21.04.2018

Installation von GNU-Radio unter Ubuntu

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Einleitung

Im Folgenden wird die Installation der Software auf dem Betriebssystem Ubuntu (Version 14.04 in 64-bit) beschrieben, da hier das Maximum an Kompatibilität auf das Maximum der Usererfahrung und somit der Dokumentation im Netz trifft. Allerdings gibt es bisher noch kaum deutschsprachige Anleitungen, diese hier ist der Versuch diesen Bereich etwas aufzubessern.

Als Hardware wird der GiXa Technology DVB-T-Stick verwendet, den man bequem in Deutschland online kaufen kann und der sich wunderbar für die ersten Gehversuche eignet. Etwas bessere Empfangseigenschaften hat eigentlich derzeit der NooElec TV28T DVB-T USB Stick, aber der ist in Deutschland nicht immer online verfügbar. Egal welchen DVB-T-Stick man nimmt - diese Anleitung hier erfordert Sticks mit dem Realtek RTL2832U Prozessor und dem Rafael Micro R820T Chipsatz als Empfangseinheit. Damit bauen wir ein RTL-SDR (Realtek RTL-basierter softwaredefinierter Funkempfänger). Beide eben genannten Sticks erfüllen diese Vorraussetzung.

 

Installation der Hardware

Zunächst wird der ausgepackte DVB-T-Stick mit der mitgelieferten Antenne versehen und an einen freien USB-2.0-Anschluss des PCs gesteckt. Für ernsthafte Versuche ist eine bessere Antenne (Scannerantenne) notwendig, aber für die ersten Gehversuche reicht die mitgelieferte Kurzantenne.

Alle weiteren Maßnahmen finden im Text-Terminal statt (In Unity oben links Suchfenster öffnen und Terminal eingeben). Immer wenn ein orangener Text in einem Rahmen erscheint, ist dies die Befehlsfolge, die genau so in das Terminal eingegeben werden muss. Üblicherweise wird man diese mit Copy&Paste übertragen und mit Enter bestätigen - im Falle von SUDO-Befehlen muß dann zusätzlich noch anfangs das eigene Benutzerpasswort eingegeben werden. Bei Zeilen, in denen neue Softwarepakete mit APT installiert werden sollen gibt es rechts neben dem Befehl alternativ auch einen Button "Jetzt installieren" für die grafische Installation - einfach anklicken und Anweisungen folgen statt die betreffende Zeile zu kopieren. Wenn die Buttons nicht funktionieren gibts hier Hilfe.

Für das weitere Vorgehen empfiehlt es sich im persönlichen Ordner (oder an einer anderen Stelle der Festplatte) ein Verzeichnis anzulegen, in das der heruntergeladene Quellcode installiert werden kann - beispielsweise /home/username/gnuradio (oder in Kurzform ~/gnuradio):

mkdir ~/gnuradio
cd ~/gnuradio

Der erste Befehl installiert GIT, ein Versionsverwaltungssystem für Quelltexte jeglicher Art. Der zweite Befehl "git clone" lädt die Treiber als Quellcode herunter und die folgenden Befehle erstellen aus dem Quellcode den fertig angepassten Treiber:

sudo apt-get install git
git clone git://git.osmocom.org/rtl-sdr.git
cd rtl-sdr
mkdir build
cd build
cmake ../ -DINSTALL_UDEV_RULES=ON -DDETACH_KERNEL_DRIVER=ON
make
sudo make install
sudo ldconfi

Als nächstes den DVB-T-Stick herausziehen und folgendes eingeben:

 sudo restart udev

Jetzt den Stick wieder einstecken. Mit dem Befehl

 rtl_test

kann der Adapter selbst getestet werden, er sampelt endlos und zeigt eventuelle Fehler an. Mit Ctrl-C unterbrechen.

Nun kann man das ganze richtig testen, beispielsweise indem man Radio auf die Soundkarte gibt. Dazu ist zuerst noch ein passender Musik-Player für das Terminal zu installieren:

sudo apt-get install sox

Dann kann man den Radioempfang testen:

rtl_fm -M fm -s 64k -o 4 -A fast -l 0 -E deemp -f 88.0M | play -r 64k -t raw -e s -b 16 -c 1 -V1 -

Die 88.0M (=88,0 MHz) muss man nur vorher durch einen starken Radiosender in der Nähe ersetzen. Beim Kopieren auf den Bindestrich hinten achten, der gehört zwingend mit dazu!

Das Radiosignal sollte nun aus den PC-Lautsprechern kommen.

 Parameter-Erklärung:
rtl_fm
  -M fm      (Modulation FM (=Default), Alternativ: wbfm, raw, am, usb, lsb)
  -s 64k     (Sample-Rate 64k, default wäre 24k, zu wenig für Radio)
  -o 4
  -A fast    (Aktiviert schnelle Polynomial-Approximation des Arcustangens)
  -l 0       (Rausschsperre ausschalten, =Default)
  -E deemp   (Aktiviert optionalen Deemphasis-Filter)
  -f 88.0M   (Frequenz 88,0 MHz)
play (=sox)
  -r 64k     (Samplingrate der Soundquelle)
  -t raw     (Quelle sind Rohdaten)
  -e s       (Setze das Encoding auf Signed-Integer)
  -b 16      (Setze die Sample-Größe auf 16 Bit)
  -c 1       (Aktiviere einen Kanal (=Mono))
  -V1        (Verbose-Level 1, zeigt nur Fehler an)
  -          (Ausgabe auf stdout)

Siehe auch: http://kmkeen.com/rtl-demod-guide/

 

Installation der Software GNU Radio

Die Installation von GNU Radio lässt sich prinzipiell auf drei verschiedenen Wegen erledigen:

  1. Installation über die mit Ubuntu mitgelieferte Paketverwaltung (kann gehen, muss nicht)
  2. Verwendung des umfangreichen und vollautomatischen Installationsscripts "build-gnuradio" (Ideal für Laien, empfohlen)
  3. Installation "von Hand"

 

Installation über die Paketverwaltung

Die erste Variante ist leicht, einfach im Terminal

sudo apt-get install gnuradio gnuradio-companion

eingeben und alle Abhängigkeiten mit installieren. Wenn man das Programm aber startet erscheint bei der Suche nach Blöcken (oben rechts Lupe anklicken) mit dem Begriff "RTL" manchmal kein passender Eintrag - eigentlich müssten dort aber "RTL2832 Source" und "RTL-SDR Source" stehen. Wenn beide Einträge vorhanden sind ist alles fertig installiert und funktioniert. Wenn nicht, dann muß man den zweiten oder dritten Weg gehen:

 

Das Installationsscript "build-gnuradio"

Es gibt eine fertige Setuproutine, die versucht alles zu tun, damit GNU Radio korrekt installiert wird. Das Script kann man sich hier herunterladen, es muss nur noch auf der Festplatte abgespeichert, ausführbar gemacht und gestartet werden. Alles das erledigt die folgende Befehlszeile automatisch:

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

Es startet sich dann das Setup-Programm. Zuerst lädt es die erforderlichen Dateien herunter und kompiliert danach alles in einem Rutsch. Das kann je nach Internet- und Rechnergeschwindigkeit SEHR lange dauern, sollte aber nach einer gemütlichen Kaffeepause erledigt sein.

Vorsicht: Das Programm deinstalliert ein eventuell vorher vorhandenes GNU Radio vollständig, eventuelle Einstellungen gehen dann verloren.

Nach der Installation kann man die grafische Oberfläche aus dem Terminal heraus mit

/usr/local/bin/gnuradio-companion

starten. Der Start über "grc" (Wie im Web oft beschrieben) funktioniert nicht in jedem Fall, da es auch ein anderes Paket mit dem Dateinamen grc gibt - ist das installiert wird GNU Radio nicht darüber aufgerufen.

Die Installation kann man dann wieder testen, indem man im GNU Radio Companion über Suchen oben links die beiden RTL-Blöcke sucht (siehe vorigen Abschnitt)

 

Installation "von Hand"

Die Installation "von Hand" ist sicher die Zeitaufwendigste - aber mit Sicherheit auch die Variante mit dem größten Lernpotential. Wer tiefer in diese Materie eintauchen will, der sollte unbedingt diesen Weg gehen!

Zunächst sind die wichtigsten Vorraussetzungen zu schaffen:

sudo apt-get -y install git-core cmake g++ python-dev python-gtk2 swig pkg-config libfftw3-dev libboost-all-dev libcppunit-dev libgsl0-dev libusb-dev libsdl1.2-dev python-wxgtk2.8 python-numpy python-cheetah python-lxml doxygen libxi-dev python-sip libqt4-opengl-dev libqwt-dev libfontconfig1-dev libxrender-dev xmlto
Teil 1:
Teil 2:

Dann erst mal den Quellcode herunterladen:

git clone http://git.gnuradio.org/git/gnuradio.git

 Nun folgen kompilieren und Setup mit folgenden Zeilen:

cd gnuradio
mkdir build cd build cmake ../ make && make test sudo make install

 Nach der Installation kann man die grafische Oberfläche aus dem Terminal heraus mit

/usr/local/bin/gnuradio-companion

starten.

 

Anwendungsbeispiel

Als erstes, einfaches Beispiel empfiehlt sich der Radio-Empfänger im nächsten Kapitel. Er ist in wenigen Minuten erstellt und zeigt anschaulich einige Grundprinzipien von GNU Radio.

 

 

Siehe auch:

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

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

http://gnuradio.org/doc/doxygen/build_guide.html

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