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Présentation de Cloud-SDR, par Sylvain F4GKR
 
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Tags: #Logiciels & Informatique Radio #SDR (Software Defined Radio)
News du 28 août 2016 à 9:00
2016-08-28 09:00:00 Radioamateur.org
Cloud-SDR est une solution logicielle commerciale qui permet le partage de flux RF bruts en temps r
Présentation
« Cloud-SDR est une solution logicielle commerciale qui permet le partage de flux RF bruts en temps réel ou à travers 'le cloud', permettant d’accéder à distance aux données reçues par les récepteurs SDR connectés.

Cloud-SDR permet par exemple de collecter en temps réel des échantillons IQ complexes à partir d’un matériel SDR connecté sur une première machine, de transmettre ces échantillons à une deuxième machine pour démodulation et analyse et enfin d’envoyer en temps réel le résultat du flux à une troisième machine pour stockage ou écoute.

En mode autonome, Cloud-SDR peut exécuter des tâches de traitement automatisées  grâce au langage de programmation JavaScript DSP intégré.


Comment ça marche ?
Comme la bande passante de l’Internet est plus réduite que la bande passante des récepteurs SDR, le concept de base de Cloud-SDR est de déplacer le traitement dans le cloud, à l’endroit où ce traitement est nécessaire ou possible : on décompose les différentes étapes de traitement du signal pour les répartir sur des ordinateurs différents, connectés via Internet.
Par exemple, un mode « scanner » pourra fonctionner sur le serveur et chercher des émissions pour ne transmettre que la bande utile, uniquement si une émission est présente. Le logiciel client connecté à distance ne recevra  les flux de données que lorsqu’un signal a été détecté. En mode « cloud », le même « logiciel de recherche » pourra être lancé simultanément sur tous les récepteurs pour rechercher un signal particulier.
 

Le logiciel serveur SDRNode collecte le flux RF depuis les récepteurs SDR, extrait les sous-bandes utiles, traite et envoie les données RF par Internet en utilisant des algorithmes de compression pour minimiser le débit réseau nécessaire.  Le serveur SDRNode est un sous-système SDR autonome et contrôlable à distance, capable de lire des scripts pour le traitement local ou hors ligne et capable de se connecter au réseau.

Les machines clientes sont des « utilisateurs finaux » qui récupèrent des données  ou des traitements distants en temps réel.


Et pourquoi 'le cloud' ?
Lorsqu’une plus grande capacité de traitement est nécessaire, il est possible de compléter le système avec des machines supplémentaires de traitements dédiées interconnectées entre elles par Internet.  Ces serveurs supplémentaires sont des systèmes de calcul, de stockage qui viennent compléter à la demande les capacités de traitement d’un groupe de récepteurs.

Le mode « cloud » permet également de n’installer que des systèmes simples (mini serveurs sous Linux par exemple) à proximité des antennes, de renvoyer les flux radios vers des centres de calculs déportés et mutualisés pour gérer un ensemble de points de réception.

Des fonctions d’indexation, de recherche et de démodulation peuvent ainsi être lancées sur des calculateurs dédiés qui vont recevoir des flux radio en temps réel via Internet.


Fonctionnalités particulières
Cloud-SDR est proposé avec des fonctionnalités uniques :
  •     Compatibilité avec de nombreux récepteurs SDR du commerce ;
  •     Possibilité de gérer les flux de plusieurs récepteurs SDR en même temps, de façon totalement indépendante ;
  •     Système multi-SDR, multi utilisateurs, la seule limite restant la puissance de calcul de l’ordinateur utilisé ;
  •     capacité à transférer des flux radio IQ bruts avec des bandes très réduites (jusqu’à 1KHz) ;
  •     compression des données pour limiter l’utilisation de la bande passante Internet ;
  •     fonctionnalités de poursuite de satellite (calcul des passages, enregistrement automatique);
  •     traitement du signal hors ligne ;
  •     traitement du signal à distance.

Les fonctionnalités existantes peuvent également être étendues avec l’API Cloud SDR ou l’API de « scripting » intégrée, cf. la documentation Cloud SDR scripting (en anglais). L’analyse de données peut être effectuée avec Matlab scripts ®, Python ou du code C/C++  personnalisé.


Quelles sont les solutions comparables existantes ?
Il n’existe pas de solution « clé en main » comparable sur le marché. Les outils de diffusion de flux SDR via Internet existants sont de nature différente :
  •    Certains constructeurs intègrent des fonctionnalités de transfert réseau des échantillons IQ mais elles sont mono-utilisateur et le débit réseau n’est pas compatible avec une liaison ADSL par exemple,
  •     Les outils comme les Web SDR transmettent généralement un flux démodulé (audio), compressé (audio mp3 par exemple),
  •    Quelques logiciels open-source permettent de diffuser les flux des clés RTL-SDR, mais ici aussi on cherche à transmettre l’intégralité de la bande numérisée par le récepteur, et ces outils ne sont pas multi-utilisateurs,
  •    Enfin, il existe des bibliothèques logicielles (SoapySDR, Gnu Radio par exemple) qui proposent de faire du streaming par réseau, mais ces solutions sont destinées à des développeurs avertis et n’intègrent aucun mécanisme de sécurisation ou de gestion des utilisateurs.

Aucun système comparable n’est proposé à ce jour, aucun outil « prêt à l’emploi » ne permet de partager via Internet des flux de données SDR « bruts », et aucun outil ne permet de façon simple de réaliser des petites applications radio autonomes sans être un expert de la programmation C++.


Disponibilité
Une première version du système est en cours d’évaluation avec quelques installations en Europe. Les premières versions commerciales seront proposées au cours du dernier trimestre 2016 avec trois niveaux de tarification : utilisation personnelle, utilisation partagée en groupe (par exemple radio club), installation à but professionnel.
Une version d’évaluation gratuite mais limitée dans le temps sera également disponible.

Le logiciel serveur « SDRNode » est proposé pour Windows ou Linux. Le logiciel client est gratuit et fonctionne sous Linux ou Windows.

Il est à noter que pour rester en conformité avec la législation française, certaines bandes de fréquence sont interdites à l’écoute ou l’enregistrement à distance. De même, un système de cryptage sécurise les échanges d’information entre le logiciel client et le serveur. »

Sylvain recherche des bêta-testeurs pour Cloud-SDR. Si vous êtes intéressés, merci de le contacter à cette adresse.


Toutes les informations, en anglais, sur le site Cloud-SDR de Sylvain, F4GKR. Suivez-le sur Twitter. Sylvain est aussi l'auteur du logiciel gkSDR présenté dans cette News. Vous pouvez aussi voir une démonstration de Cloud-SDR dans la vidéo ci-dessous.



Illustration : SDR-Cloud
Source, © et droits : F4GKR









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