52Mhz - 2168Mhz alıcı en ucuzundan (SDR Linux GnuRadio DVB-T)

Ülkemizde karasal yayıncılık başladı başlayacak (meğerse başlamış) derken bir cuma gecesi geç yatmaya karar verdiğimde frekans planlamasını incelemeyi istedim.
http://www.btk.gov.tr/kutuphane_ve_veribankasi/raporlar/arastirma_raporlari/dosyalar/Duzenleyici_Kurumlarin_Sayisal_Yayincilikta_Rolu.pdf linkindeki belgede güzel bilgiler var. Sayfa 20 de 470-862Mhz gibi gerçekten hiçde azımsanmayacak bir genişlikteki bandı bu hizmete tahsis etmeleri bana ilginç geldi.
Karasal yayını (DVB-T) evimizdeki bildiğimiz alıcılarımızla alamayacağımız için karasal yayın alıcılarını biraz inceledim. Gerçekten şaşırdım. Çünki hem çok ucuzlar hemde bir hayli maarifetliler.

Şimdi bizi, ilgilendiren kısmına gelelim.
Eskiden bilgisayarlarımızda kart olarak takılan TV alıcılarını hatırlayanlar bilir. Ne yetenikli şeylerdi! Cine5 şifrelerini çözmeye uğraşmak, ses geldi görüntü yok. Pc nin ram'i az geldi, görüntü karıncalı derken ya maç yada seyredeceğiniz program biter, tam çözdük şifreyi dediğiniz anda yayının şifresiz verildiğini anladığınızda çalışmalarınızı bir başka maça (gerçi hayatımda hiç maç seyretmedim ama) veya programa bırakırdınız.

TV alıcısı ve bilgisayar ayrılmaz birer ikilidir aslında. Karasal yayın (bu yazıda bundan sonra DVB-T [Digital Video Broadcasting-Terresterial] olarak anılacak) işin içine girince bir yerinden bilgisayara takılan bir alıcının da olacağını merak ile google amcaya danışmam sonucunda adamlar neler yapmış cümlesini bir kere daha kullandım. (Hakkatten adamlar neler yapmış :) )

Neyse devam edelim. DVB-T alıcılarını incelediğimde çok ilginç bir şey karşıma çıktı. Bunların üzerine birde FM radyo özelliği eklediklerinden dolayı ve global dünyada bir çok ülkenin bant planına göre ürettikleri için 50Mhz ile 800Mhz arasında bir bandı kapsayacak şekilde alma özelliğine sahip olduklarını görüpde heyecanlanmayan bir radyo amatörü olamaz heralde.
Biraz daha araştırınca RTL çipsetini kullananlar için birde linux driverinin olduğunu gördüğümde bi deneyeyim diye hemen bir tane sipariş veresim geldi. (bu hikaye hep böyle başlar. Sipariş verme, siparişi bekleme, postacıyı pencereden gözleme falan. Bilirsiniz işte)

Yukarıda görüldüğü gibi 48Mhz ile 863 Mhz arasında bir alıcı sadece 19,20 USD fiyatına!!!
Sipariş gelir gelmez hemen kutuyu açıp baktım. Herşey tam.

Linux + SDR + Gnuradio (çok tehlikeli!!!)

Şimdi gelelim elimizdeki donanımın nasıl kullanılacağına.
Öncelikle makinenizde standart olarak kurulu bir linux olduğunu varsayalım. Eğer varsaymıyorsak Kubuntu dağıtımını tavsiye ederim. 12.04 versiyonu hemen hemen herkesin işine yarar özelliklerle geliyor. Bundan sonraki adımlarda çalışır durumda bir kubuntu linux dağıtımına sahip olduğunuzu varsayarak devam edeceğim.
İlk önce kendime bir betik yazarak denedim.Betiği Şuradan indirebilir ve sizin bilgisayarınızda çalışıp çalışmadığını bana bildirebilirsiniz. (sanırım bu kodu herkes değiştirebilir durumda bırakarak yüklediğim için pek güvenli olmadığını düşünüyorum. En iyisimi siz

wget http://www.sbrac.org/files/build-gnuradio 

komutu ile dosyayı indirerek herkesin yaptığı gibi kuruluma devam edebilirsiniz.) Şimdi sabırlı olmanızın zamanı geldi. (Gerçi linux ile uğraşıp da sabırlı olmayan biri olamaz). Benim kullandığım laptop üzerinde bu işlemin tamamlanması yaklaşık 50 dakikayı geçti. (Biliyorum laptop upgrade zamanım çoktan gelmiş geçiyor.)
Kurulum hatasız bitirildi ise (düşük bir ihtimal :)) ) sonunda rtl çipsetine sahip USB DVB-T alıcısını tanıyan bir laptopa sahipsiniz ne mutlu.
Şimdi biraz test yapalım.

$ rtl_test -t 

#bu komut ile alıcımızı test ediyoruz, aşağıdakine benzer bir çıktı almamız gerekiyor. -t parametresini E4000 çipsetli bir alıcı olduğu için kullandım.
Found 1 device(s):
  0:  ezcap USB 2.0 DVB-T/DAB/FM dongle
Using device 0: ezcap USB 2.0 DVB-T/DAB/FM dongle
Found Elonics E4000 tuner
Supported gain values (14): -1.0 1.5 4.0 6.5 9.0 11.5 14.0 16.5 19.0 21.5 24.0 29.0 34.0 42.0
Benchmarking E4000 PLL...
[E4K] PLL not locked for 51000000 Hz!
[E4K] PLL not locked for 2172000000 Hz!
[E4K] PLL not locked for 1087000000 Hz!
[E4K] PLL not locked for 1226000000 Hz!
E4K range: 52 to 2171 MHz
E4K L-band gap: 1087 to 1226 MHz

Komut çıktısını biraz yorumlarsak;
"PLL not locked for" yazısının yanındakilerin alıcımızın ayarlanamayacağı frekansları gösterirken "E4K range: 52 to 2171 MHz" yazısında göreceğimiz gibi 52 Mhz ile 2171 Mhz arasında bu dört nokta frekansın hiç bir önemi olmadığını hepimiz kabul edebiliriz. Aman Allahım! 52Mhz ile 2171Mhz arasında çalışan bir alıcım oldu. Hemde 30 Liraya!
Buraya kadar herşey gayet iyiydi. Aıcımız hazır ve kullanılabilir durumda. Peki bunu nasıl kullanacağım diye sorrduğunuzun farkındayım Hemen devam edelim. şimdi tek ihtiyacımız olan şey bir SDR yazılımı.
Linux altında bir çok SDR yazılımını rahatlıkla çalıştırabilirsiniz. Hatta iki bilgisayarınız var ise birisine DVB-T alıcınızı takıp (bu linux olan makine olmalı) bir başka bilgisayarda ise network desteği olan bir SDR yazılımını dahi çalıştırabilirsiniz. Radyo amatörlerinin iki bilgisayarı olacak kadar zengin olmadıklarını varsayarak devam edelim.
İhtiyacımız olan SDR yazılımı olarak GQRX adında başarılı bir tanesini seçtim. Hemen nasıl kurulacağına geçelim. Aşağıdaki komutları sırası ile çalıştırdığınızda kaynak kodu indirip derleyip hazır hale getirebilirsiniz.

  git clone https://github.com/csete/gqrx.git
  cd gqrx/
  qtcreator ./gqrx.pro
  cd ../gqrx
  qmake-qt4 ./gqrx.pro -r -spec linux-g++
  cd gqrx-build-desktop-Qt_4_8_1_in_PATH__System__Release/
  ./gqrx 

Bilgisayarınızda büyük ihtimalle qtcreator kurulu olmadığından bunuda

sudo apt-get install qtcreator komutu ile kolaylıkla kurabilirsiniz.

 gqrx sdr yazılımını çalıştırdığınızda ise gerçekten ufak tefek ayarlar ile, cebinizde taşıyabileceğiniz çok güzel bir alıcınız olduğunu fark edeceksiniz. Bundan sonraki adımlara gnuradio ve gqrx yazılımlarının hatasız bir şekilde kurulduğunu varsayarak devam edeceğiz.


Herkes bu ufak alıcıları pek övüyor. Şimdi gelin neler yapabileceğimize beraberce bakalım.

Amatör band nasıl dinlenir?

Aşağıdaki örnekte ta3kc tarafından işletilen bir rölenin duyulduğu andaki ekran görüntüsünü bulabilirsiniz. Ses kalitesi son derece tatmin edici ve sql ayarı iyi yapıldığında SDR alıcıdan beklenmeyecek bir netlikte ve temizlikte dinleme yapabiliyorsunuz.

En uygun sesi elde edebilmek için
* Filter seçeneğini kendiniz ayarlayabilirsiniz.
* Mode olarak Narrow FM seçeneğini seçebilir
* Kullandığınız bilgisayarın hızına bağlı olarak AGC yi en optimum ayarda bırakabilirsiniz. Bu arada benim gibi yavaş bir bilgisayar kullanıyorsanız FFT ayarlarınıda düşük seviyelerde tutabilirsiniz.

Cep telefonları ve baz istasyonları nasıl dinlenir?

Evet kabul ediyorum başlık biraz iddialı oldu ama amacımız cep telefonları üzerinden yapılan konuşmaları dinlemek değil cep telefonlarını veya baz istasyonlarını dinlemek.

Konuya biraz daha açıklık getireyim. Cep telefonlarının 900Mhz bandında yayın yaptığını bilmeyenimiz yoktur. dolayısı ile herhangi bir 900 Mhz alıcı ile kolaylıkla cep telefonlarını dinleyebilirsiniz. Amacımız cep telefonlarında yapılan görüşmeleri dinlemek değil. Sadece bu sinyalleri dinlemek olduğu için alıcımızı 900Mhz bandında herhangi bir kanala tune ettiğimizde çeşitli zırıltılara benzer sesler işitirsiniz. (ŞŞŞ!!! burası biraz tehlike sınırlarına yaklaşıyor gibi aman dikkatli olalım) Amaç cep telefonlarında yapılan görüşmelerin içeriğini dinlemek değil, bunu tekrar edelim. Sadece sinyalleri dinlemek. Örnek bir baz istasyonu ve clock carrier sesinin olduğu mp3 dosyası için lütfen tıklayınız. Küçük dipnot: bu sesi, kalitesini düşürerek ve biraz bozarak upload ettim ne olur ne olmaz. A5 kriptoya güven olmaz. 

Amanın! flash bellek büyüklüğündeki bir alıcı ile cep telefonlarını dinlemek mümkün mü? diye şaşırmadığınızı ve konuyu anladığınızı umarak devam edelim.

Şimdi cep telefonlarının kullandığı baz istasyonlarını dinledikte ne oldu? dediğinizi duyar gibiyim.

Hemen bir soru sorarak neden bu işlemi yaptığımızı biraz irdeleyelim. 

Varsayalım alıcınızı gqrx üzerinde 145.525 Mhz frekansına tune ettiniz ve dinliyorsunuz. Peki gerçekten 144.525 Mhz üzerinde olduğunuzu nereden bileceksiniz? Bunun için öncelikle, doğruluğundan emin olduğunuz bir frekans jeneratörünüz olmalı. Bu jeneratör ile alıcınızın dahili sayıcısını kalibre etmeniz gerekebilir. (internal clock) Bu tür cihazlar pahalı olduğu için satın almamız belki zor olabilir. Ve en önemlisi biz radyo amatörü olduğumuz için bunu kendimiz yapmamız gerekiyor. Ben dahil bir çok radyo amatörünün yüksek doğrulukta bir frekans standardını üretmeye üşeneceğini biliyorum. Şöyle etrafınıza baktığınızda masanızda bu tür bir frekans referansı yoksa hemen pencereden dışarıya bakın. Ne gördünüz? Evet güneş enerjisi süsü verilmiş, komşuların defalarca mahkemeye verdiği baz istasyonu var değilmi!

Sakın sesinizi çıkarmayın. Kullanacağınız frekans sabiti orada duruyor! Hemde bedava!( Video için tıklayın. Durun durun! Konuyu anlatan video değil o! Bedava oluşunun videosu!.)

Devam edelim. Baz istasyonları gönderdikleri sinyaller arasında frekans doğrulama için bazı burstler yayınlarlar. Konu fazla teknik olduğu için (en azından bana göre) daha ayrıntılı bilgi edinmek isteyenler http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=18184104 linkindeki dökümanı inceleyebilirler.

Gelin fazla karıştırmadan ne yapmak istediğimize dönelim.

Amacımız, alıcımızı kalibre etmek (neredeyse ne yaptığımızı unutuyordum)

Bunun için ufak bir programa ihtiyacımız olacak. http://thre.at/kalibrate/ linkinde bulunan yazılımı linux bilgisayarımıza indirdikten sonra derler isek kal isminde bir programa sahip olacağız.

Nasıl derleyeceğim diye sorarsanız hemen aşağıdaki satırları takip edin. (Git yazılımınız kurulu değil mi?)

mkdir kalibrate
cd kalibrate
git clone https://github.com/steve-m/kalibrate-rtl
cd kalibrate-rtl
./bootstrap && CXXFLAGS='-W -Wall -O3' #noktaya ve işaretlere dikkat!
./configure
./make

Tamamdır. Şu an src klasörünün altında istediğimiz program derlenmiş durumda bizi bekliyor. Hemen işe koyulalım.

src/kal -s 900 

komutu ile 900 Mhz bandındaki bize yakın bir baz istasyonunun kanal frekanslarını öğrenelim. Komut sonrası aşağıdakine benzer bir çıktı görebilirsiniz. 

Found 1 device(s):

  0:  ezcap USB 2.0 DVB-T/DAB/FM dongle
Using device 0: ezcap USB 2.0 DVB-T/DAB/FM dongle
Found Elonics E4000 tuner
Exact sample rate is: 270833.002142 Hz
kal: Scanning for GSM-900 base stations.
GSM-900:
        chan: 11 (937.2MHz - 37.512kHz) power: 1705791.53
        chan: 25 (940.0MHz + 27.278kHz) power: 2230587.44
        chan: 36 (942.2MHz - 6.096kHz)  power: 519612.40
...
... 

 Kanallar listelendi, ne güzel. Gelin 11 nolu kanalı kullanalım. (istediğiniz herhangi bir kanalı kullanabilirsiniz)

src/kal -c 11

bu komut sonrası aşağıdakine benzer bir çıktı alabilirsiniz.

Found 1 device(s):
  0:  ezcap USB 2.0 DVB-T/DAB/FM dongle
Using device 0: ezcap USB 2.0 DVB-T/DAB/FM dongle
Found Elonics E4000 tuner
Exact sample rate is: 270833.002142 Hz
kal: Calculating clock frequency offset.
Using GSM-900 channel 11 (937.2MHz)
average         [min, max]      (range, stddev)
- 37.517kHz             [-37539, -37490]        (49, 12.905658)
overruns: 0
not found: 0

average absolute error: 40.031 ppm

 Dikkat ettiyseniz baz istasyonundan aldığımız bilgilere göre bizim alıcımız 40.031 ppm veya bilinen birimler ile 37Khz'e yakın hatalı olarak duyma yapıyor. Tekrar gqrx yazılımını çalıştırdığınızda input ayarlarından bu fark değerini ayarlarsanız %100 e yakın doğrulukta dinleme yapabilirsiniz. Artık kalibrasyonumuz tam olduğuna göre istediğimiz frekansa tune edip dinleme yapabiliriz. Tabiki tavsiye edilen frekanslar amatör bantlar dahilinde olan 144Mhz - 146 Mhz arası ve 439 Mhz civarı olacak.
Yukarıda anlatılan kalibrasyon ile ilgili daha fazla bilgiyi http://thre.at/kalibrate/ adresinden edinebilirsiniz.

FM Radyo nasıl dinlenir?

Çok yoruldum biraz dinleneyim (daha doğrusu dinleyeyim) diyenler;

gqrx yazılımı üzerinde
Filter seçeneğini: wide
Mode seçeneğini: Wide FM
SQL bandını en düşük seviyeye getirerek Fm radyo dinleyebilirler.

Bu kadar eğlence yeter. işimize dönelim. ben bu yazıyı yazarken deneme için açtığım TRT FM de "gangnam style" çalıyordu :)

Nasıl Uçak Radarı Yaparım ADS-B

Elimizdeki micro boyutlardaki alıcı ile tüm gün FM radyo dinleyecek değiliz değil mi? Gelin bu alıcı ile bir radar yapalım Hemde 3 dakikada!

Kullanacağımız alet edevatlar çok basit. Hemen hemen herkesin elinin altında bulunan şeyler.

1. Google Earth

2. rtlsdr kütüphanesi (ki zaten yüklemiştik)

3. Bilgisayar (Linux yüklü olduğunu söylemiyorum bile)

Bu kadar. (evet bu kadar)

Şimdi kısa bir ön bilgi vererek ne yapmaya çalıştığımızı açıklayalım.

Kendi Radarımızı yapacağız.!! Hemde realtime! Anlık.

Bir önceki kısımda dışarıya baktığınızda gördüğünüz bir baz istasyonu vardı.(Hala yerinde duruyor değilmi?) Şimdi onun biraz daha üstünde, ufuk çizgisine doğru bakın orada bir uçak görüyormusunuz? Eğer görüyorsanız hemen bu uçak kimdir? nedir? necidir? nereye gider? hızı nedir? yükseliyor mu? alçalıyor mu? bi bakalım isterseniz.

Yapacağımız aslında basit bir ADS-B alıcısı. ADS-B nedir diye daha ayrıntılı okumak isteyen olur ise wikipedia taraması yapabilir veya sahibinin de radyo amatörü olduğunu anladığım http://blog.barisdinc.net/index.php?/archives/6-ADS-B-Nedir.html linkindeki kısa yazıyı okuyabilir. (google araması sonucu en mantıklı ve kısa açıklamayı burada gördüm)

Nasıl olsa elimizde 2Ghz e kadar sinyalleri duyabilen bir alıcı var. ADS-B sinyalleri yere 1090 Mhz den geliyor. Bunu duyuyoruz ve şimdi anlamlı bilgilere çevirmemiz gerekecek.

Kullanacağımız ufak bir yazılım olacak.Nick Foster'ın yazdığı uygulamayı çok fazla gereksiz anlatım yapmadan direk kurulum ve kullanıma geçelim.

bir klasör oluşturarak başlayalım. Komutlar kendini anlatıyor nasıl olsa.

mkdir radar
cd radar
git clone https://github.com/bistromath/gr-air-modes
cd gr-air-modes/
cmake ./
make
sudo make install

bu komutlar hatasız bir şekilde sonuçlandı ise apps alt klasörü altında modes_gui isminde bir uygulamamızın oluşması gerekiyor.

apps/modes_gui  

komutu ile uygulamayı çalıştırdığımızda aşağıdaki ekran görüntüsüne benzer bir görüntü ile karşılaşmış olacaksınız. Setup kısmında Source seçeneğini RTL-SDR olarak seçip google earth üzerinde kullanacağımız dosyanın adını Filename kısmına yazdıktan sonra start butonuna tıklayıp bir süre beklerseniz görüş (duyuş) alanınızdaki uçaklardan gelen verileri toplamaya başlayacaksanız demektir. Uygulamayı ne kadar uzun süre açık tutarsanız o kadar veri yakalarsınız. Ben bir iki dakika açık tuttum. Aşağıda ekran görüntülerini görebilirsiniz. Siz bu yazıyı okuduğunuzda bu uçaklar zaten binlerce feet yol almış olacakları için kimlik bilgilerini gizlemeden resimleri yükledim. Bu noktada paranoyak olmaya gerek yok sanırım :)

Şimdi bir süre kayıt yaptığımız kml dosyasını google earth üzerinde yükleyip görüntülersek aşağıdakine benzer bir görüntü ile anlık radarımızı bitirmiş olacağız.

SHY1866

Boeing 737 tipi olduğunu tahmin ettiğim bir uçağın radardaki verileri anlık olarak aşağıdaki gibi görünüyor.

ADS-B radar uygluması için ufak bir not düşmek istiyorum. Eğer alıcınızı uzun süre yüksek frekanslarda tune halde bıraktıysanız (örneğin 1090Mhz) bir miktar ısınıyor. Isındıkça 1Ghz üzerinde PLL'i set edememeye başlıyor. Bu durumu fark etmeden önce bir hayli uğraştım. Çözümü şu şekilde buldum. Abu durum yaşanmaya başlayınca, alıcıyı buzdolabının sıfır derece bölmesine atıp 3 dakika bekleyip tekrar devam etmek :) Evet gerçekten eğer 5 dk beklersem 2Ghz seviyelerine rahatlıkla çıkabildiğimi fark ettim. Sanırım donanım üzerine ufak bir soğutucu yapmak gerekecek. Kısa süreli çalışmalarda sorun çıkarmasa da uzun süreli çalışmalarda fazla ısınmaya başlıyor bilginiz olsun. Eğer uygulamanız çalışmaz ise önce alıcınızın sıcaklığını kontrol edin. Tecrübe ile sabitlendi :)

Hazır dijital modlara girmişken APRS alıcısı deneyelim.

APRS alıcı nasıl yaparım?

30 liraya aldığımız bu küçücük alıcı ile onca şey yapabiliyorken gelin birde pasif APRS alıcı yapalım. Bunun için iki yöntem var. Önce zor olandan bahsedeyim. Daha önce SDR yazılımı olarak GQRX kullanmıştık. Gelin bu sefer başka bir yazılım olan ve eğer kullanmayı tam olarak öğrenirseniz komşunuzun kalorifer peteğine takılı olan ısı pay ölçer de ne kadar kalori harcadığını okumaktan tutun da aklınıza ne geliyorsa yapabilirsiniz. Örnek olarak gnuradio kütüphaneleri ile çalışan bir uygulamayı ele alalım. Adı multimode. Python dilinde yazıldığı için içini kolaylıkla değiştirebilirsiniz.

vakit kaybetmeden kuruluma geçelim.

svn co https://www.cgran.org/svn/projects/multimode
cd multimode
cd trunk
./multimode.py

eğer herhangi bir hata almadıysanız alağıdakine benzer bir götüntü karşınıza çıkacaktır. 

Dikkat ettiyseniz 144.800 Mhz frekansına tune edilmiş bir durumda olduğunu göreceksiniz. multimode yazılımı ile 

NFM: Narrow FM 5.0khz modu ile Amatör band telsizlerini 5Khz bant genişliğinde dinleyebilir.

NFM: Narrow FM 2.5khz modu ile Amatör band telsizlerini daha dar bir bantta dinleyebilir.

WFM:Wide FM  (80khz) modu ile FM radyoları dinleyebilir

NTSC-FM 25khz modu ile Analog NTSC yayın yapan televizyon kanallarının sesini dinleyebilir

PAFM 50khz modu ile Analog PAL yayın yapan televizyon kanallarının sesini dinleyebilir

AM (alıcımız AM yayın yapan istasyonların frekansına henüz inemediği için bunu deneyemedim)

USB (alıcımız AM yayın yapan istasyonların frekansına henüz inemediği için bunu deneyemedim)

LSB (alıcımız AM yayın yapan istasyonların frekansına henüz inemediği için bunu deneyemedim)

DIGITAL (alıcımız AM yayın yapan istasyonların frekansına henüz inemediği için bunu deneyemedim)

SCANNER özellini kullanarak belli bir frekans aralığında tarama yapabilirsiniz.

Adı gibi gerçekten çok fonksiyonlu bir SDR yazılım.

Aprs decode işlemi için duyduğunuz sinyali wav dosyası olarak kaydedip daha sonra afsk1200 decoder yazılımı ile metine çevirebilirsiniz. Bu biraz uzun iş uğraşamam diyorsanız eğer gene yardımımıza GQRX yazılımı koşacak.

Gqrx yazılımında Data menüsü altında AFSK 1200 Decoder seçeneğini işaretlediğimizde yeni bir pencere açılacak ve burada duyduğumuz sinyali decode edecek. Tabi alıcımızı 144.800Mhz frekansına tune ettiğimiz için decode ettiğimiz bilgi aprs bilgileri olacak. Örnek resmi aşağıda görebilirsiniz. 

Evet yazının sonuna doğru geldik sanırım. Yukarıda bahsettiğim tüm yazılımların hemen hemen tamamına yakını açık kaynak kodlu olduğu için sizler de rahatlıkla deneyebilir ve kullanabilirsiniz. Kurulumlarını tek tek anlatmayı düşündüm fakat nereden baksanız 30 sayfalık bir metine dönüşeceği için sadece RTL çipsetine sahip DVB-T karasal yayın alıcıları ile neler yapabileceğinize örnekler vermeye çalıştım.

Şimdi hemen bir tane satın alıp (unutmayın yaklaşık 30TL ) sizde mükemmel bir alıcıya sahip olabilirsiniz.

73