基于HackRF的室内无线电频谱检测仪的设计与实现

发布时间：2020-04-26 13:48

【摘要】：在20世纪70年代到20世纪80年代,人们对无线网络产生了浓厚的兴趣,并开始了研究。1980年-1989年,无线网络因其不需架线和超强的灵活性赢得了市场和大众的认可,那段时期也是局域网发展最快速的一个时期。从2G到3G,到早已普及的4G,再到如今打得热火朝天的5G争夺战,甚至6G也在徐徐酝酿中,无线电通信技术以人们无法想象的速度飞速发展着。伴随着通信技术的不断发展和人类社会的不断进步,人们对于无线电通信越来越离不开,越来越依赖,但在一些特定场所,比如民航飞机、考场、需要关闭手机或防止窃听的会场会议室等场所,对无线电的使用有着十分严格的限制,目前市面上的现有无线电频谱检测设备价格昂贵,且太过庞大,不方便携带,不利于广泛使用,因此设计一套轻巧便携、成本低且方便升级维护的无线电频谱检测仪,以满足特定场所中对无线电频谱进行快速检测的需求就很有必要了。本文利用HackRF和GNU Radio设计了一套轻巧便携的无线电频谱检测仪。本文首先介绍了软件无线电和频谱检测仪的国内外研究现状;研究了频谱分析仪的工作原理和相关的软件无线电理论,并对频谱检测的一些方法进行了分析;之后对系统的软硬件进行了详细分析;第三章详细介绍了无线电频谱检测仪的设计方案,软件设计中着重于信号的检测和信号处理的设计,运用能量检测的方法对某一频段进行扫描,检测出是否有信号存在,并对检测到信号的通信制式判断进行了研究。基于GNU Radio开源软件和HackRF搭建了软件无线电平台,使用Python脚本语言进行开发,并且通过wx Python描绘出图形界面,显示信号检测结果。为测试设计的合理和正确性,采用了对比测试方法,使用高精度的频谱分析仪,与其的测试结果进行比较,验证了系统设计的可靠性。
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探测仪,软件无线电

产品性能也是不断提高。逡逑除了利用频谱分析仪检测无线电信号之外，如今市面上也存在一些无线探测仪逡逑器，如图１，但这种无限探测仪的结构功能比较简单，使用四个指示灯显示信号能量逡逑的强弱，无法对无线电信号的具体频段和强度进行检测。逡逑WW逡逑图１两种无限探测仪逡逑Ｆｉｇ．邋１邋Ｔｗｏ邋ｋｉｎｄｓ邋ｏｆ邋ｉｎｆｉｎｉｔｅ邋ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ逡逑软件无线电（Ｓｏｆｔｗａｒｅ邋Ｒａｄｉｏ）或者可称为软件可定义的无线电（Ｓｏｆｔ－Ｄｅｆｉｎｅｄ逡逑Ｒａｄｉｏ）是由ＪｅｏＭｉｔｏｌａ在１９９２年提出来的，它的理论基础是现代通信理论，核心是逡逑数字信号处理。在提出的短短几年中，受到了军事通信领域、个人移动通信领域、微逡逑电子领域等多个领域的广泛关注和兴趣，，推动着电子技术产生巨大的经济效益，为社逡逑会带来进步和发展。逡逑软件无线电不像传统的无线电台那样功能单一，可扩展性较差，而是以一种开放逡逑性的硬件作为平台，这种硬件尽可能简单，这样有利于仅仅通过软件来对设备进行升逡逑级。简单硬件与软件结合的软件无线电结构对于用户和开发商都非常有益。具体来说，逡逑对于用户

数字移动通信系统,接收机结构,信号选择,无线电

动通信（４Ｇ），其信号选择、滤波、解调、译码都是利用软件实现，才称得上是软件逡逑无线电（楼才义，２０１４）。逡逑数字移动通信系统接收机结构如图２所示逡逑５逡逑
【学位授予单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN92

【参考文献】