本文講的是無線電波的入侵第1部分——無線電頻率基礎與理論，

在本系列中，我將了解射頻（RF）理論，各種調制技術以及如何分析它們。

由于這個話題很大，我將在本文只介紹RF的基礎知識和理論。而且，為了方便大家理解，我也不會使用技術術語和定義，而是使用簡單通俗的話來講解專業詞匯。

為什么要研究RF？

也許你對RF不太了解，但如果提到物聯網，想必大家都很熟悉吧！

物聯網的流行以及無線連接的所有設備使用的就是無線射頻進行無線通信，RF范圍從3 kHz至300 GHz不等。如果有黑客在用戶設備使用的某種無線電通信中發現并利用了漏洞，那后果將不堪設想。因此，從安全角度來看，分析無線電通信是至關重要的。

電磁波：在物聯網中，一切都是以無線的形式存在的。由于所有設備都會進行無線通信，所以它們可能正在使用某種波浪來相互通信，這些波被稱為電磁波。

電磁波可以是無線電波，微波，紅外輻射，可見光，紫外線，X射線等，那么將電磁波是按著什么來分為這么多不同類型？

很簡單，就是根據頻率。所以基于頻率，電磁波可以是無線電波，微波，紅外輻射，可見光，紫外線，X射線等。如果波振蕩的頻率在3KHz至300GHz之間，那么它是無線電波通信，也被稱為無線電波。由于物聯網使用的就是無線電波，所以我只討論該類型的電磁波，其它的不在討論范圍之內。

射頻理論與術語

頻率

簡單來說，頻率是無線電波在給定的持續時間內完成的次數。通常持續時間以秒為單位。所以每秒的周期數就是無線電波的頻率。

在上圖中，我可以看到每秒3個周期。因此，無線電波的頻率為3，頻率單位為赫茲（Hz）。因此，上述無線電波的頻率為3Hz。

射頻被描述為赫茲的倍數：

KHz——千赫茲：每秒千次。

MHz——兆赫茲：每秒百萬次。

GHz——千兆赫：每秒十億次。

波長

波長是波浪中兩個連續高峰（高點）或低峰（波谷）之間的距離。在下圖中，波長是2個高峰之間的距離，峰值必須是連續的。波長用λ表示

振幅

從原點或起始位置開始，波達到的最大高度稱為振幅。我知道這不是正確的技術定義，但為了方便理解，?

下圖顯示了振幅的定義。

相位

相位是波形周期上單點的位置，它以度或弧度的角度來表示。一個完整的周期是360°。如下所示，相位可以為0°，90°，180°，360°等。

發射機

顧名思義，它是用于生成和發送無線電波的設備。

接收機

顧名思義，它是用于接收發射機發射的無線電波的裝置。

收發器

能夠發送和接收無線電波的設備稱為收發器。

以上就是我開始調制和分析無線電波所需的基本理論。

關于調制的一些概念

載波——上面我已經講了無線電波的基本理論，現在我要做的是將無線電波發送到目的地了。所以就應該有一傳送的載體，這就是載波概念的由來。載波是具有穩定波形，即恒定高度（振幅）和頻率的載波。另外，這個名字也意味著載波可用于攜帶數據。

調制——將要發送的數據混入或加入載波的過程稱為調制。這是通過改變載波的幅度或頻率或相位來完成的。根據變化不同，調制的類型也不同，可以是振幅調制，調頻等。

不同類型的調制方案

下圖是我對調制方案及其類型的分類。

模擬調制——使用模擬載波發送模擬數據信號，比如，電視信號或無線電傳輸。

幅度調制（AM）——根據數據信號的幅度改變載波信號的幅度的過程稱為幅度調制。這可以在下圖中看出：

調頻（FM）——根據數據信號幅度改變載波信號頻率的過程稱為頻率調制。這可以在下圖中看出。

相位調制（PM）——根據數據信號的幅度改變載波信號的相位的過程稱為相位調制。這可以在下圖中看出。

數字調制——在數字調制中，載波是離散振幅信號，而且只包含兩個邏輯， 高邏輯和低邏輯。類似于模擬調制，數字調制的類型由載波參數的變化決定，如振幅，相位和頻率。

數字調制的類型

Amplitude Shift Keying（AsK）——幅移鍵控，指的是振幅鍵控方式，在ASK中，載波的幅度根據數據信號而變化。由于它是數字調制，所以信息存在時用1表示，不存在用0表示，因此，它也被稱為開關鍵信號調制(ON-OFF-KEYING,OOK)。

Frequency-shift keying（FSK）——頻移鍵控，在FSK中，載波頻率根據數據信號而變化。因此，載波的頻率如下所示變化 –?

Phase-shift keying ( PSK )——相移鍵控也稱為BPSK，在PSK中，載波的相位根據數據信號而變化。因此，載波的相位如下所示變化 –?

這些是在無線電通信中使用的一些基本調制技術。

不過，除了這些外，還存在復雜的調制技術，如互補碼鍵控（complementary code keying，CCK），正交相移鍵控（Quadrature Phase Shift Keying，QPSK），正交振幅調制（QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION，QAM），擴頻系統包括直接序列擴頻（DSSS）和跳頻擴頻（FHSS））等等，所有這些技術將在以后的文章中提到。

信號分析

前面我已經介紹了各種調制技術，現在我會分析一些無線電信號來識別正在使用的調制。

我需要一些硬件設備和一些軟件來捕獲無線電信號，以便在屏幕上以數字方式顯示信號。看看我都使用了什么硬件和軟件。

硬件

有些設備只能捕獲或接收信號，有些設備能夠發送和接收信號。可以接收或捕獲信號的設備稱為接收機或RX，可以接收和發送信號的設備稱為收發器或RX / TX，以下列表介紹了一些設備以及對應的功能。

軟件?

許多軟件可用于無線電信號分析。比如 Gnu Radio Companion（GRC），GQRX，SDR＃，Inspectrum HDSDR，Linrad，Cubic SDR等。

在本系列文章中，我將使用GnuRadio和GQRX。

請大家關注我的下一篇文章，我將給大家打來很多驚喜的分析。

原文發布時間為：2017年7月27日 本文作者：luochicun 本文來自云棲社區合作伙伴嘶吼，了解相關信息可以關注嘶吼網站。 原文鏈接

總結

以上是生活随笔為你收集整理的无线电波的入侵第1部分——无线电频率基础与理论的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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