本文講的是無線電波的入侵第1部分——無線電頻率基礎(chǔ)與理論，

在本系列中，我將了解射頻（RF）理論，各種調(diào)制技術(shù)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(chǔ)知識和理論。而且，為了方便大家理解，我也不會使用技術(shù)術(shù)語和定義，而是使用簡單通俗的話來講解專業(yè)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(lián)網(wǎng)，想必大家都很熟悉吧！

物聯(lián)網(wǎng)的流行以及無線連接的所有設(shè)備使用的就是無線射頻進(jìn)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(shè)備使用的某種無線電通信中發(fā)現(xiàn)并利用了漏洞，那后果將不堪設(shè)想。因此，從安全角度來看，分析無線電通信是至關(guān)重要的。

電磁波：在物聯(lián)網(wǎng)中，一切都是以無線的形式存在的。由于所有設(shè)備都會進(jìn)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(jù)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(lián)網(wǎng)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(nèi)。

射頻理論與術(shù)語

頻率

簡單來說，頻率是無線電波在給定的持續(xù)時間內(nèi)完成的次數(shù)。通常持續(xù)時間以秒為單位。所以每秒的周期數(shù)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(shù)：

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(xù)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(xù)的。波長用λ表示

振幅

從原點或起始位置開始，波達(dá)到的最大高度稱為振幅。我知道這不是正確的技術(shù)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(fā)射機(jī)

顧名思義，它是用于生成和發(fā)送無線電波的設(shè)備。

接收機(jī)

顧名思義，它是用于接收發(fā)射機(jī)發(fā)射的無線電波的裝置。

收發(fā)器

能夠發(fā)送和接收無線電波的設(shè)備稱為收發(fā)器。

以上就是我開始調(diào)制和分析無線電波所需的基本理論。

關(guān)于調(diào)制的一些概念

載波——上面我已經(jīng)講了無線電波的基本理論，現(xiàn)在我要做的是將無線電波發(fā)送到目的地了。所以就應(yīng)該有一傳送的載體，這就是載波概念的由來。載波是具有穩(wěn)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(shù)據(jù)。

調(diào)制——將要發(fā)送的數(shù)據(jù)混入或加入載波的過程稱為調(diào)制。這是通過改變載波的幅度或頻率或相位來完成的。根據(jù)變化不同，調(diào)制的類型也不同，可以是振幅調(diào)制，調(diào)頻等。

不同類型的調(diào)制方案

下圖是我對調(diào)制方案及其類型的分類。

模擬調(diào)制——使用模擬載波發(fā)送模擬數(shù)據(jù)信號，比如，電視信號或無線電傳輸。

幅度調(diào)制（AM）——根據(jù)數(shù)據(jù)信號的幅度改變載波信號的幅度的過程稱為幅度調(diào)制。這可以在下圖中看出：

調(diào)頻（FM）——根據(jù)數(shù)據(jù)信號幅度改變載波信號頻率的過程稱為頻率調(diào)制。這可以在下圖中看出。

相位調(diào)制（PM）——根據(jù)數(shù)據(jù)信號的幅度改變載波信號的相位的過程稱為相位調(diào)制。這可以在下圖中看出。

數(shù)字調(diào)制——在數(shù)字調(diào)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(diào)制，數(shù)字調(diào)制的類型由載波參數(shù)的變化決定，如振幅，相位和頻率。

數(shù)字調(diào)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(jù)數(shù)據(jù)信號而變化。由于它是數(shù)字調(diào)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(guān)鍵信號調(diào)制(ON-OFF-KEYING,OOK)。

Frequency-shift keying（FSK）——頻移鍵控，在FSK中，載波頻率根據(jù)數(shù)據(jù)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(jù)數(shù)據(jù)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(diào)制技術(shù)。

不過，除了這些外，還存在復(fù)雜的調(diào)制技術(shù)，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(diào)制（QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION，QAM），擴(kuò)頻系統(tǒng)包括直接序列擴(kuò)頻（DSSS）和跳頻擴(kuò)頻（FHSS））等等，所有這些技術(shù)將在以后的文章中提到。

信號分析

前面我已經(jīng)介紹了各種調(diào)制技術(shù)，現(xiàn)在我會分析一些無線電信號來識別正在使用的調(diào)制。

我需要一些硬件設(shè)備和一些軟件來捕獲無線電信號，以便在屏幕上以數(shù)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(shè)備只能捕獲或接收信號，有些設(shè)備能夠發(fā)送和接收信號。可以接收或捕獲信號的設(shè)備稱為接收機(jī)或RX，可以接收和發(fā)送信號的設(shè)備稱為收發(fā)器或RX / TX，以下列表介紹了一些設(shè)備以及對應(yīng)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(guān)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(fā)布時間為：2017年7月27日 本文作者：luochicun 本文來自云棲社區(qū)合作伙伴嘶吼，了解相關(guān)信息可以關(guān)注嘶吼網(wǎng)站。 原文鏈接

總結(jié)

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(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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