無線でAirGapを超える実験(その1 Raspberry Pi)

イスラエスのベン・グリオン大学の研究チームが様々な手段でAirGapを超える実験を発表していて、これまでに、電波、音波、熱などの例が紹介されています。
かねてから、ネタの一つとして無線で実験してみたいと思っていたのですが、最近になってようやく実験を開始しました。
最初は、GPIOを備え、敷居が低そうなRaspberry Piで実験を試みました。RaspberrPiでは、FM変調で音楽などを流す試みが発表されています。手始めに、これを実験してみましたが、githubからダウンロードして、簡単に再現することができました。このソフトはあらかじめ用意したwavファイルの音楽を流したり、マイクロフォンやLINE入力からのオーディオ信号をFM変調で送信できるようになっています。調べてみると、RaspberryPiには3個のGPCLKポートが備わっていて、このポートから、内蔵のクロックを基にしてプログラマブルに周波数を設定可能なハードウェアとなっています。

GPCLK General Purpose CLock https://pinout.xyz/pinout/gpclk
GPIO端子に出力される信号は、基本的には矩形波なので、RF信号の振幅が変化するような変調は、外部のハードウェアなしには実装できません。FM電波とした理由も、そこにあるものと思われます。プログラマブルにクロックを設定できる仕組みを利用し、GPCLK端子へ出力する周波数をうまく制御してFM変調を実現しているようです。クロック生成の詳細は、この記事などが参考になります
RaspberryPiのFM送信機のソフトを利用してデジタルデータを送信するには、データからQPSKなどの信号を音声データとして生成し、wavファイルに落として変調用のファイルとすれば、比較的簡単に実現できそうな気がします(APSK変調)。もっと安直な方法として、GPCLK端子から、あるの周波数の信号を断続して出力すれば、搬送波の断続による原始的なCW変調が実現できそうなので、こちらの方式で実験をしてみました。クロックの生成で、参考にた記事は、こちらの Miscellaneous related code セクションにあるMinimal Clock Accessのコードです。

クロックの制御部分だけをC言語で記述し、残りの部分は、これまた安直にPHPで記述しています。

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