淺談軟件定義無(wú)線(xiàn)電SDR

一、應用介紹

在LoRa的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，我們經(jīng)常遇到射頻相關(guān)問(wèn)題，除了以常規工具（示波器、頻譜儀、綜測儀等），我們也可以使用一些輔助手段去分析，以下介紹在解決客戶(hù)跨信道干擾問(wèn)題時(shí)的發(fā)現的可視化工具：SDR-軟件定義無(wú)線(xiàn)電，并對其對LoRa分析的作用加以說(shuō)明。
??軟件定義無(wú)線(xiàn)電，SDR(Software Defined Radio)。通俗來(lái)講，SDR就是基于通用的硬件平臺上用軟件來(lái)實(shí)現各種通信模塊。其硬件主要為射頻模擬前端+高速ADC組合，作用是將射頻信號接收并調理，采樣后送上位機軟件解調。所以，其調制方式是由上位機軟件定義的，故稱(chēng)軟件定義無(wú)線(xiàn)電。由于其硬件、軟件多為開(kāi)源，因此被無(wú)線(xiàn)電愛(ài)好者所喜愛(ài)。LoRa作為一種低頻無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，使用此工具也非常合適。

二、應用分析

2.1、硬件

由上述可知，SDR硬件為射頻模擬前端+高速ADC組合。由于部分硬件只是用來(lái)接收數據，因此可以?xún)H配備有接收機而不配備發(fā)射機。硬件設備的主要參數有頻率范圍、頻偏、接收靈敏度、采樣率等，在實(shí)際應用中，其射頻接收范圍多為SubGHz，但也有超過(guò)GHz的硬件（較貴）；頻偏表現不定，其中不乏使用高精度溫補晶振的設備；接收靈敏度也是多樣，接收靈敏度較高的設備其價(jià)格也較高；采樣率即該設備對射頻信號采樣的頻率，從kHz到MHz不等，其采樣部分多為專(zhuān)用ADC芯片或FPGA芯片實(shí)現。以下是幾種開(kāi)源SDR硬件：
??RTL-SDR：

??HackRF ONE：

??Lime SDR：

2.2、軟件

SDR軟件與硬件相同，也多為開(kāi)源軟件，各SDR軟件基本都包含以下主要部分：調制方式、頻率控制、帶寬控制、頻譜顯示、瀑布圖顯示、數字濾波器、波形錄制等功能。SDR軟件也是多種多樣，常用的有以下幾種：
??SDR#軟件：

??CubicSDR軟件：

2.3、對LoRa調試的意義

軟借助于SDR，我們可以可視化的地觀(guān)察和記錄到LoRa的實(shí)際波形，并對其頻率進(jìn)行記錄，如圖：
?? LoRa信號在瀑布圖上的顯示：

??LoRa旁信號的影子信號：

??同一個(gè)信號的鏡像信號：

??LoRa CSS調制的升頻頻譜顯示、信號強度（及最大值）顯示等：

三、開(kāi)發(fā)總結

總結：
??SDR是一種開(kāi)源設備，對LoRa的調試分析具有輔助作用，其可視化的頻譜圖和瀑布圖，將看不到摸不著(zhù)的信號，以圖形的形式展現到我們面前，對找出不同信道之間的干擾信號、掛測前空閑信道的尋找等有很明顯的輔助作用，恰當地使用SDR設備，對解決LoRa干擾問(wèn)題有較大促進(jìn)。

審核編輯 黃宇