Доклады на GNU Radio Days 2019 прошли в июне. В течение последней недели записи докладов были загружены на YouTube на канале Software Defined Radio Academy. Они охватывают широкий спектр передовых тем исследований и проектов в области SDR. Многие докладчики также использовали USB-адаптеры RTL-SDR, а также другие более продвинутые SDR в своих исследованиях.
Все доклады объединены в два видеоролика по три часа каждый, охватывающих утреннюю и дневную сессию первого дня. Во второй день также есть два видео, состоящие из записей учебных сессий, которые используют PlutoSDR. Наконец, есть и основная речь Маркуса Мюллера, в которой он погружается во внутреннюю работу GNU Radio.
Ниже приведены доклады с отметками времени для видео на YouTube. Краткие аннотации к каждому докладу можно также найти в книге конференции. Отмечаем, что не все аннотации, по-видимому, были представлены в видео, поэтому стоит проверить книгу на предмет пропущенных докладов, касающихся пассивного радара, 60 ГГц линка, встроенного GNU Radio на PlutoSDR, SDR 802.11 через инфракрасную передачу, прототипирования PHY-MAC слоев в плотных IoT-сетях и взлома протокола DSMx Drone RC.
День первый: Утренняя сессия
00:19:00 – Оптимизация обработки сигналов массива в GNU Radio для задач слежения и приема, Bieber E [et al.]
Среди прочих миссий Франко-германский исследовательский институт Святого Луи (ISL) занимается обработкой сигналов массива для защищённых коммуникаций между высокоскоростными снарядами и союзными базовыми станциями. В рамках этой концепции была разработана принимающая станция для слежения за снарядом на базе коммерческих Software-Defined Radios (SDR) с использованием четырех каналов для нацеливания антенны и повторного объединения принятых сигналов, тем самым увеличивая коэффициент полезного действия принимающей станции. Передатчик, встроенный в снаряд, отправлял данные на принятый станцию со скоростью 2 Мбит/с. Чтобы декодировать и обрабатывать в реальном времени данные, принятые четырьмя каналами антенны, требовалась высокая частота дискретизации. Поскольку данная ресурсоёмкая задача приводила к переполнениям выборок (периодическим потерям данных между SDR и компьютером), необходима была оптимизация наших алгоритмов, реализованных в GNU Radio, и взаимосвязь между нашими блоками. Эта статья призвана дать отзыв о нашей работе по оптимизации. Некоторые из основных проблем, с которыми мы столкнулись, и предлагаемые решения будут кратко изложены и будут подробнее обсуждены на нашей устной презентации
00:43:00 – SatNOGS: Towards a Modern, Crowd Sourced and Open Network of GroundStations, Julien Nicolas
За последние годы затраты на запуск полезной нагрузки в космос существенно снизились, и ожидается, что тенденция сохранится по мере роста интереса к космическим приложениям. Сокращение затрат на запуск и технологические достижения позволили маленьким спутникам революционизировать доступ к космосу.
Большинство миссий малых спутников нацелено на орбиту низкой околоземной орбиты (LEO). Из-за особенностей этой орбиты связь со спутником возможна лишь на несколько минут в день с конкретной локации. Это требует наличия множества наземных станций в разных географических точках. Хотя такая инфраструктура возможна, для исследовательских или образовательных учреждений она часто сложна и дорога. Учитывая, что каждая наземная станция имеет небольшой суточный уровень использования для конкретной спутниковой миссии, свободное время может быть использовано для приёма других миссий. SatNOGS – это проект с открытым исходным кодом и открытым оборудованием, который решает эту проблему, соединяя все участвующие станции и предоставляя их свободное время другим пользователям SatNOGS сети.
1:10:40 – Using GNU Radio to do signal acquisition and analysis with Scopy
1:37:30 – Embedded and Connected Receiver System for nano-satellite in Low Earth Orbit (LEO), Spies Francois [et al.]
Цель данной работы — разработать набор приёмников космических сигналов, встроенных, подключённых и с низким энергопотреблением. Этот набор должен быть прост в реализации и предназначен для широкого развертывания на глобальном уровне, чтобы обеспечить полный и непрерывный приём каждого спутникового сигнала в любое время без потерь. Высота орбиты спутника должна позволять покрывать планету менее чем стаю приёмных станций на Земле. Приёмные станции будут размещаться в основном в университетах с доступом eduroam, чтобы облегчить передачу информации на сервер.
1:59:40 – KiwiSDR as a new GNURadio source, Mayer Christoph
К настоящему времени онлайн доступны более 300 KiwiSDR по всему миру. После введения KiwiSDR, представлен клиент GNURadio websocket для KiwiSDR. В качестве примера использования клиента GNURadio KiwiSDR демонстрируется когерентное сочетание IQ-потоков KiwiSDR и декодеров, реализованных в GNU Radio, для цифровых HF-режимов с использованием клиента KiwiSDR.
2:30:20 – Using GNU Radio Companion to improve student understanding of signal processing theory through VHF Omni-Directional Range (VOR) signal demodulation, Blais Antoine [et al.]
École Nationale de l’Aviation Civile (ENAC), Французский университет гражданской авиации, предлагает программу подготовки выпускников-инженеров, в которой среди прочего присутствует специализация в радиотелеметрии и навигации (SAT). Эта специализация характеризуется углублёнными теоретическими курсами по теории сигналов, обработке сигналов, цифровым коммуникациям и навигации. Некоторые практические занятия помогают студентам понять конкретные моменты в этих курсах. Однако такой разрозненный подход не даёт чёткого обзора полезности этих курсов ни по отдельности, ни вместе. Именно поэтому эти практические занятия дополняются долгим проектом, который в качестве глобального примера применения предполагает демодуляцию сигнала VHF Omni-Directional Range (VOR). В этой работе подробно описан этот долгий проект — от педагогического подхода до некоторых интересных аспектов реализации.
День первый: Послеобеденная сессия
00:00:30 – VLBI with GNU Radio, RFNoC and White Rabbit, Boven Paul
00:35:25 – Fully Digital Electronics for Fiber-Link Frequency Transfer Implemented onRed Pitaya, Cardenas Olaya Andrea Carolina [et al.]
Данная работа представляет цифровые инструменты для переноса по оптоволоконным линкам частоты. Предлагаемая система отслеживает фазу и амплитуду бета-нотов на концах волокна (активно или пассивно) для компенсации фазового шума и вращения поляризации. Реализация выполнена на Red Pitaya, открытой платформе, которая объединяет быстродействующие аналого-цифровые и цифро-аналоговые конверторы с Zynq System-on-Chip. Система имеет пропускную способность детекции 10 МГц, совместимую с линками на тысячи километров, и может быть точно настроена для достижения адекватного коэффициента сигнал/шум, минимизируя образование цикла ошибок.
00:56:30 – Frequency locking a laser on a spectral hole pattern with a multi-channel heterodyne method using SDR and GnuRadio, Galland N [et al.]
Высокоточная спектроскопическая защита лазера по образцу узких спектральных дыр, встроенном в неравномерно расширившийся поглощение Eu3+ : Y2SiO5 кристалла, может использоваться для стабилизации частоты лазера. Мультиналовый узор дыр может быть расплавлен, и все дыры можно одновременно исследовать с помощью множества частотных сигналов. Дисперсионное сцепление, возникающее при прохождении света через кристалл, измеряется для выработки сигнала ошибки, подходящего к закреплению частоты лазера по образцу спектральной дыры. Для генерации нескольких частотных сигналов и вычисления коррекции частоты лазера используется Ettus USRP X310, управляемый программой на Python на базе GNU Radio.
1:23:50 – A LoRaWAN Security Assessment Test Bench, Claverie Tristan [et al.]
LoRaWAN — этот недавний протокол, и хотя он уже исследуется с точки зрения безопасности, ряд атак трудно воспроизвести на практике из-за нехватки деталей относительно тестовых стендов. После обзора предыдущих работ по протоколу LoRaWAN и описанных платформ мы представляем окружение на основе аппаратного обеспечения, программного обеспечения и SDR для изучения радиоблока протокола. Эффективность данной архитектуры демонстрируется воспроизведением теоретических атак на LoRaWAN 1.0
1:54:05 – GNU Radio implementation for Multiuser Multi-Armed Bandit learning algorithms in IoT networks, Manco Julio [et al.]
Предложены новые схемы доступа на основе подходов обучения с использованием многоруконого бандита (MAB) для поддержки растущего числа устройств в IoT-сетях. В данной работе реализован фреймворк GNU Radio для воспроизведения IoT-сети, где устройства IoT, реализующие алгоритмы MAB, способны изучать доступность канала для передачи пакетов в шлюз. Это позволяет включать несколько пользователей IoT, идентифицируемых по идентификатору (ID), и обеспечивает шлюз для обработки большого количества ID, а также коллизий пакетов между устройствами IoT. Экспериментальные результаты показывают, что введение обучающего механизма в схемы доступа может повысить производительность сети.
2:13:33 – Phase noise & digital noise: what is it and why it is important for groundbreaking RF-applications., Bourgeois Pierre-Yves
Уже более десяти лет цифровая электроника оказывает существенное влияние на почти каждую область исследований, предлагая гибкость, надёжность и перенастраиваемость.
Marcus Müller Keynote: The GNURadio scheduler and internals
День второй: Учебная сессия 1
00:00:50 – Exploring the Radio-Frequency Spectrum
02:11:00 – GNU Radio Internals (Writing Out of Tree Blocks for GNU Radio)
День второй: Учебная сессия 2
00:50:00 – Brief Intro to Software Defined Radio from ADI
01:23:00 – Hands-on Workshop: Introduction to ADALM-PLUTO and IIO
1:40:30- Hacking Nordic proprietary protocol with GNU Radio
Источник:
