本文主要是介绍使用RTL-SDR和Matlab Simulink玩转软件无线电（十七），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
3.9.4 寻找你手机的频率
观察你身边的移动信号频谱很有趣，但是观察你自己手机的发射和接收频率更有趣。为了做到这一点。你需要找到你手机当前的工作频率。手机的频率会变好，你可能注意到你的手机会自动变更信号标准，根据区域不同会选择使用不同种类的信号。你的手机可以在信号种类不变的情况下更改信号频率，这取决于你那里的用户数量和连接需求。
为了找到你手机的频率，你必须打开工程模式，这样你才能看到详细信息。这些设置在大多数手机上都有，还会提供当前信号强度（dBm），以及最重要的上下行链路频率。这些频率用ARFCN来表示，而不是实际的MHz，这个数字可以很方便地转换到频率，你可以上网找找[77]。对于喜欢挑战的读者，可以自己通过3.1的公式来计算GSM频段。你可能需要查一下其它几个f常数的值，因为不同国家不一样。
[119]提供了一个进入工程模式的教程。如果你的手机包含在内，你就能够根据教程来打开工程模式，找到所有的信息进行后面的练习，如果你的手机没有这个模式，那么你还是看看其它手机发出的信号。
练习3.8 观察移动信号频谱：挑战
这个练习包括一系列的挑战，你会观察手机在不同标准下的发射和接收的信号。你需要一个可以进入工程模式的手机来做这个练习。如果你的手机不支持，你也借不到这种手机，你还是可以看看我们的实验录像。
(a)打开Matlab。设置工作文件夹。然后打开模型。
(b)运行程序。保证你选择的天线接到RTL-SDR上，RTL-SDR连接到你的电脑，并且Matlab可以与其通信。点击开始运行按钮启动程序。
(c)进入工程模式，参照[119]。GSM、UMTS甚至LTE-A都可能出现，取决于你手机的功能。浏览这些菜单，你会了解到你现在使用的标准，你连接上以后还能看到信号功率。如果是GSM网络，你还能看到ARFCN，这个数字可以转化为频率。
大多数手机无法在工程模式中开启关闭连接，也就是说你可能要经常退出或重新进入这个模式。如果你认为你观察到的频谱与你做的操作不符，你可能要重新进入此模式观察连接信息，因为你的手机可能自动更改频率了。
另一点，现在的新技术（3G,4G）都主要提供的是数据连接。这样上下行链路的流量可能很不一样，因为频道是非对称的。比如你在看在线视频，大多数都是下行链路的流量，上行链路的流量很少，因为你的手机是在下载数据。如果你在把照片上传到社交网络上，那就会反一反。
(d)当你的手机使用不同标准时，你可能要做不同的操作以便观察。2G模式下，你可以发短信或者打电话，这样你的天线能收到上行链路的活动。当你在观察3G或者4G信号时，你可以做一些在线搜索或者观看在线视频，这样你会得到下行链路的数据包。许多手机可以选择制式，比如可以把3G或者4G关闭。你可以看看你手机是否能强制进行2G连接。一般来说，手机默认会选择最高速的连接。有时候你不能选择你当前的制式，你要耐心一点。
(e)拨打GSM电话。下面的视频展示的是手机上的工程模式，以及ARFCN号码如何计算为频率，最后是使用RTL-SDR/Simulink观察这个电话的频谱。
语音通信的帧可能以200kHz宽度的脉冲显现。
(f)GSM挑战。你看了视频吗，现在该你自己试试了。把你的手机强制连接到GSM网络，可以试试选择2G模式或者关掉数据连接，然后找到上行链路的中心频率。把RTL-SDR调谐到这个频率，然后打个电话。你可以看到一个很强的GSM信号吗？这个截图展示的是我们看到的上行链路的频谱。你看到类似的东西了吗，你也可以发一条短信，看看有什么不一样。
(g)使用UMTS网络来观看在线视频。下面的录像展示的我们先进入工程模式，查到UMTS上下行链路的频率。然后调谐到RTL-SDR的上行频率，并观看Youtube视频。
手机发出的信号用于向网络发出连接请求和获取视频数据的请求。视频不停地下载到手机的缓存里，请求和应答也不停地从手机发出，用来保持连接。
(h)UMTS挑战。你看过视频了吗？现在该你自己试试了。确认WiFi关闭，然后强制手机连接到3G模式。到工程模式里找到UMTS的上下行频率。把RTL-SDR调谐到你的上行频率，然后访问互联网。下面的截图应该跟你看到的差不多。
(i)你看到你手机发出的5MHz宽的脉冲吗？你在这个模式下打电话或者发短信会看到什么？你要知道UMTS频道是在几个用户间共享的。因此，你应该找一个人口稀疏的地方尝试，这样效果更明显。如果你是这个频道唯一的用户，那么你会看到更明显的效果，你的手机的活动可以立即反应在频谱上。如果你不确定频谱图反应的是否是你自己手机的信号，你可以试试把手机调整到飞行模式。飞行模式保证了手机停止一切连接，并且频谱图上你自己的信号会消失。
(j)UMTS频道非对称。接下来你可以看看UMTS上下行链路的区别。把手机设置3G模式，然后用前面介绍的方法找到上下行频率。
(k)你先打开一个比较长的在线视频，然后调谐RTL-SDR到手机的上行频率。尽管你在观看视频时主要是在下载数据，但是你也在上传大量控制数据，这些数据经过上行链路传回基站。这是因为数据传输协议的要求，你的手机看上去上下行链路的活动差不多。此时，如果你把增益调低，比如5dB左右，你应该能看到频谱仪上的脉冲。FFT图会有跳上跳下，瀑布图也会显示出这种很短时间的脉冲，以橘黄色的线显示。
然后把频率调谐到下行频率。这时你的增益要高一点（一般在30dB），然后你可以跟前面看到的比较一下。你应该能看到此时的活动看上去是不变的，保持在高位。增益要比前面搞的原因是你的手机离你的RTL-SDR很近，而基站可能几百米远，这样意味着你的RTL-SDR天线收到的原始信号强度是不同的。
(l)当你完成观察频谱后，你可以继续往下看或者直接跳到下一节。
(m)最终的移动通信挑战。最后的挑战是查询UK Ofcom的移动基站数据库，找到你附近的移动基站。如果你不在英国，你应该找找你自己国家的。
(n)对在英国的读者，Sitefinder是一个很好的网络资源，你可以看到附近的基站的具体位置，并且显示它们支持的标准以及运营商。使用Sitefinder，来找到到底是哪里的基站在与你的手机通信。我们会给你一些提示。
查询你手机当前连接到的运营商
找到你当前的标准，是2G还是3G或者4G
找到你的上下行频率
在你附近的几个基站里找到与前面这些详细信息相符的基站
这篇关于使用RTL-SDR和Matlab Simulink玩转软件无线电（十七）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
