Remote SDR v5

Émetteur- Récepteur via le web

« Remote SDR » ou « SDR Distant » est une application Web permettant de contrôler à distance, un émetteur – récepteur de radio amateur entre 1 MHz et 6 GHZ. Sa première application a été le contrôle en duplex d’une station permettant les liaisons vers le satellite géostationnaire QO-100 / Es’Hail 2.

Ecoutez QO-100 en direct avec Remote SDR

Remote SDR version 5.0 est disponible sur Github.
Nouveaux SDR traités :
– SDR Play RSP1 , RSP1A,
– MSI.SDR
Partage du récepteur entre plusieurs utilisateurs
Protocole https ( port 443 ) regroupant toutes les communications

Caractéristiques

Récepteur

• SDR en réception:
  • RTL-SDR ( exemple : NESDR SMArt de Nooelec)
  • HackRF One
  • Adalm-Pluto
  • RSP1, RSP1A
  • MSI SDR
• Fréquence : 1 MHz à 6 GHz (suivant le SDR choisi)
• Bande spectrale traitée : 2.5 MHz sur 2048 points (suivant le SDR choisi)
• Audio : 1 voie
• Démodulation : NBFM, WBFM, AM, SSB ou CW
• Décodeur RTTY
• Balayage automatique de la bande
• Equalizer sur la voie Audio
• Réjection de signal (notch filter)
• Réduction du bruit (noise filter)

Émetteur

• Matériel :
  • HackRF One
  • Adalm-Pluto (commun avec le récepteur)
  • module NBFM VHF/UHF SA818 de G-NiceRF
• Fréquence : 1 MHz à 6 GHz (suivant le SDR choisi)
• Puissance : 1 dBm à 30 dBm (suivant le SDR choisi)
• Audio : 1 voie
• Modulation : NBFM, SSB ou CW
• Encodeur RTTY
• Compresseur de modulation en émission
• Equalizer
• codeur CTCSS
• codeur DTMF
• codeur 1750 Hz
• Décalage en fréquence programmable pour les relais
• Manipulateur CW automatique (Iambic A ou Iambic B)

Traitement

• Matériel :
  • Orange Pi Zero 2 , ou
  • Raspberry Pi 4B (2 Go)
• Logiciels :
  • Operating System : Armbian / Debian Bullseye
  • Serveur web :Node JS/ Express
  • Traitement du signal : GNU Radio 3.9
  • Remote SDR (version v3 minimum)
    • Html
    • Javascript
    • Python 3
  • Navigateur web: Chrome, Edge ou Chromium. Ne pas utiliser Firefox.
• Interface réseau : Ethernet cablé ou WIFI
• Interfaçage avec Gpredict pour compenser le Doppler des satellites à orbite basse
• Interfaçage avec un rotator type GS-232
• Affichage et Audio : page WEB sur PC, tablette ou smartphone

Configurations

CONFIGURATION COMPACTE AVEC UN ADALM-PLUTO – Rasperry Pi 4 – ETHERNET

Avantages	Inconvénients
– RPI4 bien connu – Wifi ou Ethernet – 12 bits de dynamique du Pluto	– stabilité en fréquence de l’Adalm-Pluto

Peut nécessiter le rajout d’un oscillateur externe et l‘extension de la bande de l’Adalm-Pluto.

CONFIGURATION COMPACTE AVEC UN ADALM-PLUTO – Opi Zero 2 – Wifi

Avantages	Inconvénients
– optimisé pour le coût – Wifi ou Ethernet – 12 bits de dynamique du Pluto	– stabilité en fréquence de l’Adalm-Pluto

Peut nécessiter le rajout d’un oscillateur externe et l’extension de la bande de l’Adalm-Pluto.

Configuration mixte HackRF – RTL-SDR – Orange Pi Zero 2

En mode dégradé, il est possible d’étendre la réception dans la bande 0.5 MHz – 30 MHz avec un RTL-SDR V3.

Avantages	Inconvénients
– optimisé pour le coût – bonne stabilité en fréquence du TX si un TCXO monté sur le HackRF One	– couverture en fréquence du RX et du TX différente – stabilité en fréquence du RX dépend du modèle de RTL-SDR choisi – 8 bits de dynamique des SDR

Configuration mixte HackRF – RTL-SDR – Raspberry Pi 4

En mode dégradé, il est possible d’étendre la réception dans la bande 0.5 MHz – 30 MHz avec un RTL-SDR V3.

Avantages	Inconvénients
– RPI4 bien connu – bonne stabilité en fréquence du TX si un TCXO monté sur le HackRF One	– couverture en fréquence du RX et du TX différente – stabilité en fréquence du RX dépend du modèle de RTL-SDR choisi – 8 bits de dynamique des SDR

Configuration 2 Hack RF One

Avantages	Inconvénients
– RPI4 bien connu – bonne stabilité en fréquence du TX et du RX si un TCXO monté sur le HackRF One ou partagé entre eux – grande couverture en fréquence	– 8 bits de dynamique des SDR

Configurations RTL-SDR et SA818

Avantages	Inconvénients
– coût environ 100 € – puissance 1w HF	– VHF 2m et/ou UHF 70cm uniquement – en émission NBFM, pas de SSB

Détails sur le transceiver SA818 / RTL-SDR monobande sont donnés ici.

Détails sur le transceiver SA818 / RTL-SDR bibandes sont donnés ici.

Ces configurations permettent de localiser la partie HF près des antennes ce qui est primordial pour des liaisons au-dessus du GHz. Dans la chaîne d’émission, il faut rajouter des amplificateurs pour amener le signal HF au niveau désiré ainsi que du filtrage pour s’assurer de ne pas émettre des raies indésirables. Le SDR de la chaîne de réception peut être au choix un HackRF One, un RTL-SDR ou un Pluto suivant la bande de fréquences que l’on souhaite couvrir. Tous les modèles de RTL-SDR ne couvrent pas la même bande. L’émission réception s’effectue en full-duplex ce qui est primordial lors de liaison satellite pour entendre le retour de son propre signal.

À ce jour (Octobre 2021) , le Raspberry Pi 4B (2 Go) est une bonne solution, mais il y a des difficultés d’approvisionnement. Les « Orange Pi » sont des processeurs similaires au Raspberry Pi tournant sous l’Operating System Armbian ou Debian. En 2020 j’utilisai l’Orange Pi One Plus, à présent en 2021 l’Orange Pi Zero 2 offre également un processeur 64 bits / 4 cœurs, mais également une liaison ethernet ou wifi. Ils servent de serveur Web et effectuent le traitement du signal radio.

Exemple Transceiver QO-100

Exemple UHF Transceiver – Wifi – Orange PI Zero 2

Nouvelle configuration avec l’Orange Pi Zero 2 qui permet de communiquer via le WIFI. Plus de liaison Ethernet cablé, uniquement du 220v près de l’émetteur / récepteur.

Notez qu’il faut un USB Hub entre le Pluto et l’Orange PI One Plus (pas pour l’Orange Pi Zero 2). Cela correspond à un bug système.

Code Source et Image

Le code source ainsi que l’image pour l’Orange Piou le Raspberry Pi 4B sont disponibles sur Github https://github.com/F1ATB/Remote-SDR .

Mise à jour

À partir de la version 5, il est possible de faire les mises à jour de version en ligne. Allez sur la page « Tools » et cliquez sur:
Look for updates / Recherche des mises à jour

Points clés de Remote SDR

En plus de pouvoir localiser le traitement HF près des antennes, il faut noter d’autres points comme :

La réduction du débit de données

Un SDR comme le Pluto demande en réception 1.4 M échantillon/s (minimum) * 2 Octets (16 bits) * 2 voies (I et Q) = 5.6 M Octets / s . Il en est de même pour l’émission. Ce qui nous fait plus de 10M octets / seconde.
Avec Remote SDR, la sortie sur Ethernet ou en Wifi demande :
– 10 k échantillon /s * 2 octets pour l’audio en réception
– 10.24 k échantillon /s * 2 octets pour le spectre en réception
– 10 k échantillon /s * 2 octets pour l’audio en émission
On est à moins de 100 k octets/s en rajoutant les données de contrôle.

On a donc une réduction par 100 environ du débit de communication nécessaire ce qui facilite le contrôle à distance via internet/ethernet sans perte de qualité par une compression de données.

Le mini Ordinateur déporté

En effet, on dispose d’un ordinateur déporté qui dispose d’un GPIO auquel il est possible de rajouter des fonctions. Par exemple, piloter un rotor d’antenne, mesurer des tensions électriques, des températures , etc., … Il est possible d’accéder au système par le web (serveur Apache), en SSH pour lancer une application en mode terminal, ou en mode graphique par le bureau et VNC.

Articles décrivant Remote-SDR

• Remote SDR V5 – Installation image Raspberry 4B ou Orange Pi
• Remote SDR v5 – Installation manuelle
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• Écoute Satellite QO-100 en direct
• RTTY
• Dépannage
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• Introduction à Remote SDR
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• QSO via QO-100 avec un smartphone
• Remote SDR V2 – Architecture Logiciel
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• Remote SDR V1 – Traitement du Signal
• Client Web vers GNU Radio
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• GPIO de l’Orange PI One Plus H6
• Émetteur et récepteur vers Q0-100 avec 2 SDR – Remote SDR V1
• Installation TCXO sur un HackRF