Hallo zusammen, ich sitze momentan an meiner Diplomarbeit und komme nicht wirklich voran. Meine Aufgabe ist es, die Daten einer GBAS-Station anhand eines DVBT-Sticks zu empfangen und anschließend mit Hilfe eines Software Defined Radios die empfangenen Daten zu demodulieren und zu entschlüsseln. Das Software Defined Radio soll mit Hilfe der Open-Source Software GnuRadio entwickelt werden. Die bekannten Daten zu dem GBAS-Signal lauten: -Frequenz: 117,95 MHz -Symbolrate: 10500 Symbole/s -Bandbreite 25 kHz -Pulsformungsfilter: Raised-Cosine Filter mit einem Roll-Off Faktor von 0,6 -Modulation: D8PSK mit Gray-Codierung und 3 Bits pro Symbol Damit das ganze zunächst einfacher ist, habe ich mir erst einmal einen Signalgenerator geschnappt, mit dem ich eine einfache Bitfolge (1,3,7) ohne Gray-Codierung und einem Root-Raised Cosine Filter erzeuge. Mein Problem ist jetzt, dass ich mit Hilfe des DVBT-Sticks (RTL 2832U und R820T2) das erzeugte Signal empfange, es aber nicht richtig dekodiert werden kann. Der Demodulator in GnuRadio übernimmt bereits die Clock und Frequenz Synchronisierung. Anhand eines Plots in GnuRadio wird sichtbar, dass nach den einzelnen Symbolen immer wieder zur 0 zurückgegangen wird. Das darf nicht sein. Meine Vermutung ist jetzt, dass irgendein Parameter nicht stimmt. Momentan taste ich mit der fünffachen Bandbreite das vom DVBT-Stick bereitgestellte I/Q-Signal ab. Somit habe ich eine Samples_pro_Symbol Rate von 11. Könnt ihr mir vielleicht weiterhelfen? Vielen lieben Dank
Bist du dir sicher, dass das Signal aus dem Signalgenerator so aussieht wie du es gerne hättest? Versuche erst mal den Input zu prüfen. Hast du einen Plot der I/Q-Samples wie sie in Gnuradio reingehen und was Gnuradio dann damit macht?
Erst mal zu GBAS http://www.rohde-schwarz.de/file/NEWS_208_german_EVS300.pdf ...das neue Landesystem es gibt Software zum Empfang der Flugzeugpositionsmeldungen um 1 GHz mit Gnuradio, auch ein Blockdiagramm zu DVB-T-Sticks mit RTL-Chip http://sdr.osmocom.org/trac/wiki/rtl-sdr
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Ich habe den ausgehende Signal des Signalgenerators auf einem Spektrum Analyzer untersucht. Das ausgehende Signal sieht so aus wie es soll. Das Signal, was jedoch direkt hinter dem DVBT-Stick abgegriffen wird, hat nicht annähernd etwas mit dem generierten Signal zu tun. Bilder folgen.
Ich verstehe noch nicht ganz die Beschreibung des Messaufbaus. Zuerst erzeugt ein Impulsfolgegenerator ein digitales Nutzsignal. Dann moduliert derselbe Signalgenerator das passend in zwei Teilsignale aufgetrennte Nutzsignal über einen I/Q-Modulator auf einen Hochfrequenz-Träger von 117,95 MHz in D8PSK-Modulation. Gibts zu dem Signalgenerator auch einen Namen? Auf dem Spektrumanalysator sehe ich dann das hochfrequente Sendesignal, wie weiß ich, dass das in Ordnung ist? Der RTL-SDR mischt diese Hochfrequenz in das I/Q-Basisband bis max. 3 MHz Bandbreite herunter, demoduliert aber noch nicht. Die Demodulation muss also in einem weiteren Block des Gnuradio-Programms stattfinden, wie heisst der, gibts den irgendwo im Web ?
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Magst du mal einen Ausschnitt an den IQ-Daten vom SDR-Stick hier hochladen? Gnuradio hat nen 'File Sink', damit kannst du die Daten speichern. Ab besten noch vorm Hochladen zippen oder so.
Hallo, vielen Dank für die Antworten. Der Signalgenerator, den ich zum erzeugen meines Signals benutze, ist von Rohde&Schwarz. Die genaue Bezeichnung lautet: SMBV 100A. Dieser Signalgenerator verfügt über eine Anzeige des I/Q-Signals. Auch auf Vektor- oder Constellation-Diagramm einstellbar. Genau den gleichen I/Q-Strom zeigt mir mein Spectrum Analyzer bei Einstellung der I/Q-Funktion (auch ein Rohde&Schwarz Gerät FSV Signal Analyzer) an. Des Weiteren kann ich mit Hilfe von GnuRadio eine Signalfolge generieren, meine Daten mit Hilfe eines Modulationsblocks für D8PSK aufmodulieren und über ein Gui sichtbar machen, sodass ich auch hier sehe, wie mein I/Q-Strom auszusehen hat. Mein Stick ist ein Salcar® Top SDR USB DVB-T Receiver Terrestrial TV-Empfänger Chip RTL2832U + R820T / DAB FM TV Stick Unterstützt Windows 7 Vista 2000 XP mit Zimmerantenne Inklusive FM-Radio und Digitalradio-Empfänger E4000 upgrade von amazon. Leider weiss ich nichts über die Zwischenfrequenz oder das Heruntermischen des Sticks. Aber ja, dass muss eigentlich im Stick selbst passieren. Alle anderen Schritte müssen anschließend in Software ausgeführt werden. Woher stammt der Wert 3 MHz Bandbreite? Den Demodulationsblock den ich benutze gibt es schon fix und fertig in der GnuRadio Software. Heisst PSK Demod. Man kann dort individuell einstellen, ob das ganze Differential ist, Gray codiert und wie viele Constellation Points (in meinem Fall 8, da D8PSK) benutzt werden. Des Weiteren kann die Excess Bandwidth eines Root Raised Cosine Filters eingetragen werden. Durch das Lesen des Quellcodes habe ich heraus gefunden, dass der Demodulationsblock noch weitere Aufgaben übernimmt. Er führt eine Clock Sync mit Hilfe des Mueller&Muller Algorithmus durch und beseitigt den Frequenz Offset. Mein Wissen habe ich mir auf dem Gebiet der Signalverarbeitung in den letzten Monaten angeeignet. Mein Fachgebiet ist eigentlich ein anderes. Ich bin mir ziemlich unsicher und habe echt überhaupt keine Idee, wodran es liegt. Der Demodulator Block des GnuRadios funktioniert auch korrekt. Vieles hängt von der richtigen Sample Rate ab. Ich habe vorhin nur das Trägersignal über meinen Stick empfangen und einen Offset von 12 kHz beim Empfang durch den DVBT-Stick festgestellt. Ich habe im Internet auch andere Quellen gefunden, die dem internen Oszillator eine große Ungenauigkeit bescheinigen. Ich weiss auch nicht, ob ich noch irgendwas filtern muss, wenn ja, mit welchem Filter, ob irgendetwas Resampled werden muss oder nicht. Dazu hab ich einfach zu wenig Ahnung von der ganzen Sache...Ich nehme für euch mal eben die Daten auf und lade sie dann hoch. Vielen Dank
Hallo, vielen Dank für die Antworten. Der Signalgenerator, den ich zum erzeugen meines Signals benutze, ist von Rohde&Schwarz. Die genaue Bezeichnung lautet: SMBV 100A. Dieser Signalgenerator verfügt über eine Anzeige des I/Q-Signals. Auch auf Vektor- oder Constellation-Diagramm einstellbar. Genau den gleichen I/Q-Strom zeigt mir mein Spectrum Analyzer bei Einstellung der I/Q-Funktion (auch ein Rohde&Schwarz Gerät FSV Signal Analyzer) an. Des Weiteren kann ich mit Hilfe von GnuRadio eine Signalfolge generieren, meine Daten mit Hilfe eines Modulationsblocks für D8PSK aufmodulieren und über ein Gui sichtbar machen, sodass ich auch hier sehe, wie mein I/Q-Strom auszusehen hat. Mein Stick ist ein Salcar® Top SDR USB DVB-T Receiver Terrestrial TV-Empfänger Chip RTL2832U + R820T / DAB FM TV Stick Unterstützt Windows 7 Vista 2000 XP mit Zimmerantenne Inklusive FM-Radio und Digitalradio-Empfänger E4000 upgrade von amazon. Leider weiss ich nichts über die Zwischenfrequenz oder das Heruntermischen des Sticks. Aber ja, dass muss eigentlich im Stick selbst passieren. Alle anderen Schritte müssen anschließend in Software ausgeführt werden. Woher stammt der Wert 3 MHz Bandbreite? Den Demodulationsblock den ich benutze gibt es schon fix und fertig in der GnuRadio Software. Heisst PSK Demod. Man kann dort individuell einstellen, ob das ganze Differential ist, Gray codiert und wie viele Constellation Points (in meinem Fall 8, da D8PSK) benutzt werden. Des Weiteren kann die Excess Bandwidth eines Root Raised Cosine Filters eingetragen werden. Durch das Lesen des Quellcodes habe ich heraus gefunden, dass der Demodulationsblock noch weitere Aufgaben übernimmt. Er führt eine Clock Sync mit Hilfe des Mueller&Muller Algorithmus durch und beseitigt den Frequenz Offset. Mein Wissen habe ich mir auf dem Gebiet der Signalverarbeitung in den letzten Monaten angeeignet. Mein Fachgebiet ist eigentlich ein anderes. Ich bin mir ziemlich unsicher und habe echt überhaupt keine Idee, wodran es liegt. Der Demodulator Block des GnuRadios funktioniert auch korrekt. Vieles hängt von der richtigen Sample Rate ab. Ich habe vorhin nur das Trägersignal über meinen Stick empfangen und einen Offset von 12 kHz beim Empfang durch den DVBT-Stick festgestellt. Ich habe im Internet auch andere Quellen gefunden, die dem internen Oszillator eine große Ungenauigkeit bescheinigen. Ich weiss auch nicht, ob ich noch irgendwas filtern muss, wenn ja, mit welchem Filter, ob irgendetwas Resampled werden muss oder nicht. Dazu hab ich einfach zu wenig Ahnung von der ganzen Sache...Ich nehme für euch mal eben die Daten auf und lade sie dann hoch. Vielen Dank
Angehängte Dateien:
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ScreenshotIQ.png
110 KB -
ScreenshotFlowgraph.png
190 KB
So endlich mit Bildern. Auf dem ScreenshotIQ ist in rot das von GnuRadio generierte Signal (Folge: 1,3,7) als I-Strom zu sehen. In blau ist das vom DVBT-Stick empfangene Signal des Signalgenerators von Rohde&Schwarz zu sehen (ebenfalls mit der Signalfolge 1,3,7). Der andere Screenshotflowgraph zeigt den Graphen mit den zughörigen Variablen wie Sample_Rate, Symbol_Rate und Samples_pro_Symbol. Ich hoffe, ihr könnt damit etwas anfangen. Viele Grüße und vielen Dank
Zunächst mal, die Beschreibung des USB-Sticks ist seltsam: ein R820T Tunerchip (von Rafael oder so ähnlich) aber Software für den älteren elonics E4000 Tuner? Literatur dazu gibts übrigens von Gunthard Kraus in den UKW-Berichten der letzten Jahre http://ukw-berichte.de/ukw-docs/zeitschr/inh_vor.html 1/2014 "Die unendliche SDR-Geschichte… Untersuchung eines DVB-T-Sticks mit R820T-Tuner und RTL2832U-Decoder als Messempfänger 3/2013 Der DVB-T-Stick mit E4000-Tuner als Messempfänger Beschaffung, Eigenschaften, Umbau und Betrieb unter der Software „SDR“ Mir scheint immer noch, dass in dem Signalweg ein Demodulator fehlt. Der Tunerchip mischt die empfangenen 117,95 MHz +/- 3MHz herunter ins Basisband mit zwei 90 Grad phasenverschobenen Oszillatorschwingungen die ungefähr bei den 117 MHz liegen. Die Trägerfrequenz liegt dann irgendwo im Basisband, genau auf Null Hertz kann sie nicht sein. Dann erst kommt ein Demodulator der diese Trägerfrequenz demoduliert und das Nutzsignal gewinnt. Das kann dann mit einem PSK-Decoder (Taktrückgewinnung und Entscheider) decodiert werden. Hier habe ich eine Beschreibung des PSK_Demod gefunden, ist es das? https://www.ee.oulu.fi/research/ouspg/psk_demod.py da gibt es den Parameter -f = frequency of the PSK signal, wird der auf Null gestellt für die 117.95 MHz Oszillator im Tuner? Im Gnuradio-Wiki gibts auch ein ausführliches PSK-Kapitel http://gnuradio.org/redmine/projects/gnuradio/wiki/Guided_Tutorial_PSK_Demodulation
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Hallo, ich habe den Fehler mittlerweile gefunden. Es liegt an der gewählten Abtastrate. Habe mir die Treibercode auf Osmocom vorgenommen und dann den Fehler entdeckt. Vielen lieben Dank noch mal für die schnelle Hilfe.
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