浅谈软件定义无线电SDR

一、应用介绍

在LoRa的开发过程中，我们经常遇到射频相关问题，除了以常规工具（示波器、频谱仪、综测仪等），我们也可以使用一些辅助手段去分析，以下介绍在解决客户跨信道干扰问题时的发现的可视化工具：SDR-软件定义无线电，并对其对LoRa分析的作用加以说明。
  软件定义无线电，SDR(Software Defined Radio)。通俗来讲，SDR就是基于通用的硬件平台上用软件来实现各种通信模块。其硬件主要为射频模拟前端+高速ADC组合，作用是将射频信号接收并调理，采样后送上位机软件解调。所以，其调制方式是由上位机软件定义的，故称软件定义无线电。由于其硬件、软件多为开源，因此被无线电爱好者所喜爱。LoRa作为一种低频无线电技术，使用此工具也非常合适。

二、应用分析

2.1、硬件

由上述可知，SDR硬件为射频模拟前端+高速ADC组合。由于部分硬件只是用来接收数据，因此可以仅配备有接收机而不配备发射机。硬件设备的主要参数有频率范围、频偏、接收灵敏度、采样率等，在实际应用中，其射频接收范围多为SubGHz，但也有超过GHz的硬件（较贵）；频偏表现不定，其中不乏使用高精度温补晶振的设备；接收灵敏度也是多样，接收灵敏度较高的设备其价格也较高；采样率即该设备对射频信号采样的频率，从kHz到MHz不等，其采样部分多为专用ADC芯片或FPGA芯片实现。以下是几种开源SDR硬件：
  RTL-SDR：

  HackRF ONE：

  Lime SDR：

2.2、软件

SDR软件与硬件相同，也多为开源软件，各SDR软件基本都包含以下主要部分：调制方式、频率控制、带宽控制、频谱显示、瀑布图显示、数字滤波器、波形录制等功能。SDR软件也是多种多样，常用的有以下几种：
  SDR#软件：

  CubicSDR软件：

2.3、对LoRa调试的意义

软借助于SDR，我们可以可视化的地观察和记录到LoRa的实际波形，并对其频率进行记录，如图：
   LoRa信号在瀑布图上的显示：

  LoRa旁信号的影子信号：

  同一个信号的镜像信号：

  LoRa CSS调制的升频频谱显示、信号强度（及最大值）显示等：

三、开发总结

总结：
  SDR是一种开源设备，对LoRa的调试分析具有辅助作用，其可视化的频谱图和瀑布图，将看不到摸不着的信号，以图形的形式展现到我们面前，对找出不同信道之间的干扰信号、挂测前空闲信道的寻找等有很明显的辅助作用，恰当地使用SDR设备，对解决LoRa干扰问题有较大促进。

审核编辑 黄宇