Inside Radio

DEF CON 23でSDRによるGPS Spoofingを紹介した
Qing YangとLin Huangによる無線システムの
セキュリティに関するテキスト．

Qing Yang and Lin Huang, "Inside Radio: An Attack and Defense Guide"



各種無線システムへのワイヤレスな攻撃について
まとめられた書籍はめずらしいので，5月の発売が
楽しみ．

【追記】DEF CON 23でのトーク．

YouTube: Low cost GPS simulator: GPS spoofing by SDR

SoapySDRとPython

SoapySDRを使って，PythonでLimeSDRにさっくりと接続できた．

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AnacondaとPothosSDRをインストールするだけで開発環境が整うので，
とても簡単．

PothosSDR: Python bindings for SoapySDR

pyCUDAでGPUも使えるし，GPSシミュレータやソフトウェア受信機の
開発は，もうPythonでいいんじゃないか？

【追記】SoapySDRの開発者であるJosh Blumのトーク．

YouTube: Josh Blum presentation at GNU Radio 2017

【追記2】手元にあるHackRFとbladeRF，そしてLimeSDRを全部
PCに接続してみた．当然ながらSoapySDRは全部認識してくれる．

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SoapySDRのAPIはstreamingをサポートしてくれているので，
bladeGPSやLimeGPSをひとつにまとめて，SoapySDRがサポート
しているデバイスであれば，どれでもGPSシミュレータとして
動作するようにしたい．

NUT4NTのケース

LimeSDRのケースの満足度が思いのほか高かったので，
勢いに任せてNUT4NTのケースも作製しました．



屋外での実験に利用することが多くなりそうなので，
こちらはタカチのコーナーガード付アルミケースを
選びました．

タカチ電機工業：EXP SERIES コーナーガード付アルミケース（PDF）





一年以上放置しているので，そろそろ動かさねば．

LimeSDRのケース

DraftSightで設計したLimeSDRのケースが届きました．



ベースはタカチのEXH-8-3-12SS（PDF）になります．

ケースに入れてしまうと，基板上に表面実装されている
LEDが見えなくなるので，まずはそれをライトアングルの
3mm径LEDに取り替えます．



折角取り替えるのであれば，両方とも同じRed/Greenでは
面白くないので，一方はYellow/Greenにしてみました．

Digi-Key: L20451-ND: LED 3MM BI-LEVEL RED/GRN RA PCB
Digi-Key: L20452-ND: LED 3MM BI-LEVEL YLW/GRN RA PCB



ケースの穴加工は，基板を厚さ2.5mmのスペーサで固定する
ことを想定して設計しています．



一部，スペーサが部品に干渉するので，スペーサの円周部を
カットする必要があります．



アンテナの穴は，全ポート分準備していますが，とりあえず
TX1_1だけを取り付けました．



穴位置も設計通りにピッタリで，予想以上に格好良い仕上がり．





開発のモチベーションもアップ！見た目は大切だ．

【追記】LimeSDRの発熱が大きく，ケースが随分と温かくなる．
放熱がちょっと心配．あと，EMIもひどい．LimeSDRをONにすると，
Bluetoothマウスが動かなくなる…

ソフトウェアGNSS受信機

ソフトウェアGNSS受信機のトレンドに関する良いサマリー．

GPS World: The continued evolution of the GNSS software-defined radio

将来の展望については，ほぼ同意見．

SDRプラットフォームを牽引しているのは，移動体通信の
分野なので，多くのチップがMIMOをサポートしている．

しかし，マルチチャンネルなので多周波数のGNSSに対応できるかと
思いきや，これらのデバイスはチャンネル間でPLLを共有しており，
基本的に同じ周波数帯しか送受信できない．

そのため，NTLabのNT1065のようなGNSS専用IC以外で，
多周波数対応GNSS受信機を実現するのは難しい．

一方で，これらMIMOデバイスでは，チャンネル間で高い
位相同期が実現されている．そのため，マルチアンテナで
位相の同期した信号を受信する必要のあるphased arrayの
実装には適している．

MIMO対応のSDRプラットフォームとしては，LimeSDRが
一番お手頃で，入手性も良い．

Crowd Supply: LimeSDR

とりあえず，手元にあるLimeSDRで，2アンテナによる
null steeringを実現しよう．

BCM47755 L1/L5 GNSS chipset

BroadcomのL1/L5対応GNSSチップセットであるBCM47755の
性能評価の記事が，GPS Worldにアップされている．

GPS World: Positioning with Android: GNSS observables

ゼロベースラインでdouble difference carrier phaseの
残差が8.6mmというのは大きすぎるし，システマティックな
変動も気になる．

精密測位のためのraw measurementsの品質は，アンテナに
よるところが大きい．マルチパスも同じように拾ってしまう
スマートフォンのアンテナでは，現実的ではないだろう．

Using GNSS Raw Measurements

European GNSS Agency（GSA）のTask Forceが取りまとめていた
AndroidのGNSS Raw Measurementsに関するWhite Paperが公開された．

GSA: White Paper on using GNSS Raw Measurements on Android devices



精密測位に関する評価結果が見られるかと期待していたのですが，
残念ながら搬送波位相に関する情報はほとんどなし．

いずれにせよ，duty cycleのおかげで，サイクルスリップが
頻発しているので，ほぼ使い物にならない．

アンテナの性能も評価して欲しかったな．

初級滑空機HAYABUSA

IKEA立川の隣のみどり地区で開催された初級滑空機
「HAYABUSA」のフライトを見学してきました．















子供たちにゴム索を引っ張ってもらい，パチンコのように
離陸する「バンジー発航」でフライトします．

@lucky0mouseさんのフライト動画．

そして撤収．







組み立てや片付けをお手伝いすることができて，
充実した1日でした．

SdrNav40

Michele Bavaroの4アンテナGNSSフロントエンドである
SdrNav40が，オープンソースとして公開されている．

OneTalentGNSS: SdrNav40



ハードウェアのデザインファイルはこちら．

Google drive: sdrnav40_v08.zip

ソフトウェアはこちらからダウンロードできる．

Linux: sdrnav41_linux.tgz
Windows: sdrnav41-win32-beta1.7z

オープンソースの4アンテナGNSSフロントエンドとしては，
Peter MontaのGNSS Firehoseもある．

GitHub: pmonta / GNSS_Firehose



購入してから放置しているNUT4NTも動かさないといけない．

DraftSight

新しい年に，新しいソフトウェアを身に付けようと，
いまさらながら2D CADに手を出す．

なぜ2D CADかと言えば，タカチのカスタム加工が
CADデータで注文すると割引だから．

タカチ電機工業：カスタム製品

DWGとDXFが扱えるメジャーな機械製図の2D CADは，
あまり選択肢がなく，AutoCADかDraftSightくらい．
ここは，無料で使えるDraftSightを選ぶ．

Dassault Systems: DraftSight

マニュアルを読んでみても，作図の仕方がさっぱり
わからないので，YouTubeでTutorialの動画を探す．

右手のマウスでツールバーを操作しながら，
左手でコマンドウィンドウから数値を入力するのか．
なるほど．

習作として，LimeSDRのケースを設計してみました．
ほぼ，ttrftechさんの作品のコピーです．

ttrftech: LimeSDRをケースにいれてみました

　（クリックで拡大）

SMAコネクタの穴は，ロックできるようにD型にしています．
LEDは，Myriad RFのforumを参考に，Digilightのbi-color
LEDをdigikeyに発注．

discourse.myriadrf.org: External Led's

色が反転してしまうみたいだけど，そんなことは気にしない．