ソフトウェア無線でできること (2024)

251日前原文(blinry.org)

概要

電磁スペクトル の世界をSDRで探検した体験談
USBドングル とアンテナキットで50の発見に挑戦
SDR （Software Defined Radio）の基礎と使い方を紹介
各周波数帯で受信できる 具体的な事例 を解説
実験を通じて見つけた 面白い信号や現象 のまとめ

電磁スペクトル探検記：SDRで見つけた50のこと

電磁スペクトル は私たちの周囲に常に存在し、 無線やWi-Fi、携帯電話通信 など多様な用途で活用
SDR（Software Defined Radio） は、コンピューターで信号処理を行うラジオデバイス
RTL-SDR Blog V4 などの安価なUSBドングルとアンテナキットがあれば誰でも始められる
世界中の SDR受信機 をインターネット経由で利用することも可能
アンテナの長さ は「72 ÷ 周波数（MHz）」で計算、用途に応じて調整
SDR++ や SDRangel などのソフトウェアで周波数帯を探索・信号解析
体験を通じて見つけた50の事例を、以下のようなカテゴリで紹介

受信できる主な事例（抜粋）

FMラジオ （87.5-108 MHz）：強力な信号で探索の入門に最適
Freenet （149.01-149.11 MHz）：ドイツで誰でも利用可能な無線帯、近隣の会話を受信
空港のATIS ：各空港の気象情報を自動放送で受信、AM変調
ADS-B（1090 MHz） ：航空機の位置情報を自動受信・追跡、専用アンテナ自作体験
FMステレオ放送 ：パイロットトーンや左右チャンネル差分の仕組みを解析
RDS（Radio Data System） ：FM放送局名や交通情報などのデジタルデータ受信
アマチュア無線2m帯 （144-146 MHz）：ライセンス取得者による会話やリレー局の利用
デジタルラジオ（DAB） （174-240 MHz）：ノイズレスなデジタル放送、画像付き番組も
PMR446 （446.0-446.2 MHz）：誰でも使える短距離無線、子供の声やデジタル信号も
433 MHz帯センサー ：近所の温湿度センサーやセキュリティ機器の信号をrtl_433で解析
AIS（162.025 MHz） ：船舶の自動識別信号、実際に港の船を受信
GSM携帯電話帯 （876-959 MHz）：携帯電話の通信アクティビティを可視化
衛星信号 （136-138 MHz）：NOAA衛星などの信号受信、軌道予測にgpredict活用
TETRA信号 ：警察などが利用する暗号化デジタル無線の波形観察
タクシー無線 ：公共向けでない通信も存在、法令遵守の重要性
謎の信号 ：正体不明のデジタル信号や広帯域放送を探索する楽しみ

SDRの始め方とコツ

RTL-SDR Blog V4 などのUSBドングル型SDRを推奨
アンテナキット は用途に応じて選択、長さ・向きの調整が重要
SDR++ は初心者にも扱いやすいUI、周波数探索に最適
SDRangel は信号解析やデコード機能が豊富
Linux環境での利用例が多いが、他OSでも主要ソフトは動作
周波数や変調方式 は各用途・地域で異なるため、事前調査が必要

体験から得られた発見

日常生活の中で、多様な無線通信 が同時進行している事実の驚き
SDRを使うことで、 見えない世界を可視化 し、技術や社会の裏側を体感
「Make 50 of Something」 の手法で、短期間に多くの新しい発見・挑戦
法律やマナーを守りつつ、 科学的好奇心 を満たす趣味としての魅力
SDRコミュニティやオープンソースソフトの活用で、 学びやすい環境 が整備

まとめ

SDRは低コストで始められ、無線通信の世界を深く体験
50の事例 を通じて、身近な電波の多様性と奥深さを実感
誰でも挑戦可能 な電子工作・信号解析の入門としておすすめ
安全・合法な範囲 で、未知の信号や現象を探求する楽しみ
技術的好奇心 と 創造性 を刺激する、現代の冒険体験

Hackerたちの意見

驚きだね！シェアしてくれてありがとう。この文が特に心に残ったよ。「私は誇りに思った！疲れた！そして、私が受け取ったすべてのものが、周りにあって、どこにでも、同時に存在していることに驚いた – どこを見ればいいか分かればね。 :O」

残念だけど、もうNOAAの衛星画像は手に入らないみたい。NOAA-15と19は2025年8月19日に廃止されて、NOAA-18は6月に廃止されたんだ。新しい衛星から画像を取得するには、もっと強力なアンテナが必要になるって聞いたよ。それでも、SDRはすごく楽しい。すべての情報が電磁波に保存されていて、常に私たちの周りを通り抜けているって考えると、すごいよね。

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NOAAの衛星が廃止されるって、具体的にはどういうことなんだろう？単に電源を切るだけなのか、それとも太平洋の指定された場所に落ちるように指示されるのかな？

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それは残念だね。昔やったことがあって、すごく楽しかったよ。

昨年、RTL SDRを使ってrtl_433で433MHzのセンサーデータを受信するのがすごく楽しかったよ。Home Assistantに送信したいならMQTT出力もあるし、シンプルなテキスト出力もできる。近所のセンサーや、通り過ぎる車のタイヤ圧センサーを見るのが楽しかったな。433MHzを使っているデバイスはたくさんあるよ。rtl_433を簡単に拡張することもできるしね。[0] https://github.com/merbanan/rtl_433

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433MHzを使っているデバイスが周りにもっとあるといいなと思ってたんだけど、どうやら近所には433MHzのデバイスはないみたい。

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rtl_433で受信できる433/915バンドのデバイスは、WiFiやZigbeeのデバイスよりも耐久性があって、バッテリー寿命も長いみたいだね。rtl_433用の新しいプロトコルデコーダーを作るのも、意外と悪くないよ。お気に入りの一つは水道メーターのデコーダーで、灌漑用水の漏れに気づかずにお金を節約できたことがあったんだ（目立つ使用パターンが報告されてたけど）。

SDRの三角測量を試してみたいと思ってるんだ。市販のオプションもあるけど、ドングルを使って何かを組み合わせるのが楽しそうだな。https://www.crowdsupply.com/krakenrf/krakensdr

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地元のラジオクラブのメンバーが、KrakenSDRを使ってアマチュア無線周波数で商業運営を追跡するデモをやったんだ。すごく印象的だったよ。市販のドングルを使うより、タイミングはずっと難しいと思う。

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https://khanfar-spectrum-analyzer.web.app/ では、位相ベースの方向探知ソフトウェアや今後のハードウェアもあるよ。ただ、三角測量に関しては、既知の場所にリファレンス信号があれば、TDoA（到着時間差）を使うとハードウェアが少なくて済むんだ。各場所に1つの受信機（例えばRTL-SDR）だけあればいいからね。でも、そういうオープンソースのソフトウェアは知らないな。自分用にちょっとずつ作ってるけど、今のところはかなりガタガタだよ。

8歳の時にクリスマスプレゼントでトランシーバーセットをもらったんだ。兄弟も友達もいなかったから、ちょっと悪趣味なプレゼントだったかも。一度、セットの一つをオンにしてしばらく聞いていたら、雑音の向こうで誰かが話しているように聞こえたんだ。だから何か言ってみたら、その声が返ってきてびっくりしたよ。数十年後、来週は私の結婚式で、そのラジオの向こう側の声は私の親友なんだ。

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これを読んでゾクゾクした！おめでとう！

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すごいね！結婚おめでとう！

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向こうの声は、もうすぐ奥さんになる人だと思ってたけど、いい話だね。おめでとう！

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おめでとう！めっちゃクールな話だね！ >数十年後に進んで、来週が私の結婚式で、ラジオの向こう側の声は…ロマンティックコメディを見すぎたせいか、「私の婚約者」で終わると思ってたよ。 : )

└

すごいね！おめでとう！

└

家族が持ってたポータブルテレビ（GE 7-7150B、リンクは下に）を、普段は悪天候の時に地下でしか使ってなかったんだ。ある日、いろんな非テレビ周波数を受信できることを知ったんだ。特に、近所の人が無線電話でかけてる電話を受信できたのが面白かった。あの小さなテレビが大好きで、デジタルOTA放送に変わるまで使ってたよ。[0]: https://www.youtube.com/watch?v=N4qYPLd8owc

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うわ、すごいな…まるで「スタンド・バイ・ミー」みたいな映画のオープニングシーンを見た気分だ。

7、8年前に電力会社からアナログメーターをスマートメーターに交換するって聞いて、電力消費の習慣をもっと知りたいと思ってたんだ。思ったより時間がかかったけど、去年やっとRTL-SDRを買って、メーターからリアルタイムの情報を得られることを期待してたんだ。残念ながら、どうやら家庭用機器が使うためのISMバンドで消費情報を発信するタイプじゃなかったみたいで、通り過ぎる車のTPMSセンサーの情報しかキャッチできなかった（これは面白かったけど、求めてたものではなかった）。今のRTL-SDRを買うと、たぶんv4が手に入ると思うけど、少なくとも去年の時点では、Ubuntuのaptリポジトリにあるソフトウェアとは全く互換性がなかったよ。v3とv4の間でハードウェアのプロトコルやインターフェースに変更があって、古いドライバーが使えなくなってるから、GitHubから最新のドライバーをダウンロードしてインストールしないと、誤解を招くようなエラーがたくさん出るよ。

└

いくつかのスマートメーターは、特に人が少ない地域では電力線を通じて通信してるよ。電力配電ケーブルを使ってインターネットサービスを提供する案もあったけど、競争できるほどのデータレートにはならなかったと思う。

└

Rainforest Automationを調べてみて。私は彼らのEMU-2を持っていて、電気メーターとペアリングできるんだ。XMLデータを出力して、Home Assistantで読み取れるよ。https://www.rainforestautomation.com/rfa-z105-2-emu-2-2/

画像の読み込みに問題があって、記事を読むのを諦めてる人が多いみたい。ここにTFAの完全にキャッシュされたコピーがあるけど、動画（特に動画）や画像は本当に遅く読み込まれるから注意してね。https://web.archive.org/web/20240317122351/https://blinry.or...（でも、待ってればちゃんと読み込まれるよ）。

数ヶ月前、私の地域で緊急サービスがたくさん動いていて、理由がわからなかった時に、誰もBroadcastifyにフィードを提供していないことを思い出したんだ。そこで、SDRを使ってその通信を受信してオンラインで共有することを考え始めた。それからもう少し進んで、放送をテキストフィードに書き起こせたらどうだろう？何か方法で場所情報を追加して、自分の地域で何が起こっているかを監視できたら？ AIを使ってデータをもっと使いやすい形式に整理できるかな？もしこのデータが価値があったら、サービスとして売れるかも？誰が買うんだろう？公共安全機関？病院？ニュース組織？そんなことを考えながら数日間、どうやってこれを実現するかを調べてみたら、概念的には可能だと思えるところまで来たんだ。でも、その途中でこのサイトを見つけたんだ：http://citizen.com/ - 誰かがすでに私のアイデアをかなり成熟した製品にしていることに気づいたよ。ああ、まあいいや。私の10億ドルのアイデアはそのうち出てくるだろうし。とりあえず、次に火事や他の公共安全の事件が起きたときに、報告される前に周りで何が起こっているか知るために、SDRをいじってみたいな。

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10億ドルのアイデアについてはわからないけど、似たようなものがあっても製品を作ることを勧めるよ。よく見れば、世の中には新しいものなんてほとんどないし、まだ誰もやってないものを見つけるのにはすごく時間がかかると思うよ！でも、自分の製品を作ることでいろんなことが学べるし、将来の成功に向けて自分を位置づけられるし、未来のアイデアを違った視点で見ることができるんだ。もしかしたら、10億ドルのアイデアじゃなくてもいいと思えるかもしれないし、資金提供された製品よりも長く続けられるかも。もしかしたら、私はただ自分のことを投影してるだけかもね。ずっと何かを作るのを先延ばしにしてたから！

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Citizenは本当にクソ化してるから、代替品の方がいいよ。彼らがサービスに対して料金を取るのは構わないけど、いろんな捕食的な編集手法やプッシュ通知、マーケティングコピーを使って、近所がすぐに燃え上がるかのような恐怖を煽って、高いサービスに加入しないと撃たれるかもって脅してくるんだ。アメリカでは犯罪はかなり減ってるけど、Citizenのユーザーになるとそんな感じは全然しないよね。

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あなたがやりたいことを実現している成熟した製品があるっていうのはいいことだね。それだけの市場があって、開発を続けられるってことだから。ターゲット層を変えたり、ブランディングを変えたり、UXを変えたり、データの解釈を変えたりすれば、シチズンと簡単に差別化できるよ。どんな業界にも、同じ結果を少し違った方法で提供しているビジネスがたくさんあるからね。あなたが言っていることは、現地のリアルタイム情報を提供するすごく良いニュースソースになりそうだ。

すごい！ No.24からちょっと休憩が必要で、残りの使い方を読むのが楽しみだよ。素晴らしい記事とリソース、ありがとう！

ハクソク