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Proyecto Fin de CarreraIngeniería de Telecomunicación

Estudio piloto de los demoduladores de laserie RTL de Realtek para la Radio Definidapor Software

Autor: Manuel Puerto GonzálezDirector: Juan José Murillo Fuentes

Teoría de la Señal y ComunicacionesEscuela Técnica Superior de IngenieríaUniversidad de Sevilla

Sevilla, 2014

Proyecto Fin de CarreraIngeniería de Telecomunicación

Estudio piloto de los demoduladores de la serie RTL de Realtek para laRadio Definida por Software

Autor:

Manuel Puerto González

Director:

Juan José Murillo FuentesProfesor Titular

Teoría de la Señal y ComunicacionesEscuela Técnica Superior de Ingeniería

Universidad de Sevilla

2014

Proyecto Fin de Carrera: Estudio piloto de los demoduladores de la serie RTL de Realtek para laRadio Definida por Software

Autor: Manuel Puerto GonzálezDirector: Juan José Murillo Fuentes

El tribunal nombrado para juzgar el trabajo arriba indicado, compuesto por los siguientes profesores:

Presidente:

Vocal/es:

Secretario:

acuerdan otorgarle la calificación de:

El Secretario del Tribunal

Fecha:

Agradecimientos

Este proyecto desde su inicio hasta su fin ha sufrido muchos cambios, las ideas iniciales no pudieronser llevadas a cabo y los problemas encontrados fueron numerosos. Además, por diversos motivos henecesitado ayuda en fechas poco apropiadas para un profesor de la Escuela. Por todo esto quiero agradecera J.J. Murillo sus minuciosas correcciones y su extraordinaria atención. También quiero incluir a Jan vanKatwijk, que con su amabilidad, su programa y sus correos hizo posible este proyecto. Y por último aAlba, por sus aportaciones.

Sevilla, Enero de 2014

I

Prefacio

Desde hace ya algunos años la curiosidad que siento por el ámbito de la enseñanza va en aumento, pormi experiencia como estudiante puedo decir que una materia puede ser el comienzo de una vocación oafición, o simplemente pasar de largo, y en parte podría ser debido a la docencia y a los recursos de losque se dispongan. Este proyecto, mediante el estudio de la tecnología de demoduladores de Realtek, dela familia usada para televisión y radio digital, y el Software Definido por Radio, pretende aportar unrecurso económico, accesible y con una gama de complejidad que permite la recepción de señales dediversa índole a cualquier persona con unos conocimientos básicos hasta profesionales con niveles deprogramación y comunicaciones muy avanzados, con diversos niveles de dificultad dependiendo de losprogramas y el hardware adicional usados, convirtiéndose este pequeño dispositivo en una herramientapotencialmente útil.

III

Resumen

La formación de los ingenieros debe de complementarse aplicando los conocimientos adquiridos. Enel campo de las radiocomunicaciones hasta hace poco la manera asequible de llevarla a la práctica eramediante simulaciones de ordenador. En este proyecto se pretende demostrar que existen una serie de dis-positivos de Radio Definida por Software con características similares que pueden ser útiles para aplicardichos conocimientos de forma económica.

Para ello se elige el dispositivo Nooelec TV28T, un pequeño receptor externo USB de televisión digital,formado por un demodulador RTL2832U y un sintonizador R820T. Se detallan sus características y seanalizan algunos de los programas gratuitos y compatibles para este elemento.

Además se recoge información sobre la Radio Definida por Software y su vertiente de más bajo coste. Seincluyen dos prácticas con el programa gratuito SDR-J, una para la sintonización de radio FM y otra parala sintonización de radio digital. También se han incorporado de forma detallada los pasos necesarios parainstalar una versión de GNU Radio Companion muy apta para los intereses de este proyecto, ya que se haañadido el código de un receptor FM para este programa.

La novedad de estos dispositivos y sus programas compatibles conllevan una serie de inconvenientes quese han detallado. A pesar de ello, este conjunto hardware y software es una herramienta útil para poneren práctica conocimientos de radiocomunicación. El disponer de un programa como el SDR-J sirve comointroductorio dada su simplicidad y los otros más complejos son de gran ayuda para poder desarrollarfuturas aplicaciones radio.

V

Abstract

The academic training of engineers should be complemented applying the knowledge acquired. The af-fordable method to put it into practice in the field of the radiocommunication was through computersimulations until recently. This project tries to demonstrate that there are a series of devices SoftwareDefined Radio with similar features that may be useful to apply this knowledge economically.

To that end is selected the Nooelec TV28T device, a small external USB digital TV receiver, it consistsof a demodulator RTL2832U and a tuner R820T. Their features are detailed and some of the free andcompatible programs for this gadget are analyzed.

Besides information on the Software Defined Radio and its lower cost aspect is gathered. Two practiceswith the free SDR-J, one for FM radio tuning and one for tuning digital radio, are included. The stepsrequired to install a version of GNU Radio Companion, which it is very suitable for the interests of thisproject, have also been incorporated in detail, because it has been added an FM receiver code for thisprogram.

The novelty of these devices and its compatible programs involve several problems which have beendetailed. However, this hardware and software set is an useful tool to put radiocommunication theory intopractice. The availability of a program like SDR- J serves as an introductory view given its simplicity andthe more complex others are of great help to develop future radio applications.

VII

Índice

Agradecimientos IPrefacio IIIResumen VAbstract VII1 INTRODUCCIÓN 1

1.1 Definiciones previas 11.2 Análisis inicial 1

1.2.1 Breve historia de SDR 21.2.2 Evolución actual 21.2.3 RTL 3

1.3 Objetivo del proyecto 31.4 Organización del proyecto 4

2 CONCEPTOS BÁSICOS DE SDR 52.1 Funcionamiento del SDR 6

2.1.1 En recepción 62.1.2 En transmisión 7

2.2 SDR en el mercado actual 7

3 CONCEPTOS DE ELEMENTOS Y ARQUITECTURA HARDWARE 93.1 Nooelec TV28T v2 93.2 RTL2832U 10

3.2.1 Características 103.3 R820T tuner 133.4 Información no contrastada 13

4 SOFTWARE E INFORMACIÓN GENERAL SOBRE RTL-SDR 174.1 Algunas noticias destacadas 18

4.1.1 LNA4HF: Interest check 184.1.2 Transmitting data with a Raspberry PI and RTL-SDR 184.1.3 ADS-B Active PCB antenna for the RTL-SDR 184.1.4 Creating an FM receiver in GNURadio using an RTL-SDR source 18

IX

X Índice

4.2 Programas habilitados para usar dispositivos RTL 184.2.1 GNU Radio 18

Algunas características de GNU Radio Companion 194.2.2 SDR-J 204.2.3 SDR# 21

5 PROPUESTAS DE USO DEL RTL-SDR EN PRÁCTICAS DE RADIO DIGITAL 255.1 Introducción 25

5.1.1 Objetivo 265.1.2 Desarrollo 26

5.2 FM Receiver 275.2.1 Iniciar el programa 275.2.2 Frecuencia y ajustes 28

5.3 DAB Receiver 315.3.1 Iniciar el programa 315.3.2 Ajustes 33

6 CONCLUSIONES 396.1 Conclusiones 396.2 Problemas encontrados 40

Apéndice A Código del programa FMRADIO de GRC 41Apéndice B Sobre la instalación de GRC 67

B.1 Introducción 67B.2 Pasos previos 67B.3 GNU Radio 68B.4 Osmocom blocks 68

Apéndice C Instalación de Zadig 71C.1 Introducción 71

Índice de Figuras 73Índice de Tablas 75Índice de Códigos 77Bibliografía 79

1 INTRODUCCIÓN

1.1 Definiciones previas

Para un mejor entendimiento de este proyecto se detallan previamente los principales términos y concep-tos. Es importante diferenciarlos ya que pueden prestarse a confusión.

SDR, Radio Definida por Software: Concepto. Radio en la cual alguna o todas las funciones de lacapa física son definidas por software [1].

RTL-SDR: Concepto. Sería la misma definición anterior añadiendo, en particular, para los recepto-res SDR que usan el demodulador RTL2832U. Es decir, RTL-SDR forma parte del amplio conjuntode SDR.

Estos receptores fueron originalmente concebidos para ser receptores de TV. Es el concepto SDRpero, aquí viene la diferencia, de muy bajo coste. Debe tenerse en cuenta que es un concepto aúnnovedoso y puede ser encontrado en la red simplemente como SDR, que como se ha dicho en elpárrafo anterior, lo abarca.

Nooelec TV28T: Elemento. Dispositivo usado en este proyecto. Es uno de los receptores de TV di-gital que usa el demodulador RTL2832U. Otro de los elementos principales de los que está formadoes el sintonizador, en este caso modelo R820T.

RTL2832U: Elemento. Modelo de demodulador de Realtek y que da nombre al concepto RTL-SDR.

R820T: Elemento. Modelo de sintonizador de Rafael Micro. Actualmente existen varios modelosde diferentes marcas compatibles con RTL-SDR. Nooelec, por ejemplo, ofrece varios receptoresSDR con distintos sintonizadores.

1.2 Análisis inicial

Esta sección está ordenada cronológicamente, desde el inicio del SDR hasta la situación actual, pero anteses importante dar una descripción un tanto oficial de SDR, a modo de introducción:

1

2 INTRODUCCIÓN

Un sistema Radio definido por Software, SDR (Software Defined Radio), es un sistemade radiocomunicación donde la mayor parte de los componentes necesarios se implementanen software en lugar de en hardware. Al utilizar esta tecnología, se implementa un recep-tor Zero-IF o low-IF1 configurable de tal manera que puede utilizarse para diseñar distintoscomponentes como mezcladores, filtros, amplificadores, moduladores/demoduladores y de-tectores entre otros e incluso sistemas completos tales como transmisores, receptores, trans-ceptores, osciloscopios, analizadores de espectro o analizadores vectoriales de redes, siendosus parámetros configurables dinámicamente y por consiguiente aportando una gran flexibi-lidad a la hora de realizar un sistema de radiocomunicación [2].

Así que con un ordenador doméstico con un puerto USB2 (el usado actualmente), un sistema SDR yuna antena que dependerá de las necesidades se puede obtener un sistema radio completo por un preciobastante inferior al que se requeriría para un sistema radio tradicional (con todos sus elementos hardwa-re).

1.2.1 Breve historia de SDR

La idea de SDR inicial trata de reducción de costes y aprovechamiento de dispositivos de propósitogeneral. Desde 1991 hasta 1995 surge el proyecto militar SPEAKEasy en USA, un equipo programableque albergaba 10 tipos de tecnologías de comunicaciones inalámbricas con un rango entre los 2 MHz y200 MHz. La segunda fase del proyecto tardó poco más de un año y trabaja en un rango entre los 4 MHzy los 400 MHz [2].

Surge el SDR Forum, actual Wireless Innovation Forum, en 1996 como grupo de trabajo de un conjuntode grandes empresas.

En 2001 comienza el proyecto de GNU3 GNU Radio, una herramienta de Software libre para implementarsistemas SDR. En 2006 se inicia el GRC, GNU Radio Companion, una interfaz gráfica para GNU Radio,que hace mucho más intuitiva la programación.

El siguiente hito es el USRP, Universal Software Radio Peripheral, un dispositivo SDR del 2010 no soloimportante por sí mismo, sino por hacer común el programa GNU Radio.

1.2.2 Evolución actual

Actualmente hay muchos foros que son un hervidero de ideas (y que se nombrarán más adelante) dondelos usuarios informan de las pruebas que realizan, las nuevas funciones que encuentran para los muchosprogramas que van surgiendo y los problemas nuevos a los que se van enfrentando. Y este movimientoes generado gracias a que ahora se encuentran dispositivos receptores muy económicos, por unos diez oveinte euros, lo que lo hace accesible a una gran mayoría [3]. A la vez, los equipos transmisores/recep-tores están también en auge, ya que un solo dispositivo y distinto software puede aportar soluciones muydiversas. Un claro ejemplo es Noctar, de la empresa Per Vices, el cual abarca desde GPS hasta Bluetooth,pasando por 3G [4]. Y mientras, un compendio de empresas unidas en la labor de unificar fuerzas, es-tandarizar y llevar una línea común, siguen trabajando desde 1996, la Wireless Innovation Forum, antesconocida como SDR forum [1].

Lo que parece cada vez más claro es que hay dos tendencias claras, por un lado transmisores/receptores deprecio económico y por otro solo receptores de un precio ínfimo, tan bajo que permiten una gran apertura

1Frecuencia Intermedia2Universal Serial Bus3GNU is Not Unix

INTRODUCCIÓN 3

al público, y será este el que guíe el camino de su evolución.

1.2.3 RTL

RTL-SDR es un dispositivo SDR muy barato basado en el chip de la familia RTL de Realtek. En principioestaba destinado para el DVB-T4 pero se descubrió en torno al 2010/2011 que podía utilizarse comoun sistema SDR de recepción [9]. Para este proyecto se ha elegido el RTL2832U junto al sintonizadorR820T, de Rafael Micro; la otra opción era el sintonizador E4000, cuya única ventaja era un mayor rangode frecuencia, con las desventajas de que era más caro, daba peores resultados y, lo que fue más decisivopara la elección tomada, se vendía mucho menos que el otro.

Por todo este movimiento es recomendable realizar un primer análisis de esta tendencia ya que puedeser altamente provechosa para la universidad, desde simples actividades para el alumnado a proyectosmás complejos que ya se van viendo en la red. En las páginas sucesivas se halla el estado del arte delRTL-SDR, una descripción de los elementos usados y unas prácticas de iniciación y posibles vías para elestudio.

1.3 Objetivo del proyecto

El objetivo principal es crear un producto educativo muy económico de laboratorio para prácticas en radiodigital basado en el dispositivo Nooelec de la familia RTL. Para ello se investiga sobre receptores radio debajo coste y se trata de averiguar sus posibles aplicaciones útiles para un laboratorio académico.

El objetivo inicial era aportar una plataforma software basada en el hardware del dispositivo RTL con lassiguientes funcionalidades:

Analizador de espectro.

Analizador de la constelación.

Demodulador DAB.

Para conseguir estos tres objetivos el primer programa en que se pensó fue el GRC pero por los problemasencontrados, descritos en el segundo apartado de Conclusiones, se tuvo que desechar. El motivo es que eluso SDR de los dispositivos de la familia RTL es bastante nuevo y conlleva que la cantidad de informaciónha estado limitada. Para empezar la documentación oficial es casi nula y los programas que hacen uso(y funcionan correctamente) del dispositivo ahora empiezan a ser más abundantes. Por esta razón lainvestigación se centró en los diferentes programas que se pueden usar de forma gratuita, pero con elaliciente de tener que ser de fácil instalación y manejo, ya que un requisito debe ser su accesibilidad ysimplicidad, y que fueran compatibles con los dispositivos RTL-SDR.

El objetivo principal pasó a ser un estudio piloto para animar al estudio de este campo que contienetantas posibilidades. Y para ejemplificar esta intención fue elegido el SDR-J, un programa que reúne lascualidades necesarias y cumple los tres objetivos marcados anteriormente, convirtiéndose en el programaóptimo para este proyecto.

4Digital Video Broadcasting – Terrestrial, Difusión de Video Digital - Terrestre

4 INTRODUCCIÓN

1.4 Organización del proyecto

En el capítulo dos se analiza brevemente el estado actual del SDR tanto sus características físicas comode los programas que actualmente lo soportan.

En el capítulo tres se detallan las características de un dispositivo RTL-SDR y sus dos elementos princi-pales, el modulador RTL2832U y el sintonizador R820T.

El capítulo cuatro hace un recorrido de la situación actual de RTL-SDR, con ejemplos de noticias y deprogramas que soportan esta tecnología.

El capítulo cinco es un ejemplo de posible práctica para usar el dispositivo, se hace uso de un programaque hace las funciones de receptor FM y receptor DAB.

El último capítulo incluye las conclusiones finales e indica una serie de problemas que tuvieron lugar enel transcurso del desarrollo del proyecto.

En los anexos se añade el código de una interfaz gráfica de radio FM para GRC, se explican los problemasy ciertos pasos no intuitivos en Windows 8, Linux, GNUradio y #SDR y como fueron solventadas dichasincidencias.

2 CONCEPTOS BÁSICOS DE SDR

No existe, aún, un regulador ni estándar oficial para el SDR, pero la Wireless Innovation Forum, Figu-ra 2.1, junto al Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) P1900.1 group han establecidola siguiente definición para SDR: "La radio que, alguna o todas las funciones de la capa física, las de-fina (realice) mediante software". Además, se encuentra en el primer párrafo de la Wireless InnovationForum.

La modificación de los dispositivos de radio de fácil manejo y rentables se ha convertido encrítica para el negocio debido al crecimiento exponencial de formas y medios en los cuales laspersonas necesitan comunicarse (comunicación de datos, voz, vídeo, mensajes de difusión,comunicaciones de control y órdenes, de respuesta a emergencias, etc.). La tecnología de laRadio Definida por Software (SDR) aporta la flexibilidad, eficiencia de coste y energía paraimpulsar las comunicaciones, con amplitud de beneficios para los usuarios finales realizadospor los proveedores del servicio y los desarrolladores del producto [8].

Figura 2.1 Logotipo del Wireless Innovation Forum.

La Wireless Innovation Forum, anteriormente llamado SDR Forum, fue fundada en 1996, es una corpo-ración sin ánimo de lucro que aboga por el uso innovador del espectro radioeléctrico y el avance de latecnología radio que soporta las comunicaciones esenciales y críticas mundiales. Los miembros del foroestán vinculados al Software Definido por Radio (SDR), Radio Cognitiva (CR) y Acceso Dinámico alEspectro (DSA) y aquello que gira en torno al mercado de las comunicaciones sin cable, a todos los nive-les, para reducir los costes, acelerar el desarrollo de la familia de productos, tecnologías y servicios. Esteforo es el centro de unión para llevar adelante estos objetivos, proporcionando a sus socios toda la ayudaposible y a todos los niveles. Entre los miembros se encuentran: Google, EADS, NASA Glenn Research

5

6 CONCEPTOS BÁSICOS DE SDR

Center, MIT Lincoln Laboratory, Motorola Solutions, etc.

2.1 Funcionamiento del SDR

Partiendo de la Figura 2.2 se describirá SDR por bloques funcionales.

Figura 2.2 Diagrama de bloques funcionales de SDR. Imagen obtenida de [2].

A continuación la descripción se dividirá en función de si es recepción o transmisión. El motivo es quelos dispositivos RTL son solo de recepción. A tener en cuenta en los dos siguientes subapartados que laseñal IF puede ser 0, es decir, del tipo Zero-IF.

2.1.1 En recepción

El triángulo equilátero con punta hacia abajo es el equivalente de la antena, justo a continuación seencuentra el bloque RF Front-End que recibe la señal de radiofrecuencia y la pasa a frecuencia intermedia.En la sección IF se encuentran el ADC1, que pasa la señal analógica a digital y que tiene las siguientescaracterísticas:

Tasa de Muestreo: número de mediciones de la señal analógica por segundo.

Rango Dinámico: diferencia entre los valores máximos y mínimos de la señal analógica que escapaz de convertir.

Tiempo de Conversión: tiempo que tarda en pasar un dato analógico a digital.

Número de niveles: cantidad de valores existentes entre el máximo y el mínimo de la señal analó-gica, indica la precisión del conversor.

El DDC2 se encarga de pasar la frecuencia de IF a BB3. El bloque que se observa en BB es la parte quese realiza mediante software: demodulación, análisis espectral, etc.

1Conversor Analógico Digital2Conversor Digital de Bajada3Banda Base

CONCEPTOS BÁSICOS DE SDR 7

2.1.2 En transmisión

Caso similar al anterior pero en sentido contrario. Se comienza en BB, procesando la señal mediantesoftware, pasando por el DUC4 se pasa a IF para luego pasar por el DAC5 para obtener la señal analógicaque luego el bloque RF Front-End se encarga de amplificar y modular para que la antena pueda transmitirfinalmente la señal.

2.2 SDR en el mercado actual

Además de la familia de los RTL, que se verán a partir del próximo capítulo hay que mencionar otrasdispositivos:

1. USRP: del que se recomienda la lectura de [2]

2. FUNCube: este dispositivo funciona en todos los sistemas operativos típicos de ordenadores, traba-jando en un rango de frecuencias entre 150 kHz y 240 MHz y de 420 MHz a 1.9 GHz y un preciode 125 libras (el modelo nuevo). La página oficial es http://www.funcubedongle.com/ .

3. Noctar: de Per vices [4] con un rango de frecuencias entre 100 kHz y 4 GHz y un precio de 2500dólares.

Y los programas más conocidos son los siguientes:

1. GRC: del que se habla en parte de este proyecto.

2. SDR #: funciona en Windows, de fácil instalación. http:// sdrsharp.com/ .

3. HDSDR: también en Windows, toda la información en http://www.hdsdr.de/ .

Además de estos tres se pueden encontrar muchos programas más pero hay que tener en cuenta que sepuede dar el caso que no se hayan actualizado desde hace tiempo o estén en fases muy tempranas dedesarrollo.

4Conversor Digital de Subida5Conversor Digital Analógico

http://www.funcubedongle.com/

http://sdrsharp.com/

http://www.hdsdr.de/

3 CONCEPTOS DE ELEMENTOS YARQUITECTURA HARDWARE

El dispositivo TV28T, Figura 3.1, es un producto comercializado por Nooelec. En los siguientes apar-tados se introducirán sus principales características y de sus dos elementos principales, el demodulador,RTL2832U, y el sintonizador, R820T.

3.1 Nooelec TV28T v2

Nooelec es una empresa estadounidense dedicada a dar soluciones relacionadas con el mundo de lastelecomunicaciones, tienen productos de SDR. En cuanto a la parte de RTL-SDR, es decir, que contienenel modulador RTL2832U, disponen de cuatro receptores SDR con los siguientes sintonizadores:

Figura 3.1 Dispositivo con mando a distancia y antena.

9

10 CONCEPTOS DE ELEMENTOS Y ARQUITECTURA HARDWARE

Figura 3.2 Exterior dispositivo Nooelec TV28T.

1. R820T.

2. E4000.

3. FC0013.

El TV28T v2, Figura 3.2 y Figura 3.3, usa el R820T y tiene como propiedades un rango de frecuenciasaproximado entre 25 MHz y 1750 MHz [14] y que trabaja con una frecuencia de muestreo de 3.2 MHz,aunque se recomienda que sea de 2.8 MHz para evitar pérdidas [15]. La entrada de la antena es un MCXhembra, Figura 3.4.

3.2 RTL2832U

Pertenece a la empresa Realtek Semiconductor Corp. Ubicada en Taiwan y fundada en 1987, dedicándosedesde entonces a los circuitos integrados. El RTL2832U, Figura 3.5, es un demodulador de Realtek,concretamente es, según la compañía, un demodulador COFDM de televisión digital terrestre, DVB-T,con puerto USB 2.0. Incluye soporte radio para FM, DAB y DAB+. Lleva algoritmos propios y se vendecomo solución para un amplio rango de aplicaciones PC-TV [16].

El RTL2832U es el primer modulador, y por ello lleva su nombre el concepto, RTL-SDR. La pieza claveque hace que un receptor de TV pase a ser un receptor SDR.

3.2.1 Características

COFDM cumple con las siguientes especificaciones:

1. NorDig Unified 1.0.3

2. D -Book 5.0

CONCEPTOS DE ELEMENTOS Y ARQUITECTURA HARDWARE 11

Figura 3.3 Interior dispositivo Nooelec TV28T.

3. EN300 744 (ETSI)

Soporta múltiples frecuencias IF, 4.57 MHz o 36.167 MHz, e inversión de espectro.

Incluye ISDB-T (SBTVD-T) 1-Seg (televisión japonesa para dispositivos móviles).

Soporta entrada de Zero -IF.

Cristal de bajo coste para la generación de la señal de reloj.

Modo de transmisión automático y detección de intervalos de guarda.

Circuito de cancelación de ruido de impulsos.

Recuperación de la portadora automática con amplio rango de offset (+- 800 kHz).

Rendimiento superior con pre/post/long echo perfil.

Circuito de rechazo de interferencia cocanal e interferencia adyacente.

Retraso AGC con Take- Over Point (TOP) programable.

CAD de 7 bits para medida de niveles de señales de radiofrecuencia.


Figura 3.4 Antena incluida con el dispositivo Nooelec TV28T.

Figura 3.5 Demodulador RTL2832U.

Filtros hardware MPEG-2 PID.

Para el control remoto y "wake up" del puerto infrarrojo soporta los protocolos:

1. Microsoft RC6.

2. NEC, Sony, SIRC, RC-5.

Ocho puertos de propósito general de entrada/salida.

Interfaz USB 2.0:


1. Soporta USB Full/High speed.

2. Información del proveedor configurable vía EEPROM externa

3. Supera certificación USB-IF.

Alimentación externa de 3.3 V.

Empaquetado verde QFN de 48 pines (6x6mm2).

3.3 R820T tuner

De la empresa Rafael Micro, Rafael Microelectronics, Inc, una empresa creada en 2006 especializadaen sintonizadores híbridos de silicio (hybrid silicon tuner). Este sintonizador de TV digital, DVB-T, desilicio de Rafael Micro [17]. En el mercado se encuentran diversos sintonizadores y hasta hace poco elprincipal era el E4000 de Elonics, pero su mayor coste y menor estabilidad han hecho que vaya perdiendomercando. Las principales características de R820T son las siguientes:

Soporta los estándares de televisión digital: DVB-T, ATSC (USA y otros), DTMB (China y otros)y ISDB-T (Japón y otros).

Cumple con las siguientes especificaciones:

1. EN 300 744.

2. Nordig 2.2.

3. D-BOOK 7.0.

4. ARIB B21.

5. ABNT 15604.

6. ATSC A74.

7. GB20600-2006.

8. EN-55020.

9. EN55013.

10. FCC.

Consume menos de 190 mA y necesita 3,3 V.

Viene en formato de montaje superficial: 24-pin 4x4 QFN lead-free package.

Interfaz 2-wired I2C (tipo de bus).

3.4 Información no contrastada

Estos sintonizadores, además de no llevar mucho tiempo en el mercado, desde hace poco han incremen-tado el interés de personas interesadas en averiguar el potencial de estos componentes, así que es fácilencontrar información no oficial de ambas. Se pueden observar unas marcas de agua en las imágenes delos esquemas, esto es debido a que esta información es de dudosa procedencia, no proviniendo de unafuente no oficial, y que se supone que es una versión preliminar del datasheet.


Figura 3.6 Esquema del sintonizador R820T para la televisión.

Figura 3.7 Esquema del sintonizador R820T para el ordenador.

Por ejemplo, las Figura 3.6 y la Figura 3.7, son los esquemas del sintonizador para televisión y unacomputadora e incluyen un demodulador sin especificar marca y modelo. En estos esquemas, compa-rándolos con la Figura 2.2, se observa que el sintonizador abarca la sección RF y entrega la señal IF,encargándose el demodulador de la sección IF.

El diagrama de bloques simplificado se observa en la Figura 3.8


Figura 3.8 Diagrama de bloques simplificado del R820T.

4 SOFTWARE E INFORMACIÓN GENERALSOBRE RTL-SDR

A continuación se pretende dar una guía para la introducción en el mundo RTL-SDR, se explica el fun-cionamiento de la página web que se considera clave y pilar esencial de este proyecto y tres programascompatibles con el dispositivo usado. Cabe recordar que poco a poco van surgiendo más programas yque, salvo el SDR-J, los otros dos mencionados ya tienen una trayectoria en SDR.

Antes de seguir leyendo hay que aclarar que el concepto de RTL-SDR es bastante novedoso, así que a díade la preparación de este proyecto no hay un solo libro ni "documentación oficial". La aparición de éstasurge como fenómeno al desarrollo de la SDR, mejoras y nuevos programas para radiocomunicaciones yel abaratamiento de los dispositivos, en el caso de este estudio, de los receptores. Pero la ventaja de tenerun dispositivo tan barato y tan usado genera el inconveniente de que sin unos organismos reguladores lainformación se organiza de una forma un tanto caótica y dispersa.

Para seguir una investigación exhaustiva de las últimas tendencias y controlar el estado actual de cadainvestigación habría que consultar a fondo otras páginas, como es el caso de GNU radio, pero para teneruna noción general de la diversidad y evolución actual la página www.rtl-sdr.com es la que está siendoreferente.

Esta página comenzó el 11 de abril de 2013 y el 22 de mayo en twitter. Y comenzó a nutrirse de sitiosespecializados o de distintas ramas que hacen uso del chip RTL. El funcionamiento consiste en publicarun resumen del tema con sus correspondientes enlaces, y desde aquí pasan a publicarse en Facebook y enTwitter. Las partes de la página son:

Buy RTL-SDR doongles. Esta fue unas de las primeras páginas que consulté. Hay muchísimosdispositivos y en esta página fue donde encontré el dispositivo de la marca Nooelec.

Radio Signal ID Guide. Esta sección contiene una lista de sonidos y espectros que se correspondena diferentes tipos de señales.

Featured articles. Son hasta la fecha tutoriales, el resto de artículos suelen ser de divulgación sinentrar en tanto detalle.

Quick Start Guide. Es la primera parte para usar dispositivos RTL2832U en Windows, consiste enuna explicación para instalar Zadig (consultar en Anexos) y algunos enlaces para usar programascomo el SDRSharp y para Linux.

17

www.rtl-sdr.com

18 SOFTWARE E INFORMACIÓN GENERAL SOBRE RTL-SDR

About RTL-SDR. Contiene una muy buena introducción del concepto RTL-SDR.

4.1 Algunas noticias destacadas

Esta no es una simple sección de la página web, es un apartado que considero que debía ser incluido yaque es la forma de seguir las novedades que van surgiendo en la red. Son noticias destacadas debido a larelación que podrían tener como inicios de investigaciones futuras interesantes para esta escuela.

4.1.1 LNA4HF: Interest check

Artículo de http://www.rtl-sdr.com/ lna4hf-interest-check/ del 19 de noviembre de 2013. Muestra un am-plificador LNA de alta frecuencia, de 2 a 30 MHz, diseñado específicamente para los dispositivos DVB-TSDR, según el autor es un prototipo y está sin terminar. Meses antes, en abril, publicó un artículo sobreotro LNA con un rango entre 25 y 2500 MHz y que puso a la venta.

4.1.2 Transmitting data with a Raspberry PI and RTL-SDR

Artículo de http://www.rtl-sdr.com/ transmitting-data-raspberry-pi-rtl-sdr/ del 18 de noviembre de 2013Considero este artículo importante ya que liga a un receptor RTL-SDR con el dispositivo RaspberryPI, un ordenador de muy bajo coste, para la recepción de una señal generada con otra Raspberry PI,desarrollado para el aprendizaje de la informática y que además de interesar a universidades comienza ainteresar también a empresas por su bajo consumo. Se habla de transmitir con la Raspberry y un programallamado minimodem una señal FSK de 100 MHz.

4.1.3 ADS-B Active PCB antenna for the RTL-SDR

Artículo de http://www.rtl-sdr.com/ads-b-active-pcb-antenna-rtl-sdr/ del 10 de noviembre de 2013 Elautor muestra su antena PCB activa, centrada en una frecuencia de 1090 MHz. En el enlace se muestra eldiseño y los resultados obtenidos.

4.1.4 Creating an FM receiver in GNURadio using an RTL-SDR source

Artículo de http://www.rtl-sdr.com/ tutorial-creating-fm-receiver-gnuradio-rtl-sdr/ del 4 de noviembrede 2013 En este se describe como crear mediante bloques un receptor FM. Todo de forma detallada,clara y ordenada. Es un buen ejemplo para probar el dispositivo y dar los primeros pasos con el GNURa-dio.

4.2 Programas habilitados para usar dispositivos RTL

4.2.1 GNU Radio

GNU Radio es un conjunto de herramientas software. Es open-source y libre, Figura 4.1. Implementaradio software proporcionada por bloques de procesamiento de señales. Puede ser usado con hardware de

http://www.rtl-sdr.com/lna4hf-interest-check/

http://www.rtl-sdr.com/transmitting-data-raspberry-pi-rtl-sdr/

http://www.rtl-sdr.com/ads-b-active-pcb-antenna-rtl-sdr/

http://www.rtl-sdr.com/tutorial-creating-fm-receiver-gnuradio-rtl-sdr/

SOFTWARE E INFORMACIÓN GENERAL SOBRE RTL-SDR 19

radiofrecuencia externo de bajo coste y muy accesible, o sin dicho hardware, en un entorno de simula-ción. Muy usado entre aficionados y entornos académicos y comerciales como soporte en ambos para lainvestigación de comunicaciones inalámbricas y sistemas radio.

GNU Radio tiene licencia GNU GPL v.3 [18], Licencia Pública General de GNU versión 3, este tipo delicencia viene detallado en http://www.gnu.org/ licenses/quick-guide-gplv3.html.

Figura 4.1 Logotipo de la organización GNU Radio.

Sobre el GNU Radio tiene particular interés el software GNU Radio Companion, o GRC, Figura 4.2, quees una herramienta para crear flujos de señal de forma gráfica y generar código fuente de las gráficas deflujo. Hay un grupo de trabajo asignado al desarrollo de GRC.

En los anexos se detalla como instalar una versión apropiada de GRC para poder usar el dispositivoRTL-SDR, lo cual puede resultar algo engorroso si no se tienen conocimientos del sistema operativoLinux. Una vez instalado correctamente y comprobar que funcione se puede probar el ejemplo que sedetalla en el subapartado de noticias destacadas de la página web www.rtl-sdr.com. A continuación, sedetallan algunas características de GRC usando la radio FM de http://www.instructables.com/ id/RTL-SDR-FM-radio-receiver-with-GNU-Radio-Companion/ del autor v3l0c1r4pt0r, la cual se ha probadocon el dispositivo Nooelec TV28T en Linux Mint 15 Cinnamon y funciona correctamente.

Figura 4.2 Logotipo e icono de GNU Radio Companion.

Algunas características de GNU Radio Companion

Al abrir el programa, a la derecha, se encuentran los bloques ordenados por tipos, el orden puede resultarun poco complejo, así que en alguna ocasión puede que haya que mirar todo. De manera muy resumida,y siendo esta una clasificación personal, los bloques pueden ser:

1. Fuente: Todos aquellos bloques que introducen datos.

a) Real: Cuando son datos obtenidos de algún dispositivo.

b) Simulado: Cuando son generados aleatoriamente por el equipo.

c) Fichero: Provienen de un fichero, su origen puede ser creado manualmente o provenir de otraaplicación.

http://www.gnu.org/licenses/quick-guide-gplv3.html

www.rtl-sdr.com

http://www.instructables.com/id/RTL-SDR-FM-radio-receiver-with-GNU-Radio-Companion/

http://www.instructables.com/id/RTL-SDR-FM-radio-receiver-with-GNU-Radio-Companion/


2. Sumidero:

a) Gráfico: El resultado se muestra gráficamente, puede ser una gráfica dinámica o estática.

b) Fichero: Se almacenan los datos en un fichero.

c) Audio: La salida pasa la información a la tarjeta de sonido, usado normalmente para frecuen-cias audibles por el oído humano.

3. Procesado: Cualquier bloque que continúe con el flujo de la señal y la procese de alguna forma:filtros, amplificadores, conmutadores, operaciones booleanas, etc.

Los cuadrados de los lados de los bloques que se observan en la Figura 4.3 definen si el flujo de datos esreal, flotante o complejo. Si la salida de un bloque es de un tipo la entrada del siguiente bloque ha de serdel mismo.

Figura 4.3 Ejemplo de la radio FM en GRC completo.

Por último, el módulo de la fuente RTL-SDR, en la Figura 4.4. Se observa que GRC permite modificarvarios valores del dispositivo, como la frecuencia de muestreo, frecuencia central, ganancias, etc. Unavez que se genera el fichero .py y se ejecuta el programa se puede ver en la primera pestaña del display laFigura 4.5 que muestra el espectro de entrada y algunos parámetros para modificar. En la segunda pestañadel display se ve la Figura 4.6 que muestra el espectro de salida y algunos parámetros más. Se aprecia enlas gráficas que la calidad de la señal no es muy buena, aún así, en este caso, la frecuencia 99.6 fue la quemayor calidad de sonido tenía.

4.2.2 SDR-J

El SDR-J es un programa creado por Jan van Katwijk en septiembre de 2013. Contiene una radio DAB,como la de la Figura 4.7, una radio FM, como la de la Figura 4.8, y una mini radio FM, Figura 4.9.

Las dos primeras radios muestran características de ambas y permiten ajustar algunos parámetros. Parainformación más detallada consultar el ejemplo de prácticas, donde se explica el funcionamiento del


Figura 4.4 Bloque y propiedades de la fuente RTL-SDR.

programa. La tercera radio no tiene interés ya que es como la radio FM pero más simplificada.

4.2.3 SDR#

Es una aplicación de Radio Definida por Software de alto rendimiento. Está escrito en C#. Trabaja enfrecuencias desde los kHz hasta los cientos de MHz. El código fuente se ofrece para propósitos educativosy de desarrollo de plugins. La página web oficial http:// sdrsharp.com/ contiene noticias relacionadas conel programa, enlaces relacionados y el programa y plugins para descargar.

http://sdrsharp.com/


Figura 4.5 Display del espectro de entrada de la radio FM.


Figura 4.6 Display del espectro de salida de la radio FM.

Figura 4.7 Radio DAB de SDR-J.


Figura 4.8 Radio FM de SDR-J.

Figura 4.9 Radio simplificada FM de SDR-J.

5 PROPUESTAS DE USO DEL RTL-SDR ENPRÁCTICAS DE RADIO DIGITAL

5.1 Introducción

Se pretende que esta primera práctica la pueda realizar cualquier persona, esté o no en algún laborato-rio de la universidad, así que el sistema operativo elegido es Windows, ya que la mayoría de usuariosdisponen de éste. De cualquier manera, para aprovechar mejor los dispositivos RTL-SDR conviene insta-lar Linux, donde existe una gran variedad de programas que ofrecen muchísima libertad en cuanto a sumanipulación.

El programa elegido para hacer esta práctica inicial sobre RTL-SDR, es el SDR-J de Jan van Katwijk porser fácil e intuitivo y además ofrecer una serie de opciones para mostrar las características y propiedadestanto de FM como de DAB. Existen dos versiones, la de 32 bits y la de 64 bits, dependiendo del equipose debe instalar una u otra. Es imprescindible haber hecho la instalación de Zadig para que reconozcael dispositivo RTL. La explicación está incluida en el Apéndice C. Se ha comprobado que funcionacorrectamente en Windows (XP, 7 y 8). El programa para diversas plataformas y el manual en inglés sepueden encontrar en la página web www.sdr-j.tk.

En cuanto al dispositivo Nooelec, con una entrada MCX hembra, dispone de su propia antena, Figura 5.1,no muy buena, con una salida MCX macho. Si se quiere usar otra antena hay que recordar que segura-mente haya que incorporar un adaptador para MCX o un cable con una salida MCX macho por un lado yla que le corresponda para la antena, que normalmente son SMA (macho o hembra) o puede que tambiénBCN.

Si la práctica se realiza en un laboratorio y el alumnado dispone de su propio portátil el coste es de unos20 euros por alumno, que es el precio del Nooelec TV28T, dependiendo de las variaciones del precio deventa y el cambio dólar-euro. Además, para el caso de un laboratorio de tamaño estándar bastaría conla antena que viene de serie. En caso de ser necesaria una antena diferente, el cable o adaptador cuestaen torno a unos 2 euros. El precio de la antena es muy variable, dependiendo de la calidad y el rango defrecuencias para la que esté hecha.

25

www.sdr-j.tk

26 PROPUESTAS DE USO DEL RTL-SDR EN PRÁCTICAS DE RADIO DIGITAL

Figura 5.1 Antena serie de los dispositivos SDR de Nooelec.

5.1.1 Objetivo

El objetivo de esta propuesta de práctica doble es dar al usuario interesado las herramientas necesariaspara una primera toma de contacto con un dispositivo RTL-SDR, en el caso de este proyecto con el Nooe-lec TV28T. Al ser un programa en Windows no requiere tener conocimientos de Sistemas Operativos,además el programador, Jan van Katwijk, ha realizado un gran trabajo ya que se pueden usar de manerasimple y en caso de estar interesado se puede ahondar en las características de la radio FM y DAB.

5.1.2 Desarrollo

Para la realización de esta propuesta recomiendo comenzar con el programa FM Receiver, es más simpley se puede probar en cualquier lugar. Tras finalizar éste se puede abrir el programa DAB Receiver, es algomás complejo y no se puede probar en cualquier lugar, la emisión de DAB en España se limita a Madridy Barcelona.

Una vez abierto uno de los dos programas se debe seguir las instrucciones del apartado correspondientede este capítulo. Están expuestas por orden de uso, es decir, se comienza explicando cómo se inicia elprograma y se termina cerrando el programa, y cada paso con su botón o pantalla correspondiente. Seha hecho de este modo por considerar que botón por botón es la forma más simple. Además se añadenalgunas explicaciones para dar mayor profundidad.

PROPUESTAS DE USO DEL RTL-SDR EN PRÁCTICAS DE RADIO DIGITAL 27

Figura 5.2 Captura de FM Receiver 0.92 con numeración (versión usada 0.96, no afecta a la numera-ción).

5.2 FM Receiver

Este receptor FM, aparte del funcionamiento típico permite ver el espectro de potencia y realizar cam-bios en algunos parámetros que afectan a la forma de oírse, lo que hace que sea interesante probar esteprograma. Para describirlo creo que la mejor forma es ir describiendo los distintos botones/selectores(numerados) y pantallas, Figura 5.2. Como se trata de ir describiéndolo el orden será el que consideromás apropiado para su mejor entendimiento.

5.2.1 Iniciar el programa

1 INPUT DEVICE. Primer botón que se debe usar, las opciones que muestra son las siguientes, Figu-ra 5.3.

1. Dabstick: usa el dispositivo RTL, que previamente ha debido usarse Zadig para que sea reconocido.Usando la antena que viene de serie ha de saberse que la calidad de la señal recibida será muy baja.

2. File input: para usar fichero de entrada. El formato es “.raw” pero el problema es que con la versiónactual se cierra el programa al seleccionarlo.

3. No device: no recibe nada así que no hace nada. Por si se quiere abrir y no se dispone del dispositivoni de algún fichero de entrada.

3 OUTPUT DEVICE Depende del equipo, ofrecerá distintas salidas, normalmente ofrece varias, lo típicoes seleccionar alguna de la salida de los altavoces, Figura 5.4


Figura 5.3 Selector 1. Input device.

Figura 5.4 Selector 3. Output device.

Figura 5.5 Selector 2. Start.

Figura 5.6 Selector 11. Raw input dump.

2 START Inicia el proceso, Figura 5.5.

11 RAW INPUT DUMP graba los datos recibidos por el dispositivo en bruto con el formato “.raw”. Si sepulsa de nuevo para de grabar, Figura 5.6.

12 AUDIO DUMP graba la salida de audio en formato “.wav”. Si se pulsa de nuevo para de grabar,Figura 5.7.

5.2.2 Frecuencia y ajustes

Una vez que está funcionando habría que elegir la frecuencia. Esta actividad se puede realizar de variasformas:

1. La forma más sencilla es usando el teclado numérico del centro de la interfaz, Figura 5.8. Porejemplo, para sintonizar 98,8 MHz se marca 9 8 8 0 0 y después el botón “kHz”.

2. Sobre el display superior, pinchando con el ratón.

3. Con el botón izquierda o el botón derecha del teclado.

4. Pulsando los botones 7 F++ y 8 F–, Figura 5.9, se incrementará o disminuirá tanto como kHz sehayan marcado en el cuadro de selección 10, situado en Figura 5.11.

5. Usando los botones Fc++ y Fc– marcados con el número 9, Figura 5.10, que va cambiando lafrecuencia dando saltos según el cuadro 10, situado en Figura 5.11.

En la parte superior se encuentran dos displays:

1. El superior, Figura 5.12, muestra el espectro de los datos recibidos por el dispositivo.

2. El inferior, Figura 5.12, muestra el espectro de los datos ya decodificados.


Figura 5.7 Selector 12. Audio dump.

Figura 5.8 Teclado numérico y selectores para el control de la frecuencia.

Figura 5.9 Selectores f++ y f–.

Figura 5.10 Selectores fc++ y fc–.

Bajo el display inferior a la izquierda se encuentra el selector 6 que permite elegir entre mostrar el espectroo el espectro en cascada.

Bajo el display inferior a la derecha, Figura 5.13, de izquierda a derecha se muestran tres pantallas contres valores:

1. Ratio o tasa de salida.

2. Tasa de procesamiento de la señal FM.

3. Tasa recibida por el stick (dispositivo).

Las barras y el selector a la derecha de "freq corrector" de la Figura 5.14 son:

1. La barra 14 controla la atenuación HF.

2. La barra 15 controla el balance entre las partes I y Q de la señal de entrada.

3. La barra 5 es el volumen general.

4. El selector 13 FREQ CORRECTOR es un corrector de frecuencia preciso.

En la parte inferior se encuentran varios botones y displays:

El selector 20 indica si están activados filtros adicionales.

El cuadro de selección 31 elige la intensidad con que se aplica el filtro.

El selector 21 permite elegir entre 5 decodificadores de FM diferentes, Figura 5.15. El nombre deldecodificador viene indicado a la derecha:

1. Difference based

2. Complex baseband D

3. Mixed demulator

4. Pll decoder

5. Real baseband delay


Figura 5.11 Selectores de salto de frecuencia.

Figura 5.12 Pantallas de espectro de frecuencia, la superior es la recibida y la inferior la decodificada.

Figura 5.13 Información de tasas de datos.

Figura 5.14 Diversos controles.

El selector 22 permite elegir decodificar como mono o estéreo.

El selector 23 permite entre elegir una salida mono o estéreo (siempre que se haya decodificado enestéreo).

La barra 30 es el balance de la salida izquierda y derecha.

El selector 29 permite decodificar con uno de los dos decodificadores disponibles o no decodificar,Figura 5.16. La información decodificada se muestra a la derecha del selector.

El selector 24 permite elegir varias vistas diferentes del espectro de la señal decodificada (el displayinferior).

El selector 25 permite elegir el filtro de de-énfasis, no activarlo o un valor de “50” o “75”.

El selector 26 es un filtro Low Pass, si no se quiere incluir hay que elegir “none”.

El selector 27, si está activado muestra los displays que se sitúan en la parte inferior derecha,Figura 5.17, con una velocidad de refresco de 1 segundo. Los valores que se muestran son:

1. Pilotstrenght fuerza de la señal piloto.

2. Rdsstrenght fuerza de la señal rds.

3. Noisestrengh fuerza del ruido.

El selector 28 SAVE almacena los valores anteriores en un fichero.

QUIT Para cerrar el programa, si está grabando lo guarda y cierra, Figura 5.18.


Figura 5.15 Selector 21. Decodificadores.

Figura 5.16 Selector 29. RDS.

Figura 5.17 Displays de información sobre la señal recibida.

Figura 5.18 Selector Quit.

5.3 DAB Receiver

Ante de nada, para aquel que quiera ampliar información o consultar alguna particularidad debe saberque la regulación de DAB se encuentra repartida en la página web de European TelecommunicationsStandards Institute y que se puede encontrar de forma resumida en el libro de Transmisión por Radio[5].

La radio DAB surge como una mejora de la radio FM ideada por fabricantes y aquí en España no tomadacon demasiado interés por parte de usuarios y aún menos del estado, que la ha eliminado de casi la tota-lidad del territorio español, salvo Madrid y Barcelona. La solución encontrada ha sido usar dos ficheroscedidos por el programados, uno simula una señal sin ruido y el otro son los datos de una señal grabadaen Italia.

La descripción del programa se hará de forma similar al de FM Receiver, Figura 5.19.

5.3.1 Iniciar el programa

1 INPUT DEVICE, Figura 5.20. Primer botón que debemos usar. Permite elegir entre:

1. Dabstick: usa el dispositivo RTL, que previamente ha debido usarse Zadig para que sea reconocido.Como se ha mencionado antes, en España solo es posible en Madrid y Barcelona.

2. File input: para usar fichero de entrada. El formato es “.raw” y son datos en bruto I/Q, permiteseguir usando los controles, la única diferencia es que da igual la frecuencia en la que se centre, yaque los datos recibidos por el dispositivo son los mismos.


Figura 5.19 DAB Receiver con numeración.

Figura 5.20 Selector 1. Input device.

Figura 5.21 Selector 2. Mode.

3. No device: no recibe nada así que no hace nada. Por si se quiere abrir y no se dispone del dispositivoni de algún fichero de entrada.

2 MODE, Figura 5.21. Se puede elegir entre diversos modos, por defecto es el modo I, para bandas SFNde radiodifusión terrenal, que son aquellas frecuencias que antiguamente se usaban para la televisión enBanda III. El ejemplo teórico “testmode-II.raw” fue grabado distinto así que para usarlo hay que colocarel selector en modo II. Este modo y el modo III se destinan a redes locales por cable. El modo IVestá diseñado para redes SFN por satélite en Banda L [5]. Cada uno de ellos tiene unas característicasespeciales, como se ve en la Tabla 5.1.


Tabla 5.1 Características DAB en función del modo. Tabla obtenida de [5].

M I M II M III M IV RelaciónA Período de símbolo, Tsimb(µs) 1.246 312 156 623B Tiempo útil, Tu(µs) 1.000 250 125 500C Tiempo de guarda, TS(µs) 246 62 31 123 C = A−BD Número de portadoras, N 1.536 384 192 768E Número de bits por símbolo 3.072 768 384 1.536 E = 2×DF Período de trama, Tt (µs) 96 24 24 48G Bloques FIB por trama 12 3 4 6H Bits FIB codificados por trama 9.216 2.304 3.072 4.608 I = 768×HI Velocidad media FB (kbit/s) 96 96 128 96 J = I/GJ Símbolos FIC por trama 3 3 3 3 K = I/EK Campos CIF por trama 4 1 1 2L Duración símbolo nulo (µs) 1.297 324 168 648M Símbolos COFDM por trama 72 72 144 72N Separación entre portadoras (kHz) 1 4 8 2O Anchura de banda (kHz) 1.536 1.536 1.536 1.536 P = D×N

Figura 5.22 Selector 3. Banda.

3 BAND, Figura 5.22. Por defecto es la banda III. Según la banda que se elija se dispondrá de unoscanales u otros.

1. Banda L: banda con canales asignados para DAB, en orden de GHz, Figura 5.3.

2. Banda III: banda VHF, entre los 174 y 230 MHz. Especialmente dedicada a audio y video, Figu-ra 5.2. La nomenclatura usada es debido a que los canales que se usaban para la televisión analógicaeran de 7 MHz. Cada canal DAB tiene un tamaño de 1,536 MHz, así que por cada antiguo canal sepueden obtener cuatro nuevos canales de DAB, designados por: A, B, C y D.

4 CHANNEL. Diverso en función de la banda elegida antes. Para la banda III los canales son los de laTabla 5.2

Para la banda L los canales son los de la Tabla 5.3

19 SELECT OUTPUT, Figura 5.23. Depende del equipo, ofrecerá distintas salidas, normalmente ofrecevarias, lo típico es seleccionar alguna de la salida de los altavoces. En mi portátil, por ejemplo, ofrececuatro posibilidades.

14 START, Figura 5.24. Para iniciar el proceso. Puede tardar un poco, en función a la calidad de la señalrecibida, esto es debido a que el programa tiene que sincronizar los datos recibidos.

5.3.2 Ajustes

Tras pulsar START aparecen tres valores a la derecha de CHANNEL, Figura 5.25 de izquierda a dere-cha:


Tabla 5.2 Lista de canales de la banda III.

Block Centre Frequency5A 174.928 MHz5B 176.640 MHz5C 178.352 MHz5D 180.064 MHz6A 181.936 MHz6B 183.648 MHz6C 185.360 MHz6D 187.072 MHz7A 188.928 MHz7B 190.640 MHz7C 192.352 MHz7D 194.064 MHz8A 195.936 MHz8B 197.648 MHz8C 199.360 MHz8D 201.072 MHz9A 202.928 MHz9B 204.640 MHz9C 206.352 MHz9D 208.064 MHz

10A 209.936 MHz10B 211.648 MHz10C 213.360 MHz10D 215.072 MHz10N 210.096 MHz11A 216.928 MHz11B 218.640 MHz11C 220.352 MHz11D 222.064 MHz11N 217.088 MHz12A 223.936 MHz12B 225.648 MHz12C 227.360 MHz12D 229.072 MHz12N 224.096 MHz13A 230.784 MHz13B 232.496 MHz13C 234.208 MHz13D 235.776 MHz13E 237.488 MHz13F 239.200 MHz

1. El primer valor indica el desplazamiento (offset) detectado en kHz. El programa lo detecta y corrigeesta desviación hasta que queda sincronizada, quedando un valor de 0 en caso de llegar una señalperfecta.


Tabla 5.3 Lista de canales de la banda L.

Block Center FrequencyLA 1452.960 MHzLB 1454.572 MHzLC 1456.384 MHzLD 1458.096 MHzLE 1459.808 MHzLF 1461.520 MHzLG 1463.232 MHzLH 1464.944 MHzLI 1466.656 MHzLJ 1468.368 MHzLK 1470.080 MHzLL 1471.792 MHzLM 1473.504 MHzLN 1475.216 MHzLO 1476.928 MHzLP 1478.640 MHz

Figura 5.23 Selector 19. Selección de la salida.

Figura 5.24 Selector 14. Inicio.

Figura 5.25 Información de las tramas recibidas.

2. El segundo valor indica la longitud de las tramas detectadas, que son de 196608.

3. El tercer valor indica la frecuencia de muestreo, que para DAB es de 2048000.

Bajo los botones de BANDA y CHANNEL y los displays mencionados antes, Figura 5.26, se halla infor-mación de la estación seleccionada.

20 STATION Figura 5.27 En un canal van multiplexadas varias estaciones, y la que se elija es la que sereproducirá. Depende del canal y la ubicación habrá unas u otras estaciones a elegir.

La pantalla de arriba a la izquierda, Figura 5.28, muestra la constelación I/Q, es decir, los símbolos OFDMrecibidos, si se han realizado correctamente los pasos previos debería verse una nube de puntos. En caso


Figura 5.26 Información de la estación.

Figura 5.27 Lista de estaciones.

Figura 5.28 Constelación de la estación.

Figura 5.29 Selector 7. Spectrum/waterfall.

de usar una simulación teórica se vería que los puntos se encuentran mucho más concentrados.

7 SPECTRUM/WATERFALL, Figura 5.29. Este selector permite elegir la visualización de la pantallasuperior derecha.

1. Espectro: Muestra una gráfica con frecuencias en el eje horizontal y potencia recibida en decibelios(dBm) en el eje vertical, Figura 5.30.

2. Espectro en cascada: donde el eje horizontal es la frecuencia y el eje vertical es la potencia recibida,se representa con colores y está en movimiento (desplazamiento constante en función del tiempo),Figura 5.31.

18 DABSTICK GAIN es la ganancia del dispositivo, a mayor valor mayor ganancia, los valores seleccio-nables están entre 0 y 17. Dependiendo de la antena y la ubicación la calidad de la señal variará.

En la parte inferior izquierda, Figura 5.32 se muestran seis valores distintos que son:

1. UEPFLAG: Unequal Error Protection. Mientras la bandera esté a uno la calidad es suficiente parapoder escuchar el canal. En el momento en que esté a cero significa que el nivel de calidad es


Figura 5.30 Pantalla con el espectro.

Figura 5.31 Pantalla con el espectro en cascada.

Figura 5.32 Información diversa.

Figura 5.33 Selector 12. Reset.

inferior al establecido y se dejaría de oír.

2. START ADDR

3. LENGTH

4. PROT LEVEL: Nivel de protección.

5. BIT RATE: Tasa error bit.

6. ASCTy: Audio Service Component Type.

12 RESET, Figura 5.33. Es un botón de reinicio, sería como volver a abrir el programa y llegar hasta elpaso de START.


Figura 5.34 Selector 15. Quit. Salida de DAB Receiver.

16 DUMP graba los datos recibidos por el dispositivo en bruto con el formato “.raw”. Si se pulsa de nuevopara de grabar. Similar al de FM Receiver.

17AUDIO-DUMP graba la salida de audio en formato “.wav”. Si se pulsa de nuevo para de grabar. Similaral de FM Receiver.

15 QUIT, Figure 5.34. Para cerrar el programa (si se está grabando guarda automáticamente y se cierra).

6 CONCLUSIONES

6.1 Conclusiones

Como primera conclusión hay que decir que no es lo que el RTL-SDR haya hecho, es lo que está porhacer. Lo que más me llamó la atención sobre el tema cuando empecé a leer fue las enormes posibilida-des que tiene. Un dispositivo pequeño y económico que permite recibir señales entre los 30 MHz hastalos 1800 MHz. Es una oportunidad para que aficionados, académicos e incluso empresas puedan expe-rimentar y desarrollar nuevas líneas de investigación y de productos. Empiezan a salir proyectos en loscuales intervienen otros productos de bajo coste y se desarrollan piezas específicas para estos dispositi-vos.

En el campo académico, para ser más específico, esta escuela, la Escuela Técnica Superior de Ingenie-ría de Sevilla, tiene un proyecto de SDR con un dispositivo USRP, el cual es bastante caro. Ésta es laoportunidad de aprovechar ese proyecto. El concepto es simple, usar dicho USRP, transmisor, con dis-positivos RLT-SDR, receptores, que con el precio que tienen un departamento podría adquirir varios deellos fácilmente e incluso los alumnos, más de uno seguramente, podrían comprar. La implementaciónestá casi hecha. En GNU Radio Companion están implementados ya los ejercicios que se hicieron en elanterior proyecto tanto para transmisor y receptor. Para transmitir no habría que cambiar nada y en cuantoal receptor habría que cambiar la fuente de entrada que está hecha específica para USRP. Para adaptarla ala tecnología RTL-SDR hay que tener en cuenta que hay que cambiar el bloque de fuente (para RTL-SDRhay dos fuentes disponibles) y seguramente añadir algún otro bloque. Todo esto no se ha probado peroen este proyecto sí se ha probado que el programa es compatible, al menos, con el dispositivo TV28T(Apartado 4.2.1).

Personalmente veo un gran futuro al desarrollo combinado con dispositivos como la Raspberry, que esotro equipo de bajo coste. Las implicaciones que tiene son que ahora mismo mucha gente tiene la posibi-lidad de aprender, manejar y desarrollar sobre las radiocomunicaciones, además de forma práctica, algoque estaba restringido a aquellos que dispusiesen de los equipos necesarios. Con la llegada del SDR seabrió pero es ahora cuando empieza a ser una actividad accesible.

39

40 CONCLUSIONES

6.2 Problemas encontrados

Durante el desarrollo del proyecto el principal problema ha sido una falta de conocimientos de Linux, lacorrecta instalación del GNU Radio Companion para que permita el uso de la tecnología RTL no es trivial.Requiere soltura y un manejo avanzado ya que el menor desvío de uno de los múltiples pasos implica nosolo el no funcionamiento correcto del dispositivo sino poder dejar inutilizado el sistema operativo. Enmi caso, de tres ordenadores, en solo uno he conseguido usar el GRC con el dispositivo. Uno de ellosdejó de funcionar, totalmente. Otro parcialmente, viéndose afectada la parte gráfica e incluso de manejo.Otro problema es el uso compartido de varios sistemas operativos (cuidado con la nueva actualización deWindows 8).

Otra característica a desear en aquellos que quieran ahondar en los programas, un claro ejemplo esGNU Radio, son conocimientos en lenguajes de programación, como Python y C# como claros ejem-plos.

Por último, y siendo este párrafo también una conclusión, existe una necesidad de cierto orden, existenmuchos grupos que se dedican a investigar, alguna página que se dedica a divulgar pero por ahora nose encuentra casi nada con carácter académico. Se pueden encontrar vídeos y manuales pero muchos deellos incompletos y de difícil entendimiento. Aún no hay bibliografía sobre el tema que pueda servir debase.

Como recomendación: tiempo y paciencia, hay mucha información pero dispersa, Linux puede resultartedioso, al menos para una persona con un nivel muy básico, pero la evolución que se observa en la redsobre RTL, es increíble las nuevas versiones de programas y las creaciones de aficionados y universitariosque se están sucediendo desde hace algunos meses.

Apéndice ACódigo del programa FMRADIO de GRC

Código de la radio FM para GNU Radio Companion creado por v3l0c1r4pt0r.

Código A.1 fmradio.grc.

<?xml version =’1.0’ encoding=’ASCII’?><flow_graph>

<timestamp>Wed Oct 30 20:14:16 2013</timestamp><block>

<key>options</key><param>

<key>id</key><value>top_block</value>

</param><param>

<key>_enabled</key><value>True</value>

</param><param>

<key> title </key><value>FM Radio</value>

</param><param>

<key>author</key><value></value>

</param><param>

<key>description </key><value></value>

</param><param>

<key>window_size</key><value>1280, 1024</value>

41

42 Apéndice A. Código del programa FMRADIO de GRC

</param><param>

<key>generate_options</key><value>wx_gui</value>

</param><param>

<key>category</key><value>Custom</value>

</param><param>

<key>run_options</key><value>prompt</value>

</param><param>

<key>run</key><value>True</value>

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<key>max_nouts</key><value>0</value>

</param><param>

<key>realtime_scheduling</key><value></value>

</param><param>

<key>_coordinate</key><value>(93, 250)</value>

</param><param>

<key>_rotation</key><value>0</value>

</param></block><block>

<key>variable</key><param>

<key>id</key><value>seek</value>

</param><param>

<key>_enabled</key><value>False</value>

</param><param>

<key>value</key><value>0</value>

</param><param>

43


</param><param>




<key>id</key><value>freq</value>

</param><param>


</param><param>

<key>value</key><value>90.2e6</value>

</param><param>


</param><param>




<key>id</key><value>samp_rate</value>

</param><param>


</param><param>

<key>value</key><value>2e6</value>

</param><param>


</param>


<param><key>_rotation</key><value>0</value>



<key>id</key><value>taps</value>

</param><param>


</param><param>

<key>value</key><value> firdes . low_pass(1,samp_rate, cutoff ,width)</value>

</param><param>


</param><param>




<key>id</key><value>sample</value>

</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


45


<key>audio_sink</key><param>

<key>id</key><value>audio_sink_0</value>

</param><param>


</param><param>

<key>samp_rate</key><value>48000</value>

</param><param>

<key>device_name</key><value></value>

</param><param>

<key>ok_to_block</key><value>True</value>

</param><param>

<key>num_inputs</key><value>1</value>

</param><param>

<key> affinity </key><value></value>

</param><param>


</param><param>



<key>rational_resampler_xxx</key><param>

<key>id</key><value>rational_resampler_xxx_0</value>

</param><param>

<key>_enabled</key>


<value>True</value></param><param>

<key>type</key><value>ccc</value>

</param><param>

<key>interp</key><value>int (sample)</value>

</param><param>

<key>decim</key><value>int (samp_rate)</value>

</param><param>

<key>taps</key><value></value>

</param><param>

<key>fbw</key><value>0</value>

</param><param>


</param><param>

<key>minoutbuf</key><value>0</value>

</param><param>


</param><param>



<key>analog_wfm_rcv</key><param>

<key>id</key><value>analog_wfm_rcv_0</value>

</param><param>


</param>

47

<param><key>quad_rate</key><value>sample</value>

</param><param>

<key>audio_decimation</key><value>10</value>

</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>



<key>rational_resampler_xxx</key><param>

<key>id</key><value>rational_resampler_xxx_1</value>

</param><param>


</param><param>

<key>type</key><value> fff </value>

</param><param>

<key>interp</key><value>48</value>

</param><param>

<key>decim</key><value>int (sample/10e3)</value>

</param><param>

<key>taps</key>


<value></value></param><param>

<key>fbw</key><value>0</value>

</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>



<key>notebook</key><param>

<key>id</key><value>notebook</value>

</param><param>


</param><param>

<key>style</key><value>wx.NB_TOP</value>

</param><param>

<key>labels</key><value>[’ Input ’, ’Output ’]</ value>

</param><param>

<key>grid_pos</key><value></value>

</param><param>

<key>notebook</key><value></value>

</param>

49

<param><key>_coordinate</key><value>(79, 609)</value>

</param><param>



<key>wxgui_fftsink2</key><param>

<key>id</key><value>wxgui_fftsink2_1</value>

</param><param>


</param><param>

<key>type</key><value> float </value>

</param><param>

<key> title </key><value>Output</value>

</param><param>

<key>samp_rate</key><value>samp_rate</value>

</param><param>

<key>baseband_freq</key><value>0</value>

</param><param>

<key>y_per_div</key><value>10</value>

</param><param>

<key>y_divs</key><value>10</value>

</param><param>

<key>ref_level </key><value>0</value>

</param><param>

<key>ref_scale</key>


<value>2.0</value></param><param>

<key> fft_size </key><value>1024</value>

</param><param>

<key> fft_rate </key><value>15</value>

</param><param>

<key>peak_hold</key><value>False</value>

</param><param>

<key>average</key><value>False</value>

</param><param>

<key>avg_alpha</key><value>0</value>

</param><param>

<key>win</key><value>None</value>

</param><param>

<key>win_size</key><value></value>

</param><param>


</param><param>

<key>notebook</key><value>notebook,1</value>

</param><param>

<key>freqvar</key><value>None</value>

</param><param>


</param><param>


51

</param><param>



<key>blocks_multiply_const_vxx</key><param>

<key>id</key><value>blocks_multiply_const_vxx_0</value>

</param><param>


</param><param>

<key>type</key><value> float </value>

</param><param>

<key>const</key><value>volume</value>

</param><param>

<key>vlen</key><value>1</value>

</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>



<key> variable_slider </key><param>

<key>id</key>


<value>volume</value></param><param>


</param><param>

<key>label</key><value>Volume</value>

</param><param>


</param><param>

<key>min</key><value>1e−3</value>

</param><param>

<key>max</key><value>10</value>

</param><param>

<key>num_steps</key><value>100</value>

</param><param>

<key>style</key><value>wx.SL_HORIZONTAL</value>

</param><param>

<key>converver</key><value> float_converter </value>

</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


53



<key>id</key><value>cutoff </value>

</param><param>


</param><param>

<key>label</key><value>Cutoff</value>

</param><param>


</param><param>

<key>min</key><value>1e3</value>

</param><param>

<key>max</key><value>1e6</value>

</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>



</param><param>




<key>id</key><value>freq</value>

</param><param>


</param><param>

<key>label</key><value>Frequency</value>

</param><param>

<key>value</key><value>90.2e6</value>

</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


55

</param><param>


</param><param>


</param><param>



<key>osmosdr_source</key><param>

<key>id</key><value>osmosdr_source_0</value>

</param><param>


</param><param>

<key>type</key><value>fc32</value>

</param><param>

<key>args</key><value></value>

</param><param>

<key>nchan</key><value>1</value>

</param><param>

<key>sample_rate</key><value>samp_rate</value>

</param><param>

<key>freq0</key><value>freq + seek</value>

</param><param>

<key>corr0</key><value>0</value>

</param><param>


<key>dc_offset_mode0</key><value>0</value>

</param><param>

<key>iq_balance_mode0</key><value>0</value>

</param><param>

<key>gain_mode0</key><value>0</value>

</param><param>

<key>gain0</key><value>20</value>

</param><param>

<key>if_gain0</key><value>20</value>

</param><param>

<key>bb_gain0</key><value>20</value>

</param><param>

<key>ant0</key><value></value>

</param><param>

<key>bw0</key><value>0</value>

</param><param>

<key>freq1</key><value>100e6</value>

</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>

<key>gain_mode1</key>

57

<value>0</value></param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>



</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param>

59

<param><key>bw3</key><value>0</value>

</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>



</param><param>


</param><param>



<key>wxgui_fftsink2</key><param>

<key>id</key><value>wxgui_fftsink2_0</value>

</param><param>


</param><param>

<key>type</key><value>complex</value>

</param><param>

<key> title </key><value>Input</value>

</param><param>

<key>samp_rate</key><value>samp_rate</value>

</param><param>

<key>baseband_freq</key><value>freq + seek</value>

</param><param>

<key>y_per_div</key><value>10</value>

</param><param>

<key>y_divs</key><value>10</value>

</param><param>

<key>ref_level </key><value>0</value>

61

</param><param>

<key>ref_scale</key><value>2.0</value>

</param><param>

<key> fft_size </key><value>1024</value>

</param><param>

<key> fft_rate </key><value>15</value>

</param><param>

<key>peak_hold</key><value>False</value>

</param><param>

<key>average</key><value>False</value>

</param><param>

<key>avg_alpha</key><value>0</value>

</param><param>

<key>win</key><value>None</value>

</param><param>

<key>win_size</key><value></value>

</param><param>


</param><param>


</param><param>

<key>freqvar</key><value>None</value>

</param><param>


</param>


<param><key>_coordinate</key><value>(335, 545)</value>

</param><param>




<key>id</key><value>seek</value>

</param><param>


</param><param>

<key>label</key><value>Seek</value>

</param><param>


</param><param>

<key>min</key><value>−20e6</value>

</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>

<key>grid_pos</key>

63

<value></value></param><param>


</param><param>


</param><param>




<key>id</key><value>width</value>

</param><param>


</param><param>

<key>label</key><value> Transition </value>

</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param>


<param><key>converver</key><value> float_converter </value>

</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>



<key> freq_xlating_fir_filter_xxx </key><param>

<key>id</key><value> freq_xlating_fir_filter_xxx_0 </value>

</param><param>


</param><param>

<key>type</key><value>ccc</value>

</param><param>

<key>decim</key><value>1</value>

</param><param>

<key>taps</key><value> firdes . low_pass(1,samp_rate, cutoff ,width)</value>

</param><param>

<key>center_freq</key><value>0</value>

</param><param>

<key>samp_rate</key>

65

<value>sample</value></param><param>


</param><param>


</param><param>


</param><param>


</param></block><connection>

<source_block_id>rational_resampler_xxx_0</source_block_id><sink_block_id> freq_xlating_fir_filter_xxx_0 </ sink_block_id><source_key>0</source_key><sink_key>0</sink_key>

</connection><connection>

<source_block_id> freq_xlating_fir_filter_xxx_0 </source_block_id><sink_block_id>analog_wfm_rcv_0</sink_block_id><source_key>0</source_key><sink_key>0</sink_key>


<source_block_id>blocks_multiply_const_vxx_0</source_block_id><sink_block_id>audio_sink_0</sink_block_id><source_key>0</source_key><sink_key>0</sink_key>


<source_block_id>analog_wfm_rcv_0</source_block_id><sink_block_id>rational_resampler_xxx_1</ sink_block_id><source_key>0</source_key><sink_key>0</sink_key>


<source_block_id>rational_resampler_xxx_1</source_block_id><sink_block_id>blocks_multiply_const_vxx_0</sink_block_id><source_key>0</source_key><sink_key>0</sink_key>

</connection>


<connection><source_block_id>osmosdr_source_0</source_block_id><sink_block_id>rational_resampler_xxx_0</ sink_block_id><source_key>0</source_key><sink_key>0</sink_key>


<source_block_id>osmosdr_source_0</source_block_id><sink_block_id>wxgui_fftsink2_0</ sink_block_id><source_key>0</source_key><sink_key>0</sink_key>


<source_block_id>blocks_multiply_const_vxx_0</source_block_id><sink_block_id>wxgui_fftsink2_1</ sink_block_id><source_key>0</source_key><sink_key>0</sink_key>

</connection></flow_graph>

Apéndice BSobre la instalación de GRC

B.1 Introducción

La instalación del GNURadio no es trivial, y si además se quieren usar un dispositivo RTL más aún.Mi recomendación es ir haciéndolo paso a paso y con muchísima atención. Cualquier pequeño descuidopodría implicar un error fatal para el funcionamiento del mismo.

En mi caso las descargas las realicé con el Gestor de Paquetes Synaptic, creo que es la forma más simplede realizarlo.

B.2 Pasos previos

Los pasos previos provienen de http://gnuradio.org/redmine/projects/gnuradio/wiki/UbuntuInstall.

Las herramientas de desarrollo necesarias para compilar son: g++ git make cmake sdcc (salen variosresultados, añadiendo universe solo queda el necesario) guile ccache (esto es opcional, en mi caso lo heinstalado)

Las librerías para el funcionamiento del programa y la compilación: python-dev SWIG libfftw3-devlibcppunit-dev Boost 1.35 (o superior, pero no 1.46, 1.47 o 1.52). Lo ideal es instalar libboost1.53-all-devsi es posible, depende de la versión de Linux puede que no sea posible. Muy importante, comprobar que alinstalar alguna versión "permitida" de boost no quede instalada alguna versión de las que se rechazan yaque impediría el funcionamiento del programa. libgsl0-dev libusb y libusb-dev libusb-1.0-dev Importante,este fichero hay que comprobar que esté instalado. alsa-base, libasound2 y libasound2-dev

Para GNU Radio Companion: python-numpy, python-cheetah y python-lxml

Para WX GUI: python-wxgtk2.8 y python-numpy

Para QT GUI: python-qt4, python-qwt5-qt4, libqt4-opengl-dev, libqwt5-qt4-dev, libfontconfig1-dev, libxrender-dev, libxi-dev

Para Video-SDL: libsdl1.2-dev

Para Polyphase Filter Bank examples: python-scipy, python-matplotlib, y python-tk

67

http://gnuradio.org/redmine/projects/gnuradio/wiki/UbuntuInstall

68 Apéndice B. Sobre la instalación de GRC

Otros paquetes útiles: doxygen octave

Si la versión de Ubuntu es la 12.04 se debe ejecutar lo siguiente en el terminal:

sudo apt-get -y install git-core autoconf automake libtool g++ python-dev swig \pkg-config libboost1.48-all-dev libfftw3-dev libcppunit-dev libgsl0-dev \libusb-dev sdcc libsdl1.2-dev python-wxgtk2.8 python-numpy \python-cheetah python-lxml doxygen python-qt4 python-qwt5-qt4 libxi-dev \libqt4-opengl-dev libqwt5-qt4-dev libfontconfig1-dev libxrender-dev

En caso contrario consultar la página web donde vienen detalladas más posibilidades.

B.3 GNU Radio

Hay que tener en cuenta que desde el Gestor de Software o el mismo Gestor de Paquetes de Synapticse puede instalar la versión 3.6 pero si es necesario instalar una versión más moderna, por ejemplo parapoder usar el dispositivo RTL, hay que buscar fórmulas alternativas. Después de probar muchas, consideroque esta es la más eficiente y sencilla http://gnuradio.org/redmine/projects/gnuradio/wiki/ InstallingGR#Using-the-build-gnuradio-script.

Para instalar el GNU Radio hay que ubicar el terminal en la dirección donde se quiera instalar el programay escribir:

wget http://www.sbrac.org/files/build-gnuradio && chmod a+x ./build-gnuradio&& ./build-gnuradio

La instalación es automática y lenta, y si se instalase rápidamente es probable que hubiera habido algúnproblema durante este proceso.

B.4 Osmocom blocks

En el caso de que ya estuviese instalada en el ordenador una versión superior a la 3.6.4 o por algún motivono se hayan instalado los bloques se deben seguir las recomendaciones de http:// sdr.osmocom.org/ trac/wiki/GrOsmoSDR.

En caso de querer instalar el módulo (si se ha seguido el paso anterior no es necesario) hay que ejecutaren el terminal:

git clone git://git.osmocom.org/gr-osmosdrcd gr-osmosdr/

Después hay que ejecutar (y si estaba instalado pero no instalado):

mkdir buildcd build/cmake ../

Luego,

makesudo make installsudo ldconfig

http://gnuradio.org/redmine/projects/gnuradio/wiki/InstallingGR#Using-the-build-gnuradio-script

http://gnuradio.org/redmine/projects/gnuradio/wiki/InstallingGR#Using-the-build-gnuradio-script

http://sdr.osmocom.org/trac/wiki/GrOsmoSDR

http://sdr.osmocom.org/trac/wiki/GrOsmoSDR

B.4 Osmocom blocks 69

Y ya deberían aparecer los bloques que interesan.

Apéndice CInstalación de Zadig

C.1 Introducción

Para que los sistemas operativos de Windows reconozcan el dispositivo RTL se debe instalar el softwareZadig, que es la base para poder usar cualquier programa del sistema operativo más común. Para ello heseguido las instrucciones de la página http://www.rtl-sdr.com/rtl-sdr-quick-start-guide/ .

71

http://www.rtl-sdr.com/rtl-sdr-quick-start-guide/

Índice de Figuras

2.1 Logotipo del Wireless Innovation Forum 52.2 Diagrama de bloques funcionales de SDR. Imagen obtenida de [2] 6

3.1 Dispositivo con mando a distancia y antena 93.2 Exterior dispositivo Nooelec TV28T 103.3 Interior dispositivo Nooelec TV28T 113.4 Antena incluida con el dispositivo Nooelec TV28T 123.5 Demodulador RTL2832U 123.6 Esquema del sintonizador R820T para la televisión 143.7 Esquema del sintonizador R820T para el ordenador 143.8 Diagrama de bloques simplificado del R820T 15

4.1 Logotipo de la organización GNU Radio 194.2 Logotipo e icono de GNU Radio Companion 194.3 Ejemplo de la radio FM en GRC completo 204.4 Bloque y propiedades de la fuente RTL-SDR 214.5 Display del espectro de entrada de la radio FM 224.6 Display del espectro de salida de la radio FM 234.7 Radio DAB de SDR-J 234.8 Radio FM de SDR-J 244.9 Radio simplificada FM de SDR-J 24

5.1 Antena serie de los dispositivos SDR de Nooelec 265.2 Captura de FM Receiver 0.92 con numeración (versión usada 0.96, no afecta a la numeración) 275.3 Selector 1. Input device 285.4 Selector 3. Output device 285.5 Selector 2. Start 285.6 Selector 11. Raw input dump 285.7 Selector 12. Audio dump 295.8 Teclado numérico y selectores para el control de la frecuencia 295.9 Selectores f++ y f– 295.10 Selectores fc++ y fc– 295.11 Selectores de salto de frecuencia 30

73

74 Índice de Figuras

5.12 Pantallas de espectro de frecuencia, la superior es la recibida y la inferior la decodificada 305.13 Información de tasas de datos 305.14 Diversos controles 305.15 Selector 21. Decodificadores 315.16 Selector 29. RDS 315.17 Displays de información sobre la señal recibida 315.18 Selector Quit 315.19 DAB Receiver con numeración 325.20 Selector 1. Input device 325.21 Selector 2. Mode 325.22 Selector 3. Banda 335.23 Selector 19. Selección de la salida 355.24 Selector 14. Inicio 355.25 Información de las tramas recibidas 355.26 Información de la estación 365.27 Lista de estaciones 365.28 Constelación de la estación 365.29 Selector 7. Spectrum/waterfall 365.30 Pantalla con el espectro 375.31 Pantalla con el espectro en cascada 375.32 Información diversa 375.33 Selector 12. Reset 375.34 Selector 15. Quit. Salida de DAB Receiver 38

Índice de Tablas

5.1 Características DAB en función del modo. Tabla obtenida de [5] 335.2 Lista de canales de la banda III 345.3 Lista de canales de la banda L 35

75

Índice de Códigos

A.1 fmradio.grc 41

77

Bibliografía

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[6] Perales Benito, Tomás, (2005). Radio y Televisión Digitales", Editorial Creaciones Copyright, Ma-drid.

[7] 213.253.40.136. "Software Defined Radio", [en línea]. Septiembre 2002, Octubre 2013, [Octubre2013]. http://en.wikipedia.org/wiki/Software-defined_radio

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[9] RTL-SDR blog. “About RTL-SDR”, [en línea]. Agosto 2013, [Octubre 2013]. http://www.rtl-sdr.com/about-rtl-sdr/

[10] SDR-RADIO.com GmbH. "SDR-RADIO", [en línea]. 2009, Noviembre 2013, [Noviembre 2013].http:// sdr-radio.com/

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[13] RTL-SDR blog. “RTL-SDR Blog”, [en línea]. Agosto 2013, Noviembre 2013, [Noviembre 2013].https://www.facebook.com/rtlsdrblog?fref=ts

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http://www.amateur-radio-wiki.net/index.php?title=RTL2832&action=history

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http://152.104.125.41/products/productsView.aspx?Langid=1&PNid=22&PFid=35&Level=4&Conn=3&ProdID=257

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http://www.rafaelmicro.com

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http://gnuradio.org/redmine/projects/gnuradio/wiki

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