Projets:Lab:2011:GHPSDR3-Alex
Cékoidon
Ce projet s'inscrit en droite ligne de l'esprit Electrolab. Il associe informatique libre et bidouilles sauvages au fer à souder, construction de radios logicielles et concentration de leurs ressources. En d'autres termes, il s'agit d'installer, de configurer et d'équiper de ses périphériques un serveur d'émission/réception de type "Web SDR" ou "IP SDR", universel, reposant une plateforme GNU, indépendante du type de matériel radio ou de l'architecture des postes clients qui s'y connecteront.Ce serveur a pour nom GHPSDR.
Il est surtout le résultat de plusieurs projets Electrolab convergents, à commencer par le « gros » chantier du MSA, appareil de mesure et d’analyse des signaux radios.
Il procède également de l’intérêt croissant de beaucoup envers le hack des clefs USB de réception TV par le groupe Osmocom http://sdr.osmocom.org/trac/wiki/rtl-sdr -lequel a d’ailleurs généré à son tour un « mini-projet de demi-journée » (un « upconverter » pour l’écoute des bandes décamétriques).
Il est enfin la suite logique d'un « group build » organisé il y a peu autour de la construction de la SDR Widget, une carte de traitement de signal spécifiquement étudiée pour piloter et traiter les information provenant d’une radio logicielle.
On pourrait ajouter que ce projet se situe dans une mouvance technique quasi prévisible : la disparition –ou la diminution progressive- des récepteurs de radiodiffusion dédiés au profit de centres multimédias capables de distribuer un contenu via réseau. Que l’on parle de télévision, de radio « broacast », voir de systèmes plus exotiques tels qu’une installation radioamateur, il est pratiquement certains qu’à terme, la partie réception –donc purement électronique- sera concentrée en un seul point, un serveur de flux, flux qui sera lu par des terminaux ou postes clients polyvalents –tablette, diffuseurs vidéo, ordinateurs, smartphones etc. Une évolution rendue possible grâce à l’apparition d’une part des SDR et d’autre part des réseaux locaux à large bande passante.
De manière plus générale, le remplacement progressif des systèmes de liaison radio traditionnels par des outils autoreconfigurables par logiciel commence à ouvrir la porte à des infrastructures réseau « agiles » et « autoadaptatives » (ou, selon l’expression de leur inventeur Joseph Mitola, des réseaux cognitifs) considérablement plus sûres (mais pas inviolables) que les réseaux radio traditionnels constitués d’un bric à brac de technologies, de protocoles, de liens et de passerelles plus ou moins biens adaptés. Commencer à comprendre dès aujourd’hui, même par une approche simple, comment fonctionneront ces réseaux constitués d’un maillage SDR est une quasi nécessité pour le hacker/OM contemporain. Le SDR est aux réseaux sans fil (dont font partie les grands réseaux d’opérateurs) ce que Wireshark, Nessus et Nmap sont aux réseaux filaires.
Passons aux choses concrètes. Nous partons du principe que toute personne intéressée par ce genre de projet possède déjà un récepteur ou un émetteur-récepteur logiciel. Les gros salaires peuvent dépoussiérer leurs USRP2, les hackers prolétaires brandiront d’un poing rageur leurs clefs DVB-T âprement achetées 7 dollars (port compris) sur les étals des ebayeurs de l’Empire du Milieu. Quant aux radioamateurs, ils dépoussièreront leurs Softrock, Perseus, UHFSDR, SDR-iq, HiQSDR et luxueux HPSDR et prouveront que leur ADN de hacker avant l’heure et leur passion de la communication et de la transmission du savoir ne sont pas de vains mots. Poil au dos.
Note importante : Il va sans dire, mais cela ira mieux en l'écrivant, que l'usage de tout matériel d'émission en dehors des fréquences "sans licence" est soumis à des contraintes légales très strictes. Il est également important de préciser que l'utilisation à distance d'un émetteur du service amateur via le réseau public est strictement interdit en France. Lorsque nous parlons de transmission via protocole TCP/IP, cela s'entend dans le cadre précis du réseau local de l'exploitant. Le présent projet ne constitue en aucun cas une incitation à contourner la loi.
Les principaux conseils que vous trouverez sur ces pages reflètent essentiellement le fruit du travail et de l'expérience de Sid Boyce, G3VBV, qui anime la communauté Softrock depuis ses toutes premières heures.
Qu’est-ce que Linux
Ou Des différences génétiques qui caractérisent Linux et Windows
Le caractère très général de ce chapitre et le soucis de ne pas trop alourdir la page principale du projet avec des digressions moins techniques et moins "radio" ont nécessité l'ouverture d'une pages spécifique, intitulée Windows vs Linux
Qu'est-ce que GHPSDR3-Alex
GHPSDR3-Alex est une évolution de GHPSDR de John Melton. Il s'agit d'un ensemble de logiciels capables de "servir" des flux radio reçus par des radios logicielles (SDR). Il peut piloter des émetteurs-récepteurs à distance via réseau, et partager les ressources de un à quatre récepteurs ou tranceivers SDR entre plusieurs usagers... en fonction des capacités et de la bande passante des segments de réseau IP utilisés, et bien entendu de la puissance CPU disponible coté serveur.
Attention : lorsque nous parlons de flux, il ne s'agit pas du simple streaming d'une seule et unique communication, mais d'une portion de spectre de 200 kHz -donc potentiellement plus de 150 stations radio-, portion de spectre pouvant être "positionnée" sur n'importe quelle fréquence située dans la plage du récepteur utilisé (en général, de 1,8 à 30 MHz avec un Softrock, mais pouvant couvrir de 3 à 700 MHz avec une tête UHFSDR, voir plus -22 à 1700 MHz par exemple si l'on connecte une clef DVB-T)
GHPSDR est constitué de trois parties : un frontal chargé d'interfacer l'électronique (radiorécepteur ou émetteur-récepteur), un serveur de flux -qui convertit le spectre reçu en trames IP- et un client local ou distant qui décodera le signal, sera chargé des changements de bande ou de fréquence etc. C'est la partie la plus visible de l'iceberg des "web-sdr".
On imagine aisément qu'il existe plusieurs type de frontaux, un par famille de SDR à piloter. Les SDR utilisant un Si570 et les pilotes de DG8SAQ ont besoin d'un programme nommé softrock. Ceux qui utilisent une SDR-Widget emploieront Widget-server, les possesseurs de clefs RTL-SDR lanceront le serveur rtlsdr et ainsi de suite, pour toutes les plateformes acceptées, y compris le HPSDR du radio club de Tucson (tapr), le Perseus, l'USRP etc.
La partie centrale, le pivot du serveur, se nomme dspserver. Elle est commune à toutes les interfaces et est indépendante du type de client utilisé
Le client principale, QtRadio (prononcer "Cute radio") existe en version Windows et Linux (pure Debian, Ubuntu, Fedora) pour plateforme X86, iA64, Raspberry Pi et Odroid X. Mais le client le plus utilisé par les non-OM (téléchargé plus de 12000 fois sur Google Play), c'est Glsdr, qui tourne sur les Smartphones et tablettes sous Android.
La partie serveur n'existe que sous Linux. Les poste clients, en revanche, ont été compilés sous Linux, Windows, Android, JVM...
Plus d'informations sont disponibles sur le site GHPSDR3-Alex
Les sources des programmes sont accessibles sur github
Une cartographie en temps réel des serveurs accessibles sur Internet est hébergée sur le serveur Web d'Andréa Montefusco IW0HDV. Avant de vous lancer dans une telle réalisation, installez GLSDR sur votre tablette Android ou smartphone, et balayez les bandes... vous vous rendrez vite compte que cela n'a rien a voir avec le Web-SDR de l'Université de Twente, remarquable précurseur monté par PA3FWM
Le socle matériel historique est constitué d'un émetteur-récepteur Softrock 6.3NG, d'une extension associant filtres et commande de fréquence, la "mobo 4.3", et une interface de commande et de traitement de signal ayant déjà fait l'objet d'un projet de construction au sein de l'Electrolab, la SDR-Widget. C'est cette plateforme qui nous servira d'exemple d'application, mais nous tenterons également de fournir les paramètres pour les plateformes "clef DVB-T RTL 2832U" et UHFSDR.
Quelle version choisir
Il existe de nombreuses instructions d'installation.
- Notamment une édition "live USB" du serveur, qui n'accepte manifestement pas de fonctionner avec une SDR-Widget dotée d'un firmware récent
- une version "PPA nobrainer ubuntu" au format DEB conçue par Andréa Montefusco, mais qui ne semble plus maintenue depuis 2 ans.
- Par ailleurs, N8MDP a rédigé deux très longs et très détaillés "how to"... le tout pour installer un code qui ne parvient pas toujours à tomber en marche, car lié à des versions de bibliothèques, de noyau ou de code source relativement figés
C'est principalement la raison pour laquelle il nous a semblé nécessaire d'écrire ce guide d'installation rapide qui part des codes source principaux, ceux écrits par Alex, et donc la dernière versions stable connue.
Préparation de l'ordinateur
Le plus simple, pour les habitués de Windows, et après avoir installé votre noyau Linux Debian, et de se loguer en compte "root" et d'installer un deamon ssh
Control-Alt-F1
MonLinux login : root Password : monmotdepasse
installation du serveur ssh
apt-get install openssh-server
il suffit de répondre "oui" à la question que pose le système après avoir fait défilé une bordée d'information, et le logiciel est installé(openssh est installé par défaut en général)
On en profite au passage pour augmenter les privilèges de l'utilisateur par défaut (le second compte "simple utilisateur" créé lors de la procédure d'installation)afin de lui octroyer la permission de télécharger et installer des logiciels
adduser nomdutilisateur sudo
Ce pourrait être par exemple "adduser f6itu sudo". Cette élévation de privilège est importante, car par défaut, un utilisateur "normal" n'a aucun droit "sudo" sous Debian... ce qui n'est pas le cas sous Ubuntu.
Il faut ensuite connaitre l'adresse IP de l'ordinateur sous Linux avec la commande ifconfig. Laquelle affichera
root@ghpsdr4:/# ifconfig
eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:1c:7e:d4:05:a7
inet adr:192.168.0.223 Bcast:192.168.0.255 Masque:255.255.255.0
.../...
Notre adresse attribuée par le serveur dhcp de la box ADSL est ici 192.168.0.223, retenons-là, elle nous servira plus tard. Par la suite, il sera préférable d'attribuer (via l'interface graphique de Linux), une adresse IP fixe. Dans un réseau, il est plus pratique de travailler avec des adresses précises. Cela est même obligatoire si l'on souhaite "publier" sa station radio sur Internet pour en faire un Web-SDR.
Il ne reste plus qu'à quitter la session root
root@MonLinux: logout
ce qui renvoie à l'invite de login. Le retour à la session graphique de démarrage s'obtient avec la séquence
Control-Alt-F7
A partir de ce moment, la machine Linux est accessible par n'importe quelle autre ordinateur relié au réseau local... y compris ceux sous Windows.
Télécharger sur la machine Windows un programme de communication ssh.Putty est l'un des plus simples et efficace. En inscrivant l'adresse IP de ma machine Linux dans la fenêtre de paramètres, Putty ouvre une session de "prise de contrôle à distance" en mode caractère.
Il maintenant possible d'effectuer des couper-coller entre l'écran de ce site Web et la fenêtre en mode caractère du client ssh Putty. De cette manière, les probabilités d'erreurs de saisie et de fautes de frappes sont excessivement réduites. Une installation complète du serveur GHPSDR3-Alex avec cette technique ne prend pas plus de 2 heures, café compris.
Nota bene : une fois que l'on a sélectionné et "copié" une ligne sous Windows, un simple "clic droit" expédie le contenu du buffer dans la fenêtre Terminal de Puttty. Il n'y a pas de menu déroulant, pas de commande accessoire complémentaire. Si l'on souhaite effectuer une copie de l'écran sous Putty, il suffit de sélectionner la zone en gardant appuyé le bouton gauche de la souris. Le contenu de la zone sélectionnée est automatiquement enregistré dans le tampon de copie, et peut être collé dans Notepad sous Windows, par exemple.
Rien n'interdit de procéder de la même manière en ouvrant une session graphique sous Linux, puis une fenêtre en mode terminal (Xterm par exemple) et de procéder à l'installation à grand renforts de couper-coller.
Installation de GHPSDR3-Alex
Récupération des sources et libs nécessaires
Si cela n’a pas déjà été fait (installation de TVHeadend par exemple)
apt-get install build-essential git pkg-config libssl-dev bzip2 wget zlib1g-dev
puis
apt-get install libqt4-opengl-dev freeglut3-dev libusb-0.1-4 apt-get install libfftw3-dev portaudio19-dev libpulse-dev apt-get install libsamplerate0-dev libusb-1.0-0-dev libconfig8-dev apt-get install autoconf libtool libjack-dev libgsl0-dev libgtk2.0-dev apt-get install libusb-dev libortp-dev git-core subversion qtmobility-dev
Si l'installation s'effectue à partir d'une Debian "Stable/Squeeze", aka Debian 6.x-, il est nécessaire d'installer glutg3-dev plutôt que freeglut3-dev
apt-get install libqt4-opengl-dev glutg3-dev libusb-0.1-4
A noter :
- - le gsl de la "libgsl0-dev" s'écrit "golf sierra lima" et non "golf sierra Unité Zéro". (remarque destinée aux personnes n'utilisant pas la technique "couper-coller" et préférant entrer les ordres à la main)
- - le libusb-dev par défaut risque de ne pas convenir sur certains noyaux (Ubuntu) : voir ci-après
Ces deux dernières installations permettent d’aller récupérer les versions les plus récentes des bibliothèques de fonctions “stables” sur les dépots Github et SVN, c'est à dire avec d'autres outils que les traditionnels aptitude/apt-get/dpkg utilisés par défaut sous Gnu-Linux-Debian-Unix-Like-but-not-Unix-dérivé-de-system-V (ironique, moi ? mais non, voyons)
Il est conseillé d’effectuer les différentes opérations dans le répertoire « home » de l’utilisateur principal (et non sur le répertoire "privé" de root)
Récupération du dernier source en date de ghpsdr3-Alex
cd /home/nomutilisateur git clone git://github.com/alexlee188/ghpsdr3-alex.git
Récupération de 4 « libs » complémentaires "à la main"
Ces bibliothèques de fonctions (Codec2-dev, Libevent et ortp) ne sont a priori pas accessibles depuis un noyau Pure Debian Squeeze. Elles sont parfois disponibles avec un simple "apt-get install" sous Ubuntu. Il est préférable de ne les installer que si le ./configure de ghpsdr3 le demande.
Codec2-dev
Se trouve sur un dépôt Subversion
svn co https://freetel.svn.sourceforge.net/svnroot/freetel/codec2-dev codec2-dev cd codec2-dev ./configure make make install ldconfig make clean cd ..
Libevent
Opération non nécessaire sur Debian Wheezy 7.x et Ubuntu 12.x
Par défaut, libevent de Debian Squeeze en est resté à une version 1.4 (ou 1.5...1.9) il nous faut une version 2.0 Cette fois, le dépôt est sur Github
Il est primordial de supprimer toute ancienne version 1.4 et antérieure de libevent avant que de lancer la compilation du serveur.
apt-get remove libevent-1.4-2
Si le noyau utilisé est plus ancien que 6.0.7, il se peut que l'immatriculation de la bibliothèque soit différente. Il est dans ce cas plus simple de supprimer le paquet en mode graphique, avec une application comme synaptic.
La nouvelle version se récupère comme suit
git clone git://github.com/libevent/libevent.git cd libevent ./autogen.sh ./configure make make install make clean cd ..
Si l'on n'a pas correctement éliminé l'ancienne version de libevent, il se produit une erreur d'exécution de dspserver (rien de suspect ne survient durant la compilation)
Cette erreur caractéristique est
softrock: error while loading shared libraries: libevent_pthreads-2.1.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory
ortp-dev Si l’on ne parvient pas à la descendre libortp-dev avec apt-get ou synaptic... ceci n'est pas très clair dans la config du rédacteur de ces lignes
git clone https://github.com/avis/ortp.git cd ortp ./autogen.sh ./configure make make install make clean cd ..
Libusb
Cette étape est seulement nécessaire pour les utilisateurs d'anciens noyaux Ubuntu utilisent par défaut une bibliothèque usb qui ne convient pas à GHPSDR3-Alex. Il faut alors récupérer la dernière version en date de libusb-1 qui ne figure pas dans les dépots par défaut
Libusb installation de Libusb pour les utilisateur d'anciennes version Ubuntu
Ceci fait, on peut passer à l'installation du programme serveur GHPSDR3 à proprement parler, après avoir redémarré le système en lançant un
shutdown -r now
purement chamanique...
Compilation de GHPSDR3-Alex
L'opération se déroule dans le répertoire /home de l'utilisateur principal (et non le répertoire de root)
cd /home/nomutiliateur/ghpsdr3-alex autoreconf –i ./configure make all make install
L’on obtient alors quatre elements clef de la suite de programmes
ghpsdr3-alex/trunk/src/QtRadio/QtRadio ghpsdr3-alex/trunk/src/dspserver/dspserver ghpsdr3-alex/trunk/src/server/hpsdr-server ghpsdr3-alex/trunk/src/softrock/softrock
Ces répertoires, ainsi que quelques autres plus spécialisés (le serveur pour les possesseurs de SDR-Widget par exemple) contiennent les programmes exécutables constituant l'ensemble GHPSDR3-Alex. A noter qu'un répertoire
ghpsdr3-alex/trunk/bin
contient déjà quelques programmes (monitor par exemple). Pour des raisons de simplicité, il est conseillé de copier dans ce répertoire "bin" les exécutables éparpillés dans les différents sous-répertoires de ghpsdr3-alex/trunk/src/.
Pour vérifier la validité des options de compilation, vous pouvez exécuter
softrock --toto
qui vous répondra
root@GHPSDR:/home/marc/ghpsdr3-alex/trunk/src/softrock# softrock --toto
softrock: unrecognized option '--toto'
invalid argument
Usage options:
-s= or --samplerate
-d= or --device (OSS audio device)
-i= or --input (Port Audio device for input)
-o= or --output (Port Audio device for output)
--iq or --qi (to swap I and Q channels)
--si570 (to use a unit having a Si570 oscillater)
-v or --verbose
-f= or --startupfreq (set Si570 startup frequency)
-m= or --multiplier (set Si570 multiplier)
--correctedfreq (set Si570 corrected frequency)
--serialid
--record filename (record to this file)
--playback filename (playback this file)
--receivers (number of receivers)
-j or --jack (use Jack Audio Connection Kit for audio in/out)
root@GHPSDR:/home/marc/ghpsdr3-alex/trunk/src/softrock#
Un exécutable qui rouspète, c'est un exécutable qui fonctionne. On peut passer au branchement des différents appareils et entamer les premiers tests.
D’autres indications peuvent être obtenues sur le réflecteur hpsdr ainsi que sur
https://github.com/alexlee188/ghpsdr3-alex/blob/master/README http://napan.ca/ghpsdr3/index.php/Main_Page
Configuration logicielle de GHPSDR3-Alex
Paramètres du serveur
Lancer une première fois le programme dspserver
dspserver --share --lo 9000 --lookupcountry
le programme répond
root@GHPSDR:/etc/udev/rules.d# dspserver --share --lo 9000 --lookupcountry Country Lookup is On Reading conf file /root/dspserver.conf ********************************************************** A new dspserver config file template has been created at: /root/dspserver.conf Please edit this file and fill in your station details! *********************************************************** ********************************************************** Your config file located at: /root/dspserver.conf Contains Unknown for a Call Please edit this file and fill in your station details! ***********************************************************
Editer le fichier dspserver.conf et renseigner les champs nécessaires (indicatif, QTH, type d’émetteur ou récepteur, type d’antenne etc) avec l’ordre
nano/root/dspserver.conf
(on sort de l’éditeur en tapant Control-X avant confirmation d’écriture, O ou Y selon la localisaton)
Paramétrer dspserver.conf,
Une page spéciale est consacrée aux paramètres de dspserver.conf
Règles des périphériques USB
Une fois le fichier dspserver.conf enregistré, éditer dans /etc/udev/rules.d un fichier 99-softrock.rules contenant
SUBSYSTEM=="usb", ATTR{idVendor}=="16c0", ATTR{idProduct}=="05dc", MODE="0660", GROUP="dialout"
A noter que, pour les possesseurs de cartes SDR-Widget, le contenu du fichier est un peu plus étendu
# DG8SAQ
SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="16c0", ATTRS{idProduct}=="05dc", MODE:="0666"
# VOTI Internal Lab Use
SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="16c0", ATTRS{idProduct}=="03e8", MODE:="0666"
# HPSDR Ozy
SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="fffe", ATTRS{idProduct}=="0007", MODE:="0666"
Ce fichier de règles indique que, sur une des prises USB (que l’on peut scanner avec l’ordre « lsusb ») se trouve un périphérique possédant l’identifiant de fabricant « 16c0 » et l’identifiant produit « 05dc » (qui correspondent aux interfaces de commande DG8SAQ), et que les droits attribués à cette règle sont élevées au niveau « 660 » pour tout membre du groupe « dialout ».
Pour vérifier que ce groupe fait bien partie de ceux référencés dans vos ACL (listes de contrôle d’accès), il suffit de lance l’ordre
cat /etc/group
qui va vous lister tous les groups officiellement acceptés par votre système. Quelque part doit se trouver le mot « dialout ». S'il n'existe pas, vous pouvez utiliser le nom d'un autre groupe, tel que "user"
Il ne vous reste plus qu’à ouvrir votre réseau local sur le monde extérieur pour que d’autres personnes (ou vous-même) puissent accéder à votre récepteur. Cette opération n’est possible qu’en modifiant les paramètres de redirection de port de votre routeur ADSL ou du routeur situé en aval de votre modem ADSL. Le port à ouvrir est le 8000, en TCP, lié à l’adresse ip de la machine exécutant GHPSDR3-Alex.
Il existe une multitude de façon de modifier les redirection de port sur un routeur ADSL. A titre d'exemple, celle fonctionnant sur une Freebox est documentée à l'adresse
Configuration et paramètres audio
UNDER CONSTRUCTION
Installer les paquets
apt-get install pavucontrol paprefs
Puis modifier les droits d’exploitation à la console audio avec votre nom de compte
adduser NomUser pulse adduser NomUser pulse-access adduser NomUser audio
Editer ensuite le fichier system.pa
nano /etc/pulse/system.pa
avec le contenu suivant (à coller en fin de fichier)
load-module module-position-event-sounds load-module module-native-protocol-tcp auth-anonymous=1
relancer PulseAudio pour qu’il puisse prendre en considération ce changement
/etc/init.d/pulseaudio restart
Editer ensuite le fichier daemon.conf
nano /etc/pulse/daemon.conf
en activant(suppression du caractère « # » de début de ligne) les lignes suivantes
default-sample-format = s16le default-sample-rate = 192000 default-sample-channels = 2 default-channel-map = front-left,front-right
Il est à noter que si votre carte audio est limitée à 48 kHz ou à 96 kHz, la seconde ligne devra être modifiée en conséquence (48000 ou 96000)
A ce stade, il est nécessaire de passer sur la console en mode graphique, et de modifier, via l'interface PulseAudio Préférences, (menu Système/Préférences/Préférences de Pulse Audio) les paramètres d'accès réseau et de serveur réseau (voir ci-dessous)
Configuration du mode audio temps réel
Editer le fichier limits.conf
nano /etc/security/limits.conf
Avec le contenu suivant :
@audio – rtprio 99 @audio – memlock unlimited
Paramètres de lancement
Le lancement de ghpsdr3-Alex s’effectue en exécutant les ordres
softrock --iq --si570 --samplerate 192000 dspserver --lo 9000
chacun dans une fenêtre de terminal différente (les deux processus doivent tourner de manière indépendantes. Considérez-les de la même manière que des processus préemptifs sous Windows par exemple
