Hal-hal yang Bisa Dilakukan dengan Software-Defined Radio (SDR) (2024)

• Software-defined radio (SDR) adalah bentuk radio digital di mana komputer menangani sebagian besar pemrosesan sinyal
• Dengan memanfaatkan SDR, kita bisa melakukan sangat banyak eksperimen, seperti mendengarkan radio FM, menerima informasi pesawat/kapal dan cuaca, serta mendekode sinyal Internet of Things (sensor)
• Hanya dengan dongle USB murah dan kit antena, siapa pun dapat dengan mudah merasakan berbagai kemungkinan penggunaan SDR
• Dengan mengombinasikan berbagai frekuensi dan metode modulasi, serta perangkat lunak open source, pengguna dapat menjelajahi dunia sinyal analog–digital secara luas
• Dengan mengamati sinyal komunikasi yang terhubung dengan kehidupan sehari-hari, kita dapat merasakan langsung prinsip komunikasi nirkabel dan kondisi terkini teknologi komunikasi

---

Pendahuluan dan dasar SDR

• Software-defined radio (SDR) adalah teknologi radio digital yang melakukan pemrosesan sinyal dengan perangkat lunak komputer alih-alih perangkat keras analog
• Karena dapat mendeteksi rentang frekuensi yang jauh lebih luas dibanding radio analog konvensional, SDR menyediakan lingkungan eksperimen yang sangat beragam
• Perangkat yang populer antara lain RTL-SDR Blog V4 USB dongle seharga sekitar $30, yang bila dibeli bersama kit antena dapat dipakai untuk berbagai eksperimen
• Saat menggunakan SDR, kita dapat memanfaatkan berbagai perangkat lunak seperti SDR++ untuk menjelajahi spektrum frekuensi dan mendekode sinyal
• Tersedia juga peta SDR publik yang dapat diakses jarak jauh melalui internet, sehingga eksperimen bisa dilakukan tanpa membeli perangkat keras terpisah

Menyiapkan lingkungan praktik SDR

Persiapan perangkat keras

• Eksperimen pengaturan berbagai frekuensi umumnya dilakukan dengan antena dipole dan teleskopik
• Panjang antena yang sesuai untuk tiap pita frekuensi dapat diukur dan diterapkan secara kasar dengan rumus “72 ÷ (MHz)”
• Dalam situasi tertentu seperti penerimaan satelit atau pesawat, dibutuhkan konfigurasi antena tersendiri

Cara memanfaatkan perangkat lunak

• SDR++: memungkinkan penjelajahan spektrum frekuensi dengan mulus dan memiliki antarmuka pengguna modern
• Berbagai sinyal radio dan sinyal digital dapat didekode/dianalisis dengan perangkat lunak open source seperti SDRangel, rtl_433, WSJT-X, fldigi

Berbagai contoh eksperimen SDR (contoh utama per hari)

Senin

• Radio FM (87.5-108 MHz): melakukan eksperimen mendengarkan berbagai siaran radio lokal dengan sinyal yang kuat
• Freenet (149.01-149.11 MHz): mencoba menerima sinyal komunikasi jarak dekat dari open channel Jerman yang bebas digunakan
• ATIS bandara (frekuensi bervariasi, AM): menerima siaran cuaca otomatis untuk memeriksa data cuaca nyata
• ADS-B (1090 MHz): menerima dan menganalisis sinyal pemantauan pesawat dengan antena rakitan sendiri untuk melihat posisi pesawat secara real-time
• Analisis struktur stereo FM: menelaah secara visual format sinyal stereo radio FM (pilot tone, informasi L+R/L−R)
• RDS & informasi lalu lintas: mendekode informasi kondisi jalan dari data digital pada frekuensi tiga kali pilot tone (Radio Data System)
• Radio amatir (144-146 MHz, FM): mengamati contoh komunikasi jarak jauh melalui repeater dan berbagai percakapan radio hobi
• Radio digital (DAB): menerima siaran digital tanpa noise, termasuk tambahan seperti cover image
• PMR446 (446.0-446.2 MHz): mendengarkan sinyal transceiver privat jarak dekat di area perkotaan dan memeriksa keberadaan sinyal digital

Selasa

• Deteksi sensor pita 433 MHz: menerima berbagai sinyal di pita ISM industri/medis, seperti sensor suhu-kelembapan dan sinyal beacon transportasi umum
• Memeriksa posisi kapal dengan AIS: mengumpulkan identitas/status banyak kapal di pelabuhan dan membuat peta kapal real-time
• GSM (876-959 MHz): memvisualisasikan perubahan sinyal saat panggilan ponsel berlangsung dan perbedaan sesuai besar suara

Rabu

• Sinyal satelit (137 MHz): menerima langsung sinyal dari satelit seperti NOAA dan mengamati pergeseran frekuensi akibat efek Doppler
• TETRA (sistem radio digital): mengamati struktur spektrum sinyal komunikasi terenkripsi milik polisi/lembaga publik
• Radio taksi dan sinyal tak teridentifikasi: mendeteksi sinyal komunikasi anonim/nonpublik dan menebak identitas sebagian sinyal
• Pelacakan balon pengamatan cuaca: menangkap sinyal radiosonde nyata dan mendekode data posisi/suhu secara real-time
• Pengalaman berburu balon: belajar dan berinteraksi dengan komunitas SDR dalam proses pelacakan dan pencarian nyata
• Packet radio amatir (Automatic Packet Reporting System): membuat peta sinyal paket secara otomatis dan mengamati jaringan komunikasi real-time

Kamis

• Membuat antena long-wire dan eksperimen frekuensi rendah: sangat meningkatkan sensitivitas frekuensi rendah dengan antena sementara sepanjang 21,6 m
• Komunikasi CW (kode Morse) internasional: mendekode langsung callsign dari berbagai negara Eropa pada pita 10.1-10.13 MHz
• Siaran cuaca maritim (RTTY): berhasil mendekode sinyal RTTY shortwave dan menerima prakiraan cuaca untuk wilayah laut utama
• FT8 (komunikasi digital): menerima secara real-time pesan-pesan pendek global dari protokol komunikasi digital amatir modern
• Masalah interferensi elektromagnetik charger laptop: memeriksa penyebab noise saat penerimaan frekuensi rendah dan solusi sederhana (mencabut plug)
• Ionosonde dan radar CODAR: mencoba sinyal sistem riset ilmiah seperti penelitian ionosfer dan deteksi sinyal radar pesisir
• Komunikasi suara SSB (single sideband): menerima langsung sinyal komunikasi amatir jarak jauh di frekuensi rendah dan merasakan metode modulasinya
• Siaran AM shortwave malam hari: menerima siaran antarbenua pada malam hari, termasuk berbagai sinyal seperti siaran jarak jauh dari Tiongkok

Jumat

• Radio CB (26.965-27.405 MHz): merasakan komunikasi radio citizen band internasional milik sopir truk dan lainnya, sambil mengatasi lingkungan dengan noise tinggi
• International Beacon Project: mendiagnosis kondisi propagasi radio saat ini melalui sinyal beacon shortwave
• Sinyal waktu (RWM, 9996 kHz): menerima sinyal periodik dari Rusia dan mengeksplorasi kemungkinan kalibrasi jam sederhana
• Faks cuaca (WEFAX): mendekode gambar peta cuaca yang disiarkan secara real-time dengan fldigi dan memperoleh peta cuaca nyata
• Citra satelit (137 MHz): berhasil mendekode citra Bumi inframerah real-time yang dikirim satelit NOAA
• Pengamatan efek Doppler: menguji karakteristik pergeseran frekuensi melalui sinyal satelit dan menghitung kecepatan relatif nyata
• Number stations (rentang 5-30 MHz): mendengarkan siaran sandi mata-mata Rusia dan merasakan saluran komunikasi nonpublik yang terkenal

Sabtu

• SSTV amatir (slow-scan TV): memulihkan secara real-time gambar (kartu pos) yang dikirim lewat radio dan mencoba komunikasi gambar antara siaran dan radio amatir
• The Buzzer (4625 kHz): menerima sinyal misterius dan mendeteksi fenomena okupasi frekuensi melalui sinyal berjarak beberapa detik
• LoRaWAN (868 MHz): memvisualisasikan karakteristik propagasi dan struktur sinyal dari protokol komunikasi daya rendah/jangkauan luas untuk IoT
• Meter utilitas (Wireless M-Bus): mendekode sinyal meter nirkabel di berbagai titik kota dan memeriksa suhu ruangan/radiator secara real-time
• Pengamatan spektrum kanal TV DVB-T/T2: hanya memeriksa struktur spektrum sinyal TV tradisional (tanpa bisa memulihkan video)
• Sinyal beacon IBIS kendaraan dan bus: mendeteksi berbagai sinyal dari transportasi umum dan kendaraan, seperti tekanan ban, serta memeriksa datanya secara real-time
• Distorsi sinyal akibat perubahan level baterai/suhu: menebak penyebab munculnya fenomena aneh pada sinyal berbagai perangkat
• Beacon Morse satelit (145.860/145.960 MHz): menerima beacon kode Morse dari satelit kecil dan langsung mendekode nama satelit serta callsign
• Pagers (format POCSAG): menerima sinyal terenkripsi yang tidak dipublikasikan menurut aturan Jerman, dengan isi yang sangat singkat

Minggu

• Deteksi sinyal NFC (13.56 MHz): mendeteksi ON/OFF transceiver NFC pada smartphone dan mengamati sinyal kuat khas saat perangkat dibuka kuncinya
• Komunikasi nirkabel dengan smartphone dan buku: bereksperimen dengan komunikasi Morse mini menggunakan NFC dan buku, sambil memvisualisasikan sinyal secara real-time
• Beacon navigasi penerbangan (108.00-117.95 MHz): mendekode sinyal pengukuran sudut dari stasiun darat bandara dan mencoba estimasi posisi dengan menghitung sudut nyata
• Mencoba alat pemrosesan sinyal seperti GNU Radio: pengalaman penerapan nyata toolkit open source untuk mengurai/menganalisis sinyal (ambang masuk rendah, tetapi memerlukan kemampuan tinggi)

Kesimpulan dan tips

• Eksperimen SDR adalah platform yang sangat ideal untuk mengumpulkan banyak sinyal radio dan data dunia nyata, serta mempelajari alat dan algoritme
• Hanya dengan peralatan murah dan perangkat lunak terbuka, kita dapat langsung menjelajahi lingkungan gelombang radio, teknologi komunikasi, dan aliran data di seluruh dunia
• Melalui berbagai pengalaman, kita bisa memperoleh intuisi praktis tentang komunikasi nirkabel, pemrosesan sinyal, modulasi digital, dan berbagai standar
• Akan ada banyak trial and error, tetapi lewat eksperimen berulang dan interaksi komunitas, pengetahuan baru akan terus berkembang
• Dengan mengandalkan rasa ingin tahu dan kreativitas, kita bisa sendiri menemukan sinyal radio baru dan kemungkinan aplikasi yang baru

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Saat berusia 8 tahun, aku mendapat satu set walkie-talkie sebagai hadiah Natal, tetapi itu hadiah yang agak kejam untukku yang tidak punya saudara maupun teman. Suatu hari aku menyalakan salah satunya dan mendengarkan, lalu rasanya seperti mendengar suara seseorang berbicara di tengah derau. Jadi aku mencoba menyapa, dan suara itu menjawab, membuatku sangat terkejut. Kini beberapa dekade kemudian, aku akan menikah minggu depan, dan suara yang kudengar lewat radio saat itu adalah best man-ku.
  • Aku terlalu terpengaruh oleh komedi romantis yang kutonton belum lama ini, jadi kukira bagian akhirnya akan berbunyi, "suara itu adalah tunanganku," tetapi ini benar-benar cerita yang keren.
  • Saat mendengar ceritanya, diam-diam aku mengira suara itu adalah calon istrimu. Tetap saja, ini kisah yang sangat keren, selamat.
  • Keluargaku punya TV portabel kecil GE 7-7150B, dan biasanya hanya dipakai di ruang bawah tanah saat cuaca buruk. Suatu kali, aku sadar TV ini juga bisa menangkap berbagai sinyal selain frekuensi TV, dan kami bahkan bisa mendengarkan percakapan tetangga yang memakai telepon nirkabel. Aku sangat menyukai TV kecil ini dan memakainya dengan baik sampai siaran OTA digital mulai diberlakukan video YouTube
  • Ini cerita yang sangat keren, rasanya seperti melihat adegan pembuka film Stand By Me.
  • Ayahku penggemar radio HAM (W7AAI), dan waktu kecil aku pernah mencari frekuensi walkie-talkie dengan receiver miliknya. Setelah Natal, seru sekali mendengar anak-anak yang baru mendapat walkie-talkie berkata, "kedengeran? aku kedengeran?"
• SDR benar-benar menakjubkan. Aku ingin berbagi beberapa hal lain yang bisa dilakukan dengan RTL-SDR.
  • Menerima satelit cuaca Meteor (versi Rusia dari satelit NOAA, digital jadi kualitasnya lebih tinggi dan berwarna), Digital Radio Mondiale (radio digital untuk shortwave), menerima TV analog (di tempat yang masih menyiarkan, bisa dapat video hitam-putih dan subtitle, dan output analog dari VCR/DVD juga bisa dimanfaatkan), GPS (termasuk Galileo dan BeiDou, GLONASS agak berbeda), menerima audio sekunder tersembunyi dari radio FM, fenomena operator relay ilegal Brasil dan bajak laut UHF yang memakai satelit militer AS dari era 70-an, TEMPEST/Van Eck phreaking (membaca layar dari jauh lewat kebocoran sinyal monitor/jalur video di dekatnya), analisis sinyal instrument landing system (ILS), meretas remote inframerah, passive radar (mendeteksi pesawat di sekitar lewat pantulan sinyal ATSC/VOR), dan lain-lain benar-benar bisa dilakukan.
    • Aku sampai bertanya, benarkah operator relay ilegal Brasil dan bajak laut UHF masih memakai satelit militer AS dari era 70-an? Ini lucu sekali artikel terkait
• Belakangan ini, foto satelit NOAA tidak lagi mudah didapat. NOAA-15 dan 19 pensiun pada 19 Agustus 2025, dan NOAA-18 pensiun pada bulan Juni. Untuk menerima sinyal dari satelit baru, dibutuhkan antena yang jauh lebih kuat. Meski begitu, SDR benar-benar membuat kita sadar bahwa kita hidup di dunia di mana informasi selalu beterbangan di sekitar kita dalam bentuk gelombang elektromagnetik.
  • Ada tips bahwa perlengkapan untuk satelit GOES bisa dibeli dengan mudah di Amazon dan prosedurnya juga sederhana tautan pembelian
  • Aku penasaran bisa mencari info tambahan, misalnya antena seperti apa yang dibutuhkan, di mana.
  • Aku penasaran apa maksudnya memensiunkan satelit NOAA, apakah satelitnya dimatikan begitu saja atau dijatuhkan ke area tertentu.
  • Dulu aku pernah menerima citra satelit NOAA dan itu benar-benar seru, jadi cukup disayangkan.
• Sekitar 7~8 tahun lalu, saat meteran listrik analog di rumah kami akan diganti dengan smart meter, aku memutuskan ingin mengetahui penggunaan listrikku secara real-time, lalu tahun lalu aku membeli RTL-SDR. Namun sepertinya meteranku adalah model yang tidak mengirim data ke perangkat rumah melalui band ISM, jadi akhirnya yang bisa kuterima hanya informasi TPMS (tekanan ban) dari mobil yang lewat. Itu tetap menarik, tetapi bukan yang kuinginkan. Sebagai catatan, kalau membeli sekarang kemungkinan besar yang didapat adalah RTL-SDR v4, dan itu tidak kompatibel dengan driver lama yang ada di repositori apt Ubuntu. Driver terbaru harus diunduh dan dipasang sendiri dari GitHub atau tempat lain, karena driver lama tidak bisa mengenali v4.
  • Aku merekomendasikan produk EMU-2 dari Rainforest Automation. Produk ini terhubung dengan meteran listrik dan mengekspor data XML yang bisa dibaca di Home Assistant tautan produk
  • Dalam kasusku, aku memakai v5 di Fedora 42 dan tidak ada masalah. Saat instalasi aku juga sempat melihat catatan pemasangan Ubuntu, tetapi sama sekali tidak relevan untuk lingkunganku.
  • Menangkap sinyal TPMS dari mobil yang lewat rasanya seperti berdiri di depan pintu sambil berteriak, "periksa tekanan ban Anda!"
  • Banyak smart meter berkomunikasi lewat kabel listrik itu sendiri, terutama di daerah dengan kepadatan penduduk rendah. Dulu sempat ada rencana layanan internet melalui saluran listrik, tetapi sepertinya tidak menyebar karena masalah kecepatan.
• Beberapa bulan lalu, saat ada banyak situasi darurat di daerahku dan tidak ada feed yang naik ke Broadcastify, aku mulai menerimanya sendiri dengan SDR lalu membagikannya secara online. Lebih jauh lagi, aku membayangkan sistem yang mengubah isi siaran menjadi feed teks, menambahkan informasi lokasi, dan membuat situasi real-time di daerah setempat bisa dipahami sekilas. Aku juga memikirkan cara memakai AI untuk menata datanya dengan lebih sistematis. Kalau ini data yang bernilai, siapa yang akan membelinya, mungkinkah dijual sebagai produk ke rumah sakit atau organisasi berita, sampai sejauh itu aku memikirkannya. Setelah beberapa hari menyusun konsep dan mencari-cari, aku sadar ternyata Citizen.com sudah mewujudkan ini sebagai layanan yang cukup matang. Jadi sepertinya ide miliarderku harus kutunda sampai kesempatan berikutnya. Meski begitu, ke depannya aku tetap ingin lebih memanfaatkan SDR untuk mengetahui apa yang terjadi di sekitarku lebih cepat.
  • Adanya produk matang yang sudah melakukan ini justru hal yang baik. Itu bukti pasarnya cukup besar. Dengan target, branding, UX, dan interpretasi data yang berbeda dari Citizen, masih ada banyak ruang diferensiasi. Dalam industri yang sama selalu ada banyak perusahaan yang menawarkan hasil serupa dengan sedikit perbedaan. Layanan seperti ini bisa menjadi sumber berita yang sangat bagus untuk menyampaikan informasi lapangan secara langsung.
  • Meski bukan ide miliarder, aku tetap ingin merekomendasikan untuk membuatnya sendiri walaupun produk serupa sudah ada. Di dunia ini hampir tidak ada yang sepenuhnya baru, dan sesuatu yang sudah dilakukan orang lain pun akan punya warna sendiri saat dikerjakan dengan caramu. Saat benar-benar membuatnya, kita belajar banyak hal dan itu bisa mengarah ke peluang sukses di masa depan. Mungkin aku mengatakan ini karena aku sendiri juga terus menundanya.
  • Menurutku Citizen terlalu banyak memakai pemasaran yang memicu kecemasan. Memungut biaya layanannya sendiri tidak masalah, tetapi membangun rasa takut dan memakai push notification seperti itu bermasalah. Tingkat kejahatan di AS sebenarnya sedang menurun, tetapi memakai Citizen justru bisa membuat orang merasa sebaliknya.
• Aku penulisnya. Ini benar-benar proyek yang menyenangkan, dan aku ingin merekomendasikan teknik "membuat 50 hal" kepada semua orang. Aku pernah membawakan presentasi 10 menit tentang ini di acara !!Con video presentasi YouTube
• Di daerah kami, selama masa COVID, sistem paging tidak dienkripsi dan bisa diterima dengan mudah memakai SDR. Ada kalanya rumah sakit mengirimkan informasi pribadi (PII) dan bahkan informasi pasien mana yang berada di kamar mana melalui sistem itu. Dengan melacak rawat inap, alarm oksigen, panggilan kamar jenazah, dan sebagainya selama masa COVID, kondisi internal rumah sakit nyaris terlihat secara real-time. Mengetahui informasi yang biasanya tidak bisa diakses itu menarik, tetapi sekaligus pengalaman yang sangat menyedihkan.
  • Aku juga pernah menerima pager rumah sakit pada 2013, dan terlepas dari COVID, isi pesannya terlalu muram. Pengalaman yang tidak kusarankan.
  • Kupikir akan sulit benar-benar menerima page teks sampai bisa mengetahui kondisi internal sedetail itu.
• Sangat menyenangkan menerima data sensor 433MHz dengan rtl_433 dan RTL-SDR. Data itu juga bisa dikirim ke MQTT untuk Home Assistant dan sebagainya, atau cukup dikirim sebagai teks biasa. Aku bisa melihat berbagai sinyal seperti sensor rumah tetangga dan sensor tekanan ban kendaraan yang lewat, dan ternyata sangat banyak perangkat yang memakai 433MHz. rtl_433 juga mudah diperluas tautan GitHub
  • Perangkat band 433/915MHz jauh lebih andal daripada WiFi atau Zigbee dan baterainya juga lebih awet. Menambahkan decoder protokol untuk rtl_433 juga tidak terlalu sulit, dan favoritku adalah decoder meteran air; dengannya aku bisa mendeteksi kebocoran air irigasi lebih awal dan menghemat banyak uang.
  • Aku juga berharap ada lebih banyak perangkat 433MHz di sekitarku, tetapi ternyata tetanggaku sepertinya tidak punya perangkat 433MHz.
• Bagian "Aku terkejut karena semua sinyal yang kuterima itu ternyata ada di sekitar kita, di mana-mana, sepanjang waktu, asalkan kita tahu cara menemukannya" sangat berkesan bagiku.
• Sebagai bacaan terkait, ada "50 Things you can do with Software Defined Radio" diskusi Hacker News