使用RTL-SDR和Matlab Simulink玩转软件无线电（二）

1.1 实时信号

这本书讲的是如何把RTL-SDR用在MATLAB和Simulink中，来处理真实信号，这意味着你可以接收到你身边实际的信号。我们会讲到许多发射机和接收机的理论和实现方法，包括模拟通信和数字通信，也提供了大量实验练习，这样你就能拿来实际的使用一下这些技术，有仿真也有真实的。你会接收、解调、解码空气中的射频信号，你也能自己发出信号，最终构建完整的通信系统。本书最后几章我们会将到实际的数字发射机和数字接收机原理和设计，会用到很多DSP模块，包括滤波器、编码器、解码器、相位／时间同步器，这些都使用MATLAB和Simulink来实现，你可以发送文本信息和图片，实现房间内的两台电脑间的无线通信。

本书的重点是实时SDR处理。

当然我们希望你尽快上手，所以开头的章节我们聚焦于为你提供SDR的背景知识（尤其是RTL-SDR），这样你马上就能获取RF信号，从打开RTL-SDR的包装后只需要几分钟就能实现。如果你已经会了，那你可以直接跳到第二章。

1.2 什么是RTL-SDR

RTL-SDR是超级廉价、好用的SDR设备，可以接收无线信号。本来它是用来接收DVB-T信号的，但后来有人发现只要切换模式就可以扩展它们的用途。在这个模式下，它可以接收到调谐器范围内的所有信号，不止是本来设计的数字电视信号。不同的设备具体范围不同，但是大多数是25MHz到1.75GHz，RTL-SDR的前端从空中采集信号，下变频到基带，数量化，然后设备就能够把基带信号的采样值经过USB接口输出。如图1.2展示了RTl-SDR的3个版本。

2014年，MathWorks公司发布了RTL-SDR的硬件支持包，这样MATLAB和Simulink就能直接连接并控制RTL-SDR。通过这个附加包，设备可以把采样值送入软件，让用户能够开发任何DSP接收机或频谱感知系统，既可以用Simulink也可以用MATLAB实现。比如，你现在可以把RTL-SDR连到电脑上，然后给RTL-SDR插好天线，然后写点MATLAB代码把RTL-SDR调谐到FM频段，解调、解码接收到的采样值，把得到的音频数据，输出到声卡上。整个解调过程都用软件完成，所以这就可以认为是一种软件无线电系统。

如图1.3所示是RTL-SDR的使用照片，图1.4中RTL-SDR被分解为几个模块，无线信号在天线上获得，RTL-SDR的硬件实现正交下变频后把同相I信号和正交Q信号的采样值送到电脑，电脑上运行着MATLAB。接收机使用了合适的DSP算法来解调信号，获取到基带信号以及它所代表的信息，可以是声音，视频，图片或数据。

受限于硬件（比如，合适的天线），以及你周围实际的信号情况，RTL-SDR可以使你收到不止是FM信号，还包括UHF/DTV数字电视、DAB数字广播、GPS、2G,3G,4G手机信号，ISM频段信号，等等。任何信号只要在调谐器范围内就可以。图1.5展示了你可以收到的信号种类。