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HF-Telefonrundspruch mit FL2000 Grafikarten-SDR
#1
Guten Tag,

ich habe in meiner Sammlung einige HF-Telefonrundspruchempfänger von Biennophone. Das sind Radioempfänger mit 6 eingestellten Festfrequenzen im Langwellenbereich. Durch Knopfdruck können einzelne Kanäle ausgewählt werden.

   

Der HF-Telefonrundspruch nutzte als Kabelverteilanlage das normale analoge Telefonnetz und war in der Schweiz und Italien wohl ein lange gern genutzter und abonnierter Dienst. Heute existiert er wohl nicht mehr beziehungsweise es gibt nur noch sehr kleine private Netze. Gesendet wurde auf folgenden Kanälen.

Kanal 1: 175 kHz            Programm: "international" analog dem Programm von "Schweizer Radio international"
Kanal 2: 208 kHz            Programm: RSR1 "la première"
Kanal 3: 241 kHz            Programm: "klassische Musik"
Kanal 4: 274 kHz            Programm: RSI1 "rete uno"
Kanal 5: 307 kHz            Programm: DRS1
Kanal 6: 340 kHz            Programm: "leichte Musik"

Auch mit einen normalen LW-Radio konnte man den HF-TR empfangen, allerdings mit reduzierter Audiobandbreite. Lange habe ich nach einer
Lösung gesucht meine Empfänger alltagstauglich nutzbar zu machen. Hier im hohen Norden gab es den HF-TR meines Wissens sowieso nie. Es gab in der Bastlerszene und auch offiziell eine UKW nach LW Umsetzerlösung. Man brauchte also sechs solche Umsetzer die dann UKW Programme in das eigene Kabelnetz übertrugen. Das war relativ aufwendig und man konnte nur die lokalen UKW-Programme umsetzen, insgesamt also unbefriedigend. Vor einigen Jahren durfte ich mit einem Ettus-SDR aus der Firma einen Abend spielen und konnte dort mit einem PC spielend diese sechs Kanäle auf der LW erzeugen. Zumindest die Träger und ein paar synthetisch erzeugte Töne. Mehr war mit meinen Kenntnissen nicht drin. Die PC-Technik war damals auch noch nicht so leistungsfähig wie heute und der Ettus-SDR war sündhaft teuer. Nichts für den Privatmann. Heute, ein paar Jahre später, möchte ich den Versuch nochmal wiederholen. Das Ettus-SDR wurde durch die von Bernhard vorgestellte FL2000-Grafikkartenlösung ersetzt. Statt 1000 Euro nur noch 10 Euro, das ist für den Hobbyisten tragbar. 

Zunächst einmal habe ich nach einer Lösung gesucht sechs Soundkarten auf einem PC zu installieren. Für jedes Internetprogramm das von vlc kommt eine Soundkarte. Linux bringt eine elegante Lösung mit. Es ist das Kernelmodul snd_aloop. Mit sudo modprobe snd_aloop [Optionen] kann man nahezu beliebig viele virtuelle Soundkarten im System anlegen. Danach startet man sechsmal vlc mit jeweils einer anderen Stream-URL und leitet die Ausgabe auf die Eingänge der virtuellen Soundkarten. Die Ausgänge der virtuellen Soundkarten liest man in GNU-Radio ein.

Mein erstes Testprogramm war noch etwas unglücklich zusammengestellt und ressourcenfressend.

   

Ich habe hier jeden Träger direkt mit der Zielsamplerate von 8.82MSPS erzeugt. Das ist für kleinere PCs zuviel, so auch für mein SDR-Testsystem. Ich konnte zwar alle sechs Träger erzeugen, aber nur noch drei davon in Echtzeit modulieren. Erst ein moderner PC mit Intel Core-I7 Prozessor hatte keine Probleme das Python-Programm in Echtzeit abzuarbeiten!

Danach habe ich die Trägergenerierung umgestellt. Alle Träger werden nur noch mit maximal 1 MSPS erzeugt und moduliert. 
Erst nachdem alle Signale zusammengefügt sind wird nochmal glatt um den Faktor 10 interpoliert und damit hochgesetzt. Leider kann man mit der Grafikkarte nicht mit niedrigeren Samplesrates als 7.77MSPS aussenden, sonst hätten sicher auch die 1MSPS ausgereicht. Die 10 MSPS sind für FL2000 Grafikkarten auch der Defaultwert, deshalb habe ich ihn gewählt und weil beim Faktor 10 keine anschließende Dezimierung erfolgen muss. 

   

So abgeändert schafft auch mein kleines SDR-Testsystem mit Intel Core2Quad und 8GB RAM die Erzeugung von sechs modulierten 
Langwellenträgern. 

   

Viel wird sich nicht mehr optimieren lassen?
GNU-Radio erzeugt aus dem Signalbild ja ein Python-Programm, das man auch ohne GNU-Radio starten kann. Diese Art Programme werden von einem Python-Interpreter ausgeführt. Dieser allein verbraucht schon viel Rechenleistung.
In den nächsten Tagen werde ich prüfen ob das Programm noch auf einem Raspberry 3 oder 4 in Echtzeit läuft. Dann hätte ich 
eine stromsparende Kopfstation für HF-TR die rund um die Uhr laufen kann. Schafft ein Raspberry das Python-Programm nicht in Echtzeit abzuarbeiten werde ich nach Lösungen in C oder C++ schauen müssen. Diese Sprachumstellung war ja auch der Schlüssel das unser iRadio auf Raspberry 1 noch flüssig läuft.

Otto.
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#2
Hallo Otto

Mein Clickbait war Telefonrundspruch. Aber wenn das mal für ein HF-TR-Gerät funktioniert, so funktioniert das ja auch für alle einen LW-Bereich aufweisende Geräte.

Aber wie kommt das Signal aus den virtuellen Soundkarten - mit der gewünschten, doch für eine Soundkarte m.E. zu hohen Frequenz?

Viele Grüsse, Walter
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#3
(24.07.2019, 15:54)Walterh schrieb: Aber wie kommt das Signal aus den virtuellen Soundkarten - mit der gewünschten, doch für eine Soundkarte m.E. zu hohen Frequenz?

Hallo Walter,

es gibt zwei Zahlenreihen. Die eine Zahlenreihe entspricht den abgetasteten Werten der Signalkurve für das Audio - kommt von der Audiokarte, die andere Zahlenreihe ist einfach eine Sinuswelle mit der Frequenz des Trägers und wird im Programm erzeugt.

Die Amplitudenmodulation ist vereinfacht mathematisch gesehen nichts anderes als die Multiplikation beider Zahlenreihen. Die Zahlenreihe die das Ergebnis dieser Multiplikation darstellt, wird über einen Digital-Analog-Wandler wieder ausgegeben und ist die modulierte Hochfrequenz.

Jetzt kann man das mit beliebig vielen Zahlenreihen machen und die Ergebnisreihen vor der DA-Wandlung einfach addieren. Schon hat man hinter dem DA-Wandler ein Gemisch mehrerer Radiostationen.

Die Rechenvorschrift die bestimmt zu was die Eingangssignale umgewandelt werden, zeichnet man zum Beispiel mit GNU-Radio. Den Rest macht das Programm automatisch. So lassen sich sehr einfach beliebige Modulationsarten nachbilden oder Signal(-gemische) erzeugen.

Also kein Hexenwerk sondern einfach etwas Mathe.

Gruß
B45
Ansprechpartner für Umbau oder Modernisierung von Röhrenradios mittels SDR,DAB+,Internetradio,Firmwareentwicklung. 
Unser Open-Source Softwarebaukasten für Internetradios gibt es auf der Github-Seite! Projekt: BM45/iRadio (Google "github BM45/iRadio")
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#4
(24.07.2019, 15:54)Walterh schrieb: Aber wie kommt das Signal aus den virtuellen Soundkarten - mit der gewünschten, doch für eine Soundkarte m.E. zu hohen Frequenz?

Viele Grüsse, Walter

Hallo Walter. Das Hf Signal kommt ja nicht aus der Soundkarte sondern aus dem schnellen Digitalanalogwandler der Grafikkarte. Solche Wandler können Frequenzen im Hunderte MHz Bereich verarbeiten.
Otto.
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#5
Hallo Bernhard
Hallo Otto

Danke - begriffen.

Viele Grüsse, Walter
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