在無線通信技術(shù)快速發(fā)展的時代，軟件定義無線電（Software Defined Radio，SDR）技術(shù)已經(jīng)成為一個重要的方向。它允許用戶通過軟件來定義無線電設備的傳輸和接收特性，而不是依賴于傳統(tǒng)的硬件解決方案。這種技術(shù)的靈活性和可編程性為無線通信帶來了革命性的變革。本文將介紹軟件無線電的基本概念、工作原理以及如何使用RTL-SDR打開軟件無線電的大門。
軟件無線電（SDR）是指使用軟件來實現(xiàn)無線電的功能，包括信號的生成、調(diào)制、發(fā)射和接收等。與傳統(tǒng)的硬件無線電設備不同，SDR設備的功能可以通過軟件更新和配置來改變，而不需要更換硬件。軟件無線電 (SDR)通常包括一個可配置的射頻前端和一個用于執(zhí)行數(shù)字功能的 FPGA 或可編程的片上系統(tǒng) (SoC)。商用 SDR 硬件可以發(fā)射和接收不同頻率的信號，從而實現(xiàn)從 FM 無線電到 5G、LTE 和 WLAN 等多種無線標準。
追溯到海灣戰(zhàn)爭時期，以美國為首的多國部隊中使用了多種制式的通訊設備，這造成了他們相互之間通訊困難的問題。1992年5月，在美國電信系統(tǒng)會議上，MITRE公司的Jeo Mitola首次明確提出了“軟件無線電”的概念，其思路是使所有戰(zhàn)術(shù)電臺都基于同一套硬件平臺，安裝不同的軟件來組成不同類型的電臺，完成不同性質(zhì)的功能。因此它具有軟件可編程能力。后來，美國軍方與Hazcltine公司研制了一種名為“speakeasy”(易通話)軟件無線電臺，核心目的就是解決軍隊各種電臺之間的兼容通訊問題，通信的業(yè)務包括話音、數(shù)據(jù)和視頻圖像等。
軟件無線電的工作原理是通過將無線電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后利用軟件對數(shù)字信號進行處理和分析。具體來說，SDR設備首先通過射頻前端將無線電信號轉(zhuǎn)換為中頻信號，然后再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將中頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。接下來，數(shù)字信號被送入計算機或嵌入式處理器中，通過軟件進行處理和分析，實現(xiàn)無線電功能。
1、超高的靈活性：軟件無線電設備的功能可以通過增加模塊，更新配置來改變，而不需要更換硬件。它可以與任何電臺進行通信，也可以作為其它電臺的射頻中繼。
2、超強的開放性：SDR技術(shù)的開放性意味著任何人都可以使用SDR設備進行通信和研究。SDR設備的功能通過編寫代碼來實現(xiàn)，使得用戶可以自定義無線電設備的行為和特性。這為無線電愛好者提供了更多的機會，同時也為無線電設備的開發(fā)和創(chuàng)新提供了更大的空間。
軟件無線電技術(shù)的應用領域非常廣泛。
軍用方面：包括軍事通信、雷達系統(tǒng)、電子戰(zhàn)系統(tǒng)、衛(wèi)星通信、無線電監(jiān)測與偵測等，商用方面：包括商業(yè)無線電、商業(yè)無人機通訊、無線研究和業(yè)余無線電愛好者活動等。
由于其靈活性和可擴展性，SDR已經(jīng)成為現(xiàn)代無線通信領域中的一個重要技術(shù)方向。隨著無線技術(shù)的進步，SDR的能力和應用將持續(xù)得到釋放。
RTL-SDR本來是一款用來接收電視信號的電視棒。但業(yè)余無線電領域通常將RTL-SDR作為是一種價格低廉的無線電接收機，也叫RTL2832U、DVB-T SDR、DVB-T加密狗。RTL-SDR是DVB-T USB的接收機的創(chuàng)新發(fā)明，是一個軟件無線電的入門級接收機。
下面我們將使用RTL-SDR，配合SDRSHARP軟件來完成收聽FM廣播的實驗，這將為我們打開軟件無線電的大門。RTL-SDR很容易在網(wǎng)上購買到。
①插上RTL-SDR，并連接好天線。
②下載SDRSHARP：https://airspy.com/download/
③解壓后點擊install-rtlsdr.bat
④等待程序運行完畢；時間可能稍長。
⑤找到“zadig.exe”安裝驅(qū)動，并按如下設置，win10下不勾選第二項，；
⑥選擇好后，開始安裝。安裝完成即可打開SDRSharp.exe
⑦選擇設備。
⑧點擊開始，選擇頻點，滑動調(diào)整RF Gain來調(diào)整效果。
至此，我們就完成了使用RTL-SDR來進行FM廣播收聽的實驗了。除此之外，還可以使用RTL-SDR完成收聽航空頻段、收聽業(yè)余無線電、解碼數(shù)字信號、追蹤航空器的實驗。具體操作可通過網(wǎng)絡搜索相關教程。
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