Was man mit Software-defined Radio (SDR) machen kann (2024)

• Software-defined Radio (SDR) ist eine Form von Digitalradio, bei der der Computer den Großteil der Signalverarbeitung übernimmt
• Mit SDR sind sehr vielfältige Experimente möglich, etwa FM-Radio hören, Flugzeug-/Schiffs- und Wetterinformationen empfangen oder IoT-(Sensor-)Signale decodieren
• Schon mit einem günstigen USB-Dongle und einem Antennen-Kit lässt sich das Potenzial von SDR leicht selbst ausprobieren
• Durch die Kombination verschiedener Frequenzen und Modulationsarten sowie Open-Source-Software können Nutzer die Welt analoger und digitaler Signale umfassend erkunden
• Beim Beobachten alltagsnaher Kommunikationssignale kann man die Prinzipien des Funkverkehrs und den aktuellen Stand der Kommunikationstechnik direkt erleben

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Einleitung und SDR-Grundlagen

• Software-defined Radio (SDR) ist eine digitale Funktechnik, bei der die Signalverarbeitung per Computersoftware statt mit analoger Hardware erfolgt
• Im Vergleich zu klassischem Analogradio kann SDR einen deutlich breiteren Frequenzbereich erfassen und bietet damit eine vielfältige Experimentierumgebung
• Ein beliebtes Gerät ist der etwa 30 $ teure RTL-SDR Blog V4 USB-Dongle, der zusammen mit einem Antennen-Kit für viele verschiedene Experimente eingesetzt werden kann
• Beim Einsatz von SDR kann man mit Software wie SDR++ das Frequenzspektrum erkunden und Signale decodieren
• Es gibt auch öffentliche SDR-Karten mit Fernzugriff über das Internet, sodass Experimente sogar ohne eigene Hardware möglich sind

Aufbau einer SDR-Umgebung

Hardware vorbereiten

• Häufig werden Dipol- und Teleskopantennen verwendet, um mit verschiedenen Frequenzeinstellungen zu experimentieren
• Die zur jeweiligen Frequenz passende Antennenlänge kann grob mit der Formel „72 ÷ (MHz)“ bestimmt und angepasst werden
• Für bestimmte Szenarien wie Satelliten- oder Flugzeugempfang ist eine separate Antennenkonfiguration nötig

Software nutzen

• SDR++: ermöglicht eine flüssige Erkundung des Frequenzspektrums und bietet eine moderne Benutzeroberfläche
• Mit Open-Source-Software wie SDRangel, rtl_433, WSJT-X, fldigi lassen sich verschiedene Funk- und Digitalsignale decodieren und analysieren

Verschiedene SDR-Experimente (wichtige Tagesbeispiele)

Montag

• FM-Radio (87.5-108 MHz): Empfang verschiedener regionaler Radiosender mit starken Signalen
• Freenet (149.01-149.11 MHz): Empfang von Nahbereichs-Kommunikationssignalen in Deutschlands frei nutzbarem Open Channel
• Flughafen-ATIS (je nach Frequenz, AM): Empfang automatischer Wetterdurchsagen mit realen Wetterdaten
• ADS-B (1090 MHz): Empfang und Analyse von Flugüberwachungssignalen mit einer selbstgebauten Antenne zur Anzeige von Flugzeugpositionen in Echtzeit
• Analyse der FM-Stereostruktur: visuelle Untersuchung des Stereo-Signalaufbaus von FM-Radio (Piloton, L+R-/L−R-Informationen)
• RDS & Verkehrsinformationen: Decodierung von Straßenverkehrsdaten über digitale Daten im Radio Data System auf der dreifachen Pilotonfrequenz
• Amateurfunk (144-146 MHz, FM): Beobachtung von Fernkommunikation über Repeater und verschiedensten Gesprächen im Hobbyfunk
• Digitalradio (DAB): Empfang rauschfreier digitaler Sendungen inklusive zusätzlicher Coverbilder
• PMR446 (446.0-446.2 MHz): Mithören von Kurzstrecken-Funksignalen in der Stadt und Erkennen vorhandener Digitalsignale

Dienstag

• Sensorerkennung im 433-MHz-Band: Empfang verschiedenster Signale im industriellen, wissenschaftlichen und medizinischen ISM-Band, darunter Temperatur-/Feuchtigkeitssensoren und Beacons des öffentlichen Verkehrs
• AIS-Schiffspositionen: Erfassen von Kennung und Status vieler Schiffe im Hafen und Erstellen einer Schiffsübersicht in Echtzeit
• GSM (876-959 MHz): Visualisierung von Signaländerungen bei Handygesprächen und abhängig von der Lautstärke

Mittwoch

• Satellitensignale (137 MHz): Direkter Empfang von Signalen von Satelliten wie NOAA und Beobachtung von Frequenzverschiebungen durch den Doppler-Effekt
• TETRA (digitales Funksystem): Beobachtung der Spektralstruktur verschlüsselter Kommunikationssignale von Polizei und öffentlichen Einrichtungen
• Taxifunk und unbekannte Signale: Erkennen anonymer/nicht öffentlicher Kommunikationssignale und Spekulation über einige unbekannte Quellen
• Tracking von Wetterballons: Empfang echter Radiosonden-Signale und Decodierung von Positions- und Temperaturdaten in Echtzeit
• Erfahrung beim Ballon-Hunting: Austausch mit der SDR-Community und Wissenserwerb beim realen Verfolgen und Suchen
• Amateur-Paketfunk (Automatic Packet Reporting System): Automatische Kartenerstellung aus Paketsignalen und Beobachtung eines Kommunikationsnetzes in Echtzeit

Donnerstag

• Bau einer Longwire-Antenne und Experimente im Niederfrequenzbereich: Deutlich höhere Empfindlichkeit im unteren Frequenzbereich mit einer provisorischen 21,6-m-Antenne
• Internationale CW-(Morsecode-)Kommunikation: Direktes Decodieren europäischer Rufzeichen im Bereich 10.1-10.13 MHz
• Maritime Wetterübertragungen (RTTY): Erfolgreiche Decodierung von Kurzwellen-RTTY-Signalen und Empfang von Wettervorhersagen für wichtige Seegebiete
• FT8 (digitale Funkverbindungen): Empfang kurzer Nachrichten in Echtzeit über das moderne digitale Amateurfunkprotokoll aus aller Welt
• Elektromagnetische Störungen durch Laptop-Netzteile: Erkennen der Rauschursache im Niederfrequenzempfang und einer einfachen Lösung (Stecker ziehen)
• Ionosonden- und CODAR-Radar: Einblicke in Signale wissenschaftlicher Systeme zur Ionosphärenforschung und Küstenradarerkennung
• SSB-Sprachkommunikation: Direkter Empfang weitreichender Amateurfunkgespräche im Niederfrequenzbereich und praktisches Erleben der Modulationsart
• Nächtlicher AM-Kurzwellenrundfunk: Empfang interkontinentaler Sendungen am Abend, darunter auch weit entfernte chinesische Sender

Freitag

• CB-Funk (26.965-27.405 MHz): Einblick in den internationalen Bürgerbandfunk von Lkw-Fahrern und anderen trotz hoher Störkulisse
• International Beacon Project: Diagnose aktueller Funkwellenausbreitungsbedingungen anhand von Kurzwellen-Beacon-Signalen
• Zeitsignal (RWM, 9996 kHz): Empfang periodischer Signale aus Russland zur Erkundung einfacher Uhrkorrekturen
• Wetterfax (WEFAX): Echtzeit-Decodierung ausgestrahlter Wetterkartenbilder mit fldigi und Erhalt tatsächlicher Wetterkarten
• Satellitenbilder (137 MHz): Erfolgreiche Decodierung von in Echtzeit übertragenen Infrarot-Erdaufnahmen von NOAA-Satelliten
• Beobachtung des Doppler-Effekts: Experiment zur Frequenzverschiebung von Satellitensignalen und Berechnung realer Relativgeschwindigkeiten
• Nummernsender (5-30 MHz): Mithören verschlüsselter russischer Spionagesendungen und eines berühmten nicht öffentlichen Kommunikationskanals

Samstag

• Amateur-SSTV (Slow-Scan TV): Echtzeit-Rekonstruktion drahtlos übertragener Bilder (Postkarten) und Einblick in Bildkommunikation zwischen Rundfunk und Amateurfunk
• The Buzzer (4625 kHz): Empfang eines mysteriösen Signals und Beobachtung einer Frequenzbelegung durch Signale in Sekundenabständen
• LoRaWAN (868 MHz): Visualisierung der Ausbreitungseigenschaften und Signalstruktur eines stromsparenden Weitbereichsprotokolls für das Internet der Dinge
• Utility-Meter (Wireless M-Bus): Decodierung von Signalen drahtloser Zähler in der Stadt und Anzeige von Raum-/Heizkörpertemperaturen in Echtzeit
• Beobachtung des Spektrums von DVB-T/T2-TV-Kanälen: Nur Untersuchung der Spektralstruktur klassischer TV-Signale (keine Bildwiederherstellung möglich)
• IBIS-Beacons von Autos und Bussen: Echtzeiterkennung und Datenanzeige verschiedenster Signale aus öffentlichem Verkehr und Fahrzeugen, etwa zum Reifendruck
• Signalverzerrungen durch Batteriestand/Temperaturänderungen: Vermutungen zu den Ursachen ungewöhnlicher Signalphänomene bei verschiedenen Geräten
• Satelliten-Morse-Beacons (145.860/145.960 MHz): Empfang von Morsecode-Beacons kleiner Satelliten und direktes Decodieren von Satellitennamen und Rufzeichen
• Pager (POCSAG-Format): Empfang in Deutschland nicht öffentlich zugänglicher verschlüsselter Signale mit sehr knappen Inhalten

Sonntag

• NFC-Signalerkennung (13.56 MHz): Erkennen des Ein-/Aus-Zustands des NFC-Transceivers eines Smartphones und Beobachtung des charakteristisch starken Signals beim Entsperren
• Funkkommunikation mit Smartphone und Buch: Mini-Morse-Experimente mit NFC und einem Buch sowie praktische Echtzeit-Visualisierung der Signale
• Luftfahrt-Navigationsbaken (108.00-117.95 MHz): Decodierung von Winkelmesssignalen bodengestützter Flughafensysteme und Positionsschätzung durch reale Winkelberechnung
• Versuch mit Signalverarbeitungstools wie GNU Radio: Praktische Anwendung eines Open-Source-Toolsets zur Signalzerlegung/-analyse (niedrige Einstiegshürde, hohe Anforderungen an die Fähigkeiten)

Fazit und Tipps

• SDR-Experimente sind eine ideale Plattform, um zahllose Funksignale und Realdaten zu sammeln sowie Werkzeuge und Algorithmen zu lernen
• Schon mit günstiger Hardware und frei verfügbarer Software lassen sich Funkumgebungen, Kommunikationstechniken und Datenflüsse weltweit direkt erkunden
• Durch vielfältige Erfahrungen kann man ein praxisnahes Gespür für Funkkommunikation, Signalverarbeitung, digitale Modulation und verschiedenste Standards entwickeln
• Es gibt zwar viele Versuche und Irrtümer, doch durch wiederholtes Experimentieren und den Austausch mit der Community erweitert sich das Wissen kontinuierlich
• Mit eigener Neugier und Kreativität kann man neue Funksignale und mögliche Anwendungen selbst entdecken

[GN⁺]

Hacker-News-Kommentare

• Als ich 8 war, bekam ich zu Weihnachten ein Walkie-Talkie-Set geschenkt, was für mich ohne Geschwister oder Freunde ein ziemlich gemeines Geschenk war. Eines Tages ließ ich eines eingeschaltet und hörte zwischen dem Rauschen etwas, das wie eine Stimme klang. Also sprach ich hinein, und als die Stimme antwortete, war ich völlig verblüfft. Jahrzehnte später heirate ich nächste Woche, und genau diese Stimme aus dem Radio ist heute mein Trauzeuge.
  • Ich habe wohl zu viele romantische Komödien gesehen, denn ich dachte am Ende käme „Diese Stimme war meine Verlobte“, aber trotzdem ist das eine wirklich großartige Geschichte.
  • Ich hatte innerlich auch erwartet, dass die Stimme deine zukünftige Frau war, aber es ist trotzdem eine fantastische Story. Glückwunsch.
  • Unsere Familie hatte einen kleinen tragbaren Fernseher, einen GE 7-7150B, den wir meist nur bei Unwettern im Keller benutzten. Irgendwann entdeckte ich, dass man damit auch viele andere Signale außer TV-Frequenzen empfangen konnte, und ich konnte sogar die Gespräche der Nachbarn über ihre Schnurlostelefone hören. Ich mochte dieses kleine Gerät sehr und habe es bis zur Umstellung auf digitales OTA-Fernsehen genutzt. YouTube-Video
  • Wirklich eine großartige Geschichte, die sich anfühlt wie die Eröffnungsszene aus dem Film „Stand By Me“.
  • Mein Vater war HAM-Funk-Enthusiast (W7AAI), und als Kind suchte ich mit seinem Empfänger nach Walkie-Talkie-Frequenzen. Nach Weihnachten war es immer lustig, Kinder mit ihren neuen Geräten „Hörst du mich? Hörst du mich?“ sagen zu hören.
• SDR ist wirklich erstaunlich, hier noch ein paar Dinge, die man mit einem RTL-SDR machen kann:
  • Empfang von Meteo-Wettersatelliten (die russische Variante der NOAA-Satelliten, digital, daher mit höherer Auflösung und in Farbe), Digital Radio Mondiale (Digitalradio für Kurzwelle), analoges Fernsehen empfangen (wo noch gesendet wird, sind Schwarzweißbild und Untertitel möglich, auch der analoge Ausgang von VCR/DVD lässt sich nutzen), GPS (auch Galileo und BeiDou, GLONASS ist etwas anders), verstecktes Zusatz-Audio in FM-Radio empfangen, brasilianische illegale Repeater-Betreiber und UHF-Piraten, die Satelliten des US-Militärs aus den 70ern nutzen, TEMPEST/Van Eck phreaking (Fernablesen von Bildschirminhalten durch Signalabstrahlung benachbarter Monitore/Videoleitungen), Analyse von Instrumentenlandesystem-(ILS)-Signalen, Hacking von Infrarot-Fernbedienungen, passives Radar (Erkennung naher Flugzeuge über Reflexionen von ATSC-/VOR-Signalen) und mehr.
    • Ich musste laut lachen bei der Frage, ob es wirklich stimmt, dass brasilianische illegale Repeater-Betreiber und UHF-Piraten immer noch Satelliten des US-Militärs aus den 70ern verwenden. Verwandter Artikel
• In letzter Zeit kann man NOAA-Satellitenbilder nicht mehr so leicht empfangen. NOAA-15 und 19 wurden am 19. August 2025 außer Dienst gestellt, NOAA-18 schon im Juni. Um Signale neuerer Satelliten zu empfangen, braucht man eine deutlich stärkere Antenne. Trotzdem macht SDR einem bewusst, dass in unserer Welt ständig Informationen in Form elektromagnetischer Wellen um uns herum schweben.
  • Ein Tipp: Ausrüstung für GOES-Satelliten kann man leicht bei Amazon kaufen, und der Ablauf ist auch einfach. Kauflink
  • Ich würde gern wissen, wo man mehr Informationen findet, etwa dazu, welche Antenne man braucht.
  • Ich frage mich, was es genau heißt, NOAA-Satelliten außer Dienst zu stellen. Werden sie einfach abgeschaltet oder gezielt in einer bestimmten Region zum Absturz gebracht?
  • Ich habe früher selbst NOAA-Satellitenbilder empfangen, das hat wirklich Spaß gemacht. Schon etwas schade.
• Vor 7 oder 8 Jahren hieß es, unser analoger Stromzähler würde durch einen Smart Meter ersetzt, und ich wollte meinen Stromverbrauch in Echtzeit sehen. Deshalb habe ich mir letztes Jahr einen RTL-SDR gekauft. Mein Zähler scheint aber ein Modell zu sein, das keine Daten im ISM-Band an Haushaltsgeräte sendet, sodass ich am Ende nur TPMS-Daten vorbeifahrender Autos empfangen konnte. Das war zwar interessant, aber nicht das, was ich wollte. Falls jemand heute einen kauft: Meist bekommt man inzwischen die RTL-SDR-v4-Version, die nicht mit den alten Treibern aus den Ubuntu-apt-Repositories kompatibel ist. Man muss aktuelle Treiber direkt von GitHub oder anderswo installieren, denn mit den alten wird v4 nicht erkannt.
  • Empfehlung für das Produkt EMU-2 von Rainforest Automation: Es koppelt sich mit dem Stromzähler und gibt XML-Daten aus, die Home Assistant lesen kann. Produktlink
  • Ich nutze bei mir v5 unter Fedora 42 und habe keinerlei Probleme. Beim Installieren habe ich zwar auch Ubuntu-Notizen gefunden, aber die waren für meine Umgebung völlig irrelevant.
  • Du fängst also TPMS-Signale von vorbeifahrenden Autos auf, das fühlt sich fast an, als würde man an der Haustür stehen und „Reifendruck prüfen!“ rufen.
  • Soweit ich weiß, kommunizieren viele Smart Meter über die Stromleitung selbst, besonders in Gegenden mit niedriger Bevölkerungsdichte. Es gab auch einmal Pläne für Internet über Stromleitungen, aber wegen der Geschwindigkeit hat sich das wohl nie wirklich durchgesetzt.
• Als es vor ein paar Monaten in meiner Gegend viele Notfälle gab, wurden auf Broadcastify keine Feeds hochgeladen. Also habe ich mit SDR selbst empfangen und die Informationen online geteilt. Dann stellte ich mir ein System vor, das die Funkdurchsagen in Text-Feeds umwandelt, Positionsdaten ergänzt und so die lokale Lage in Echtzeit auf einen Blick sichtbar macht. Ich dachte auch darüber nach, wie man die Daten mit AI besser strukturieren könnte. Wenn das wertvolle Daten sind, wer würde dafür bezahlen? Könnte man so etwas an Krankenhäuser oder Nachrichtenorganisationen verkaufen? Ich verbrachte mehrere Tage damit, das Konzept zu durchdenken, und stellte dann bei der Suche fest, dass Citizen.com das bereits als ziemlich ausgereiften Service umgesetzt hat. Meine Milliarden-Idee muss also wohl auf die nächste Gelegenheit warten. Trotzdem will ich SDR künftig noch stärker nutzen, um frühzeitig mitzubekommen, was in meiner Umgebung passiert.
  • Dass es schon ein ausgereiftes Produkt dafür gibt, ist eigentlich gut. Das zeigt, dass der Markt groß genug ist. Mit anderem Zielpublikum, Branding, UX und Dateninterpretation gibt es viele Möglichkeiten zur Differenzierung. Es gibt in derselben Branche oft viele Anbieter, die im Kern ähnliche Ergebnisse auf leicht unterschiedliche Weise liefern. Solche Services können eine hervorragende Quelle für Live-Informationen aus dem Feld sein.
  • Auch wenn es keine Milliarden-Idee ist: Ich würde trotzdem empfehlen, so etwas selbst zu bauen, selbst wenn es ähnliche Produkte schon gibt. Wirklich völlig Neues gibt es kaum, und auch bei Dingen, die andere schon gemacht haben, bringt man seine eigene Art hinein. Beim tatsächlichen Bauen lernt man viel, und das kann später zu erfolgreichen Chancen führen. Vielleicht sage ich das auch nur, weil ich selbst Dinge immer weiter aufgeschoben habe.
  • Ich finde, Citizen betreibt zu stark angstschürendes Marketing. Dass der Dienst Geld kostet, ist in Ordnung, aber das Erzeugen von Angst und die Push-Benachrichtigungen sind problematisch. Obwohl die Kriminalitätsrate in den USA tatsächlich sinkt, bekommt man durch Citizen eher den gegenteiligen Eindruck.
• Hier ist der Autor selbst. Es war ein wirklich unterhaltsames Projekt, und ich kann die Methode „50 Dinge bauen“ jedem empfehlen. Ich habe das einmal als 10-Minuten-Talk auf der !!Con vorgestellt. YouTube-Vortrag
• In unserer Gegend war das Paging-System während der Corona-Zeit nicht verschlüsselt und mit SDR leicht empfangbar. Krankenhäuser übermittelten darüber teils personenbezogene Daten (PII) und sogar, welcher Patient in welchem Zimmer lag. Während der Pandemie konnte man durch das Mitverfolgen von Einweisungen, Sauerstoff-Alarmen und Rufen an die Leichenhalle die Lage im Krankenhaus fast in Echtzeit sehen. Es war interessant, Zugang zu Informationen zu haben, die man normalerweise nicht sieht, aber zugleich auch eine sehr traurige Erfahrung.
  • Ich habe 2013 auch einmal Krankenhaus-Pager empfangen, unabhängig von Corona, und die Nachrichten waren einfach zu deprimierend. Keine empfehlenswerte Erfahrung.
  • Ich glaube nicht, dass man wirklich genug Text-Pages empfangen konnte, um die Lage im Inneren so detailliert zu kennen.
• Es hat großen Spaß gemacht, mit rtl_433 und RTL-SDR 433-MHz-Sensordaten zu empfangen. Man kann sie etwa per MQTT an Home Assistant senden oder einfach als Text ausgeben. Ich konnte Signale von Sensoren aus der Nachbarschaft und von Reifendrucksensoren vorbeifahrender Fahrzeuge sehen, und es gibt wirklich sehr viele Geräte, die 433 MHz nutzen. rtl_433 lässt sich leicht erweitern. GitHub-Link
  • Geräte im 433/915-MHz-Band sind viel zuverlässiger als WiFi oder Zigbee und haben eine längere Batterielaufzeit. Einen Protokoll-Decoder für rtl_433 hinzuzufügen, ist auch nicht besonders schwer. Mein Favorit ist der Decoder für Wasserzähler; damit habe ich ein Leck in der Bewässerungsleitung früh erkannt und viel Geld gespart.
  • Ich wünschte auch, es gäbe mehr 433-MHz-Geräte in meiner Umgebung, aber offenbar besitzen meine Nachbarn keine.
• „Ich war besonders davon beeindruckt, dass all die Signale, die ich empfangen hatte, um uns herum, überall, die ganze Zeit vorhanden sind, wenn man nur weiß, wie man sie findet.“
• Verwandter Beitrag: „50 Dinge, die man mit Software Defined Radio machen kann“ Hacker-News-Diskussion