l'FM anche con dispositivi privi del chip per la ricezione radiofonica, ma ovviamente la copertura di frequenza rende particolarmente interessante questo software per il monitoraggio di servizi che non arriverebbero neppure con quei chip.

Il progetto viene descritto su XDAdevelopers e l'app si può scaricare da questo link, mentre l'autore, Martin Marinov, starebbe indagando sulle ragioni che hanno determinato la rimozione di SDR Touch da Google Play. La lista di compatibilità elenca una lunga serie di modelli e marche di chiavette e se dobbiamo dare retta ai video pubblicati su YouTube il funzionamento sembra eccezionale. È stata aperta anche una pagina Facebook per discutere di questo software che dimostra in modo davvero efficace l'incredibile flessibilità di un hardware che costa anche meno di 20 euro sugli store online.

Reuter Elektronik, SDR PC-free da sogno. Ma non per tutte le tasche

Si sa abbastanza poco dal punto di vista dell'hardware interno e tutta la documentazione sul sito sembra solo in tedesco, ma i ricevitori SDR a campionamento diretto, con controllo integrato (non c'è bisogno di PC) e già previsti per il rack mounting prodotti dalla Reuter-Elektronik di Dessau-Rosslau sembrano molto interessanti. Autentiche DX machine per utilizzatori esperti e esigenti. Sono di conseguenza apparecchi molto costosi. Il modello HF RDR54, altamente modularizzato (previsti per esempio un modulo per la trasmissione e un converter per le VHF), parte dai  3.550 euro, la versione senza tastiera numerica e funzionale RDR50 non scende comunque sotto i 1.950 euro. 

Ancora più costoso è il nuovissimo RDR 160, pensato proprio per le VHF, anche come tuner FM stereo di altissimo livello. Annunciato qualche tempo fa la disponibilità del 160 (con copertura fino a 160 MHz) dovrebbe essere imminente e il prezzo è già stato fissato a 4.500 euro.

Parellella: un supercomputer da 99 dollari per la nuova frontiera dell'SDR

Novantanove dollari. Sembra una di quelle offerte da venditore di pentole, ma Adapteva promette ben altro. Con quella cifra, messa sul tavolo del sito di "crowdfounding" Kickstarter, potete portarvi a casa la potenza di un supercomputer in un fattore di forma minuscolo, praticamente quello di una scheda da microcontroller alla Arduino. Adapteva è una startup americana fondata nel 2008 da Andreas Olofsson con un team costituito da scienziati israeliani. Nel corso della sua breve esistenza ha già messo a punto Epiphany, un chip multicore con fino a 4.096 processori su singolo die. Ora però Olofsson punta a un salto di qualità: la massificazione del calcolo massivamente parallelo. Il nuovo progetto si chiama Parallella (con quattro elle in totale) e punta a un sistema parallelo a bassissimo costo, facilmente programmabile, completamente open: open hardware e open software. 

Su Kickstarter Adapteva punta a raccogliere 750 mila dollari. Mancano tre giorni alla scadenza e la quota raggiunta è di poco inferiore al mezzo milione. Tutti possono investire in Parallella: per 99 dollari il microfinanziamento (se il progetto va in porto) viene premiato con una scheda basata su Epiphany-III, un chip che può ospitare da 16 a 1024 processori. Il pacchetto comprende anche un libro di testo sulla programmazione parallela in OpenCL, OpenMP, Erlang e MPI scritto dal team di Adapteva in persona.

Nel filmato qui sopra, pubblicato nella pagina Adapteva su Kickstarter, Andreas Olofsson spiega i vantaggi della sua tecnologia insieme a uno dei suoi clienti, guarda caso un cervello italiano: lo psicologo sperimentale e neuroscienziato Massimiliano Versace del Neuromorphics Lab della Boston University, un avamposto della ricerca nel campo dei biocomputer.

Parallelismo computazionale, spiega Adapteva in un suo whitepaper, significa anche software defined radio. Nel breve documento, Olofsson e il suo (credo) connazionale Gunnar Hillerström, della FOI-Swedish Defence Research Agency, spiegano: 

"the $99 Parallella board announced by Adapteva recently includes an Epiphany multicore DSP and a Xilinx Zynq-7010 with a dual-core ARM A9 CPU and on chip programmable logic. When combined with a daughter board containing an ADC and DAC, the Parallella board can be used to implement traditional SDR with tight high bandwidth host coupling and any other signal processing wanted. The software that normally runs on the remote host PC can now be run on the tightly coupled Dual-Core ARM A9 host processor in collaboration with the Epiphany multicore DSP."

Diventa sempre più affollato il mercato delle soluzioni programmabili rivolte a grandi volumi di applicazioni e soprattutto di sviluppatori. A questi livelli di costo, addirittura inferiori a quelli della nuova generazione di schede basate su avanzati processori grafici (GPU), appena più cari dei microcontrollori come Arduino o Raspberry, il supercalcolo è davvero alla portata di chiunque (a patto di saper programmare ovviamente). E' questo è un messaggio fortissimo per il nostro sistema economico e educativo: investire in applicazioni software avanzatissime richiede ormai una manciata di euro. Si possono fare numerosi esempi di schede con CPU multicore in grado oggi di raggiungere livelli prestazionali enormemente superiori ai primi, rudimentali microcontrollori programmabili, progetti come il coreano Odroid, della società Hardkernel o Sabre Lite della Boundary Devices, basata sul chip quad-core Freescale iMX6Q. Le prospettive si fanno sempre più interessanti per gli sperimentatori della radio cognitiva e software-based. 

Gqrx, SDR nativo (e superfacile) su Mac con chiavetta DVB

Si basa ancora una volta su GNU Radio l'ultimo package per la gestione completa di una stazione ricevente SDR su Macintosh, previo front end costituito dalla ormai immancabile chiavetta DVB-T trasformata in un tuner universale HF-UHF a basso costo. Il software è il già citato Gqrx di Alexandru Csete, uno dei protagonisti dell'SDR minimalista inaugurato con la "scoperta" di questi inaspettati apparecchietti commerciali. Ll'idea ricalca quella della compilazione all included escogitata dall'italiano Alain De Carolis, autore di un brillante port su Mac OS X (con emulazione Wine) del programma HDSDR, ma a proporcela è Elias Önal, che oltre a compilare Grqx nativamente su Mac OS X (10.7, ma dovrebbe funzionare dalla 10.6 alla 10.8), ha aggiunto GNU Radio e le necessarie librerie, come le libUSB, su una disc image da scaricare e installare così com'è su un Mac equipaggiato con chiavetta televisiva. Con Grqx viene a cadere la dipendenza dall'emulatore Wine, richiesto nella installazione tutto compreso di Alain. Non ho ancora avuto modo di provare se funziona davvero anche su Snow Leopard ma mi riprometto di farlo. L'impresa di Elias - che dice di essere partito da un suo specifico branch di Gqrx a causa della decisione di Csete di adottare un backend audio Pulseaudio che su Mac non è ben supportato - è stata ripresa dal solito Hackaday e segnalata da Giancarlo Polo sul gruppo FB Radioascolto Interattivo.

 

 

Postato con Blogsy

FunCube Dongle Pro diventa Plus, copertura LF-2GHz e 192 kHz di banda

La messa in liquidazione della società scozzese Elonics, produttrice del chip E4000, un tuner di RF utilizzato per la produzione di stick USB per la ricezione televisiva, sta avendo un forte impatto nella comunità radioamatoriale. Le chiavette USB a basso costo sono al centro di molti importanti progetti di software per applicazioni SDR, ma soprattutto l'E4000 è stato il protagonista del successo della chiavetta FunCube Dongle, un dispositivo progettato dai radioamatori britannici esperti di comunicazioni satellitari per consentire la sperimentazione low cost della ricezione nelle bande VHF-UHF, possibile sui normali ricevitori SDR solo con stadi di conversione verso la banda HF. Il FunCube si chiama così perché il progetto originario puntava alla realizzazione di semplici ricevitori per i satelliti radioamatoriali di classe "cubesat", microsatelliti cubici di 10 centimetri. Pur essendo meno economico delle chiavette televisive, il Dongle ha caratteristiche molto più avanzate, che gli hanno permesso di conquistare una solida base di utenti tra radioamatori e ascoltatori specializzati.

Ora che le scorte di chip E4000 sembrano tuttavia destinate a esaurirsi (ne esisterebbero ancora diverse decine di migliaia ma le vendite sono congelate in attesa dell'esito dell'asta sulla proprietà intellettuale Elonics, che è stata messa all'incanto) i progettisti del Dongle sono stati costretti a elaborare una strategia alternativa. Il frutto del loro lavoro è stato presentato a fine agosto in occasione del Colloquium dell'associazione AMSAT, dove sono state annunciate le caratteristiche e i prezzi del nuovo FunCube Dongle Pro Plus (o Pro+).

Per ragioni di non disclosure agreement ancora non si conosce la marca e il modello di tuner RF che ha preso il posto dell'E4000, ma il chip è sicuramente più potente (tra l'altro l'elettronica funziona a 3,3 volt contro gli 1,5 del Dongle originario), perché consente di coprire anche le frequenze LF della banda amatoriale dei 134 kHz, tutte le bande HF e dei 6 metri fino a una frequenza di 250 MHz. Dopo un gap tra 250 e 400, la copertura riprende per arrivare a ben 2 GHz, o come si dice in gergo "dalla corrente continua alle frequenze della luce". Raddoppia anche la larghezza di banda esplorabile con i software di demodulazione SDR, da 96 a 192 kHz e questa è una novità molto interessante per gli appassionati di FM DX perché offre possibilità molto più estese per la ricezione tra 88 e 108 MHz. Altra novità è costituita da un front end equipaggiato con filtri SAW (surface acoustic wave) per una migliore selettività. Credo di aver capito che ce ne sono undici, inclusi due ad altissima selettività per le bande amatoriali dei 2 metri e i 70 centimetri. Dongle Pro+ passa da un centinaio a 250 componenti discreti e utilizza entrambi i lati di una board a sei strati complessivi.

Pur con tutto questo corredo aggiuntivo, il prezzo resta abbordabile: 156 euro. E' già possibile registrare il proprio interesse sullo shop online accessibile a questo indirizzo. Un filmato con la presentazione completa curata dal capo progetto Howard Long, G6VLB è disponibile sul sito BATC.tv, sezione Film Archive. Selezionare la categoria AMSAT 2012 e confermare cliccando su "select category" e in seguito selezionare lo stream 02-FunCube PRO PLUS, confermando con "select stream". Il filmato in formato Flash può essere anche scaricato a questo indirizzo.

NXP, STM, SiLabs, TI: componenti per radio sempre più ibride

Ormai è diventata chiarissima la tendenza dei costruttori di apparecchi radiofonici a considerare come imprescindibile un approccio che potremmo definire ibrido e multistandard. Ibrido perché la radio deve ormai fare i conti con almeno tre, se non quattro famiglie di piattaforme di distribuzione: analogica (onde medie, corte, FM), digitale terrestre (DAB/DMB, HD Radio, forse DRM), digitale satellitare, broadband (Internet radio wireline/wireless). Multistandard perché dal punto di vista industriale ha poco senso per un costruttore focalizzarsi solo su determinate piattaforme o modulazioni in queste piattaforme. Il software defined radio ci ha fatto capire che la parte hardware di una radio deve semplicemente fare in modo di preparare la strada al software.

L'altro giorno Radio Magazine riportava un'intervista credo del Guardian a Tim Davie, responsabile della musica per BBC Radio, il quale esortava i regolatori a non forzare necessariamente il passaggio alla radio digitale, lasciando che sia il mercato a decidere per davvero; e i costruttori a smetterla di "imbrogliare" i loro clienti vendendogli apparecchi radio che non siano davvero a prova di futuro.

Questo clima di varietà di soluzioni quasi tutte potenzialmente percorribili con un solo terminale utente "universale", è reso possibile da fornitori di componenti come NXP (lo abbiamo visto in un paio di post recenti) e, oggi ST Micro, che ha appena annunciato una alleanza per l'automotive con la tedesca Bosch Car Multimedia basata sui chipset per radio digitale multistandard della multinazionale franco-italiana. Ma dagli Stati Uniti, dove HD Radio peraltro continua a non entusiasmare eccessivamente il mercato al consumo, arrivano anche le novita di Silicon Labs, pioniere dell'approccio DSP in chip rivolti ai costruttori di apparecchi radio ultra-low cost. La nuova famiglia di chip SI4770/77-A20, prevede per la prima volta la possibilità di sviluppare con un chip molto economico radio AM/FM analogiche ad alte prestazioni (e con RDS avanzato basato su un algoritmo "soft decision" appena brevettato da SiLabs), senza rinunciare alla possibilità di decodificare anche la radio digitale grazie alla presenza, in determinati modelli del chip, di un tuner predisposto per HD Radio con una opportuna linea logica di controllo che commuta il chip sulla demodulazione del segnale analogico quando l'error rate digitale è troppo elevato. Niente di straordinario, ma basta un semplice accorgimento come questo affinché il costruttore possa sviluppare progetti meno ridondanti e costosi.

Sul fronte delle comunicazioni professionali e militari, TI propone una nuova piattaforma di sviluppo di sistemi SDR che promette di abbattere i tempi di produzione con l'uso di tecnologie come le FPGA al posto di circuiti di conversione tradizionali o di componenti DSP dedicati. Anche i costi di sviluppo di questi sistemi si riducono. Con meno di settemila dollari è possibile ordinare a Texas Instruments il nuovo TI and Altera Arria V-FPGA Development Kit.