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[7977] 2014-04-22_使用HackRF解调TDD-LTE信号

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-17
2014-04-22_使用HackRF解调TDD-LTE信号 使 用 H a c k R F 解 调 T D D - L T E 信 号 s c a t e u   F r e e B u f   2 0 1 4 - 0 4 - 2 2 软 件 无 线 电 （ 软 件 无 线 电 （ S o f t w a r e   D e f i n e d   R a d i o ） 以 前 往 往 以 高 （ ） 以 前 往 往 以 高 （ z h u a n g ） 大 （ ） 大 （ b i ） 上 （ ） 上 （ f a n ） 的 面 目 示 人 ， 是 大 公 司 或 学 校 实 验 ） 的 面 目 示 人 ， 是 大 公 司 或 学 校 实 验 室 的 高 级 玩 具 ， 一 套 系 统 动 辄 几 万 甚 至 几 十 万 ， 从 来 都 是 一 个 室 的 高 级 玩 具 ， 一 套 系 统 动 辄 几 万 甚 至 几 十 万 ， 从 来 都 是 一 个 2 B （ （ 2 B   =   t o   b u s i n e s s ） 的 模 式 。 ） 的 模 式 。 自 从 一 个 芬 兰 黑 客 （ 考 证 癖 出 来 考 证 一 下 ） 破 解 了 r t l 2 8 3 2 芯 片 的 电 视 棒 之 后 （ h t t p : / / s d r . o s m o c o m . o r g / t r a c / w i k i / r t l - s d r ） ， S D R 终 于 像 树 莓 派 一 样 普 及 了 。 你 可 以 淘 宝 一 个 5 0 或 6 0 R M B 的 电 视 棒 ， 然 后 给 妹 子 s h o w   o f f 跟 踪 飞 机 ， 偷 听 空 管 说 话 ， 扫 描 G S M 信 号 ， 再 然 后 在 妹 子 崇 拜 的 眼 神 里 严 辞 拒 绝 出 去 吃 饭 的 提 议 ， 潜 心 钻 研 下 一 个 可 玩 的 无 线 电 信 号 – L T E 。 言 归 正 转 。 一 、 背 景 介 绍 一 、 背 景 介 绍 世 界 各 地 的 S D R 玩 家 们 肯 定 不 会 放 过 前 面 提 到 的 L T E 。 比 如 这 个 L T E 小 区 搜 索 和 跟 踪 程 序 （ h t t p s : / / g i t h u b . c o m / E v r y t a n i a / L T E - C e l l - S c a n n e r ） ， 它 可 以 用 前 述 的 廉 价 电 视 棒 扫 描 并 解 调 L T E 基 站 下 行 P B C H （ 物 理 广 播 信 道 ） 信 号 ， 获 取 一 些 基 本 的 小 区 信 息 。 后 来 中 国 也 宣 布 上 4 G 了 ， 我 想 那 就 g i t   c l o n e 下 来 试 一 下 吧 ， 从 而 一 发 而 不 可 收 了 。 先 后 为 这 个 程 序 加 入 了 T D - L T E 支 持 （ 原 来 只 支 持 F D D 模 式 ， 居 然 无 视 我 泱 泱 大 国 自 主 知 识 产 权 4 G 标 准 ！ ） ， 外 部 L N B / 变 频 器 算 法 支 持 ， O p e n C L 加 速 （ 单 频 点 扫 描 速 度 提 高 约 2 0 倍 ， 缩 减 到 半 秒 左 右 ） 等 。 以 上 改 进 的 整 个 历 程 和 程 序 在 此 ：   h t t p s : / / g i t h u b . c o m / J i a o X i a n j u n / L T E - C e l l - S c a n n e r 。 折 腾 历 程 参 见 “ H a c k R F   扫 描 L T E 基 站   支 持 中 国 的 T D D - L T E ” 末 尾 给 出 的 几 篇 博 （ g u a n g ） 客 （ g a o ） 。 电 视 棒 便 宜 又 好 玩 ， 但 局 限 性 也 很 明 显 ： 1 . 频 率 覆 盖 范 围 有 限 。 E 4 K 版 本 覆 盖 到 约 2 . 2 G H z （ 但 高 端 频 率 接 收 性 能 已 严 重 下 降 ） ， 8 2 0 t 版 本 覆 盖 到 约 1 . 7 6 G H z 。 国 内 目 前 开 通 的 L T E 信 号 最 低 也 在 1 . 8 G H z 以 上 ， 超 出 8 2 0 t 版 的 覆 盖 范 围 。 虽 然 部 分 在 E 4 K 电 视 棒 覆 盖 范 围 内 ， 但 E 4 K 版 的 电 视 棒 早 已 停 产 ， 奇 货 可 居 ， 手 里 有 E 4 K 电 视 棒 的 各 位 且 用 且 珍 惜 吧 ！ 显 然 ， 电 视 棒 也 玩 不 了 最 热 闹 的 2 . 4 G H z 频 段 ， 除 非 外 接 M M D S - L N B 或 者 其 他 变 频 器 进 行 频 率 扩 展 。 2 . 带 宽 和 采 样 率 有 限 ， 也 就 最 高 2 、 3 M 的 样 子 ， 只 能 玩 玩 1 、 2 M 带 宽 以 下 的 信 号 ， 对 L T E 和 W i F i 的 信 号 带 宽 就 望 尘 莫 及 了 。 所 幸 按 照 L T E 标 准 ， P B C H 信 号 （ 基 站 广 播 的 最 基 本 信 息 ） 固 定 在 中 心 1 M H z 左 右 带 宽 内 ， 刚 好 还 在 电 视 棒 的 能 力 之 内 。 但 是 对 于 L T E 基 站 广 播 的 更 多 信 息 （ 比 如 S I B ） 就 无 能 为 力 了 ， 因 为 更 多 信 息 就 可 能 分 布 在 超 出 中 心 1 M H z 带 宽 范 围 了 。 3 .   只 能 收 不 能 发 。 4 .   R F 指 标 一 般 。 毕 竟 太 廉 价 ， 以 及 接 收 目 标 是 很 强 的 电 视 广 播 信 号 。 虽 然 电 视 棒 有 种 种 缺 点 ， 但 它 实 在 太 便 宜 ， 便 宜 到 价 格 都 快 要 忽 略 不 计 了 。 世 界 各 地 的 人 们 玩 的 不 亦 乐 乎 。 各 种 “ 打 磨 ” “ 改 装 ” “ 提 升 ” 方 案 层 出 不 穷 。 与 此 同 时 ， 各 路 大 神 悉 数 登 场 ， 要 为 世 人 打 造 更 强 大 的 开 源 S D R 硬 件 ， 同 时 还 要 把 以 往 的 2 B 价 格 （ 比 如 U S R P ） 降 到 2 C 范 围 。 这 其 中 的 明 星 产 品 就 是 B l a d e R F 和 H a c k R F 了 ， 两 者 都 在 k i c k s t a r t e r 上 成 功 募 集 到 资 金 ， 前 者 已 开 始 交 付 用 户 。 后 者 H a c k R F 据 说 生 产 上 遇 到 一 些 问 题 ， 一 再 跳 票 ， 还 未 开 始 大 规 模 交 付 k i c k s t a r t e r 上 交 了 钱 的 用 户 。 N B 的 是 h a c k r f . n e t   居 然 按 照 H a c k R F 图 纸 先 造 了 出 来 并 开 始 销 售 ！ 于 是 就 有 了 我 将 H a c k R F 的 支 持 加 入 L T E 小 区 搜 索 程 序 的 事 情 ： 中 华 人 民 共 和 国 二 零 一 四 年 三 月 十 五 日 ， 就 是 H F D 硬 件 自 由 日 清 华 站 活 动 在 清 华 大 学 五 教 5 1 0 2 召 开 讲 座 的 那 一 天 ， 我 独 自 前 往 5 1 0 2 聆 听 大 神 们 布 道 ， 遇 见 王 康 ， 前 来 问 我 道 ， “ 先 生 可 曾 用 过 H a c k R F 没 有 ？ ” 我 说 “ 没 有 ” 。 他 就 正 告 我 ， “ 先 生 还 是 用 一 用 罢 ； H a c k R F 就 是 为 先 生 这 样 的 人 设 计 的 。 ” 二 、 对 二 、 对 H a c k R F 的 初 步 试 用 感 受 的 初 步 试 用 感 受
介 绍 具 体 细 节 之 前 ， 先 给 出 一 些 直 观 的 试 用 感 受 。 先 说 优 点 ： 1 .   覆 盖 频 率 范 围 、 支 持 的 带 宽 和 采 样 率 自 然 是 比 电 视 棒 高 太 多 了 ， 可 玩 的 信 号 种 类 更 多 ， 更 重 要 的 是 比 电 视 棒 多 了 发 射 （ 友 情 提 示 ， 国 家 有 法 规 ， 发 射 需 谨 慎 ） 。 H a c k R F 的 配 置 和 功 能 从 电 视 棒 的 玩 票 性 质 已 经 进 入 高 大 上 的 专 业 选 手 圈 子 。 2 .   灵 敏 度 比 我 珍 藏 的 绝 版 E 4 K 电 视 棒 明 显 的 要 好 ， 在 家 里 E 4 K 电 视 棒 搜 到 L T E 信 号 要 凭 运 气 ， 但 是 用 H a c k R F 基 本 就 每 次 都 能 搜 到 了 。 3 . 功 耗 （ 或 者 是 启 动 电 流 ？ ） 居 然 比 E 4 K 电 视 棒 要 低 ， 这 个 有 些 出 乎 我 的 意 料 ， 毕 竟 H a c k R F 的 板 子 看 起 来 比 电 视 棒 还 是 大 不 少 ， 上 面 的 芯 片 也 多 不 少 。 电 视 棒 在 T h i n k p a d T 4 1 0 笔 记 本 上 用 的 时 候 ， 如 果 不 用 笔 记 本 底 座 （ 2 2 0 V 电 源 供 电 ） 上 的 U S B 口 而 直 接 用 笔 记 本 自 带 的 U S B 口 ， 则 经 常 会 驱 动 报 错 甚 至 导 致 笔 记 本 死 机 （ 这 个 问 题 困 扰 我 好 久 ， 最 后 发 现 是 供 电 不 足 ） ， H a c k R F 则 直 接 用 笔 记 本 本 身 U S B 口 ， 无 需 外 接 电 源 ， 就 已 经 运 行 的 很 稳 定 ， 这 样 我 笔 记 本 就 不 用 插 电 源 ， 可 以 到 处 跑 了 。 如 果 非 要 说 缺 点 ， H a c k R F 价 格 比 起 电 视 棒 当 然 高 了 n 倍 。 但 对 比 专 业 设 备 和 业 余 设 备 的 价 格 本 身 就 是 没 意 义 的 。 我 感 觉 H a c k R F 应 该 是 专 业 选 手 里 价 格 最 低 的 了 。 另 一 个 美 中 不 足 （ 或 者 说 也 是 价 格 所 限 ） 是 仅 支 持 单 天 线 和 半 双 工 。 单 天 线 的 话 就 玩 不 了 M I M O 和 测 向 之 类 的 了 。 如 果 能 像 B l a d e R F 那 样 支 持 双 天 线 ， 那 么 就 不 但 可 以 提 高 解 调 信 号 的 质 量 ， 并 且 有 可 能 找 出 信 号 的 方 向 从 而 可 能 定 位 目 标 的 物 理 位 置 ， 岂 不 更 有 趣 。 ( 按 :   H a c k R F 有 1 0 M H z 同 步 时 钟 的 输 入 和 输 出 ， 理 论 上 可 以 进 行 多 个 H a c k R F 的 级 联 ， 从 而 完 成 上 述 的 M I M O 和 测 向 应 用 。 详 见 H a c k R F 1 0 M H z 时 钟 ) 三 、 使 用 纯 三 、 使 用 纯 C 语 言 操 作 语 言 操 作 H a c k R F 罗 嗦 半 天 ， 终 于 要 进 入 正 题 了 。 G N U R a d i o ， 开 源 S D R 领 域 最 大 的 生 态 系 统 。 图 形 界 面 ， 脚 本 语 言 ， 支 持 各 种 硬 件 （ U S R P ， B l a d e R F ， r t l - s d r ， H a c k R F ， e t c ） ， 软 件 资 源 极 为 丰 富 ， 上 手 快 ， 深 得 爱 好 者 、 学 校 、 研 究 人 员 的 喜 爱 。 几 句 命 令 ， 几 下 鼠 标 ， 搭 个 框 图 便 能 玩 弄 空 中 的 信 号 于 掌 股 之 中 。 但 ， 今 天 我 们 不 说 G N U R a d i o 。 说 说 如 何 用 纯 C / C + + 程 序 直 接 调 用 H a c k R F （ 或 者 r t l - s d r 电 视 棒 以 及 其 他 基 于 U S B 的 S D R 硬 件 ， 都 应 该 是 类 似 的 ） 。 这 样 你 就 可 以 在 别 人 用 鼠 标 搭 框 图 对 各 种 采 样 率 变 换 焦 头 烂 额 的 时 候 ， 飞 快 的 敲 键 盘 用 V I 编 写 C / C + + 程 序 来 使 用 H a c k R F ， 不 经 意 流 露 鄙 视 的 眼 神 ， 深 藏 功 与 名 。 逼 格 顿 时 提 升 几 个 档 次 。 好 （ d a n ） 牛 （ t e n g ） ！ 以 下 介 绍 的 都 是 在 L i n u x 下 的 一 些 工 作 。 这 里 假 设 你 对 L i n u x 比 较 熟 悉 （ 不 太 熟 悉 的 ， 可 以 看 这 篇 b l o g 中 的 一 些 基 础 操 作 介 绍 ： h t t p : / / b l o g . s i n a . c o m . c n / s / b l o g _ 6 7 c d a f e 2 0 1 0 1 4 o d m . h t m l ） 。 （ 前 方 “ 野 程 序 员 ” 预 警 ！ 本 人 不 是 计 算 机 专 业 科 班 出 身 ， 本 文 关 于 程 序 方 面 的 内 容 都 是 照 猫 画 虎 或 者 频 繁 试 错 的 结 果 ， 未 必 最 优 或 者 最 正 确 ， 仅 供 参 考 ， 欢 迎 指 正 。 大 言 不 惭 的 说 本 人 其 实 是 通 信 专 业 科 班 出 身 ， 咳 咳 。 ） 1 ） 环 境 的 建 立 ） 环 境 的 建 立 h a c k r f 的 程 序 包 是 一 个 典 型 的 c m a k e 包 ， 可 以 从 g i t h u b 上 自 由 下 载 、 编 译 和 安 装 。 以 我 在 U b u n t u 1 2 . 0 4 系 统 下 的 操 作 为 例 。
g i t   c l o n e   h t t p s : / / g i t h u b . c o m / m o s s m a n n / h a c k r f . g i t c d   h a c k r f / h o s t m k d i r   b u i l d c d   b u i l d c m a k e   . . m a k e s u d o   m a k e   i n s t a l l 祈 祷 你 的 系 统 已 经 安 装 了 H a c k R F 所 需 的 其 他 程 序 包 ， 以 上 过 程 会 非 常 顺 畅 和 快 速 。 否 则 c m a k e 步 骤 和 m a k e 步 骤 可 能 会 给 一 些 错 误 提 示 ， 按 照 提 示 安 装 所 需 的 包 即 可 。 l i b u s b 是 必 须 的 ， U S B 接 口 的 S D R 设 备 驱 动 一 般 都 是 基 于 l i b u s b 构 建 。 最 后 一 步 的 安 装 操 作 （   s u d o   m a k e   i n s t a l l   ） 会 把 其 他 程 序 进 行 A P I 调 用 所 需 的 头 文 件 以 及 编 译 好 的 二 进 制 库 文 件 放 在 一 些 预 定 义 的 位 置 ： 头 文 件 ：   / u s r / l o c a l / i n c l u d e / l i b h a c k r f / h a c k r f . h 库 文 件 ： / u s r / l o c a l / l i b / l i b h a c k r f . a ， l i b h a c k r f . s o 其 实 H a c k R F 源 代 码 包 里 已 经 包 含 了 一 些 有 益 的 参 考 和 例 子 ： h o s t / l i b h a c k r f / s r c /   下 面 是 库 文 件 的 源 代 码 ： h a c k r f . h ;   h a c k r f . c ， 我 们 要 调 用 的 A P I 的 具 体 实 现 都 在 这 里 。 h o s t / h a c k r f - t o o l s / s r c /   下 面 是 附 带 的 一 些 小 测 试 程 序 ， 比 如 我 主 要 是 通 过   h a c k r f _ t r a n s f e r . c   学 习 的 如 何 通 过 C / C + + 使 用 H a c k R F 。 你 可 以 先 玩 玩 这 些 小 工 具 。 至 此 ， 无 需 庞 大 的 G N U R a d i o ， H a c k R F 已 经 可 以 玩 起 来 了 ， 是 不 是 很 简 单 ？ 2 ） 如 何 使 你 的 代 码 编 译 时 找 到 ） 如 何 使 你 的 代 码 编 译 时 找 到 H a c k R F 库 库 接 下 来 你 想 让 自 己 的 C / C + + 信 号 处 理 程 序 用 上 H a c k R F ， 那 么 首 先 就 是 如 何 让 你 的 代 码 找 到 H a c k R F 库 。 直 接 包 含 H a c k R F 头 文 件 ， 并 且 链 接 H a c k R F 库 当 然 可 以 ， 对 于 L i n u x e r 怎 么 弄 都 成 。 如 果 你 的 代 码 工 程 也 是 基 于 c m a k e 构 建 ， 也 很 容 易 写 c m a k e 脚 本 来 使 你 的 代 码 编 译 时 自 动 找 到 H a c k R F 库 。 以 L T E 小 区 搜 索 程 序 为 例 （ 可 以 从   h t t p s : / / g i t h u b . c o m / J i a o X i a n j u n / L T E - C e l l - S c a n n e r   下 载 ） ， 在   c m a k e / M o d u l e s /   目 录 下 ， 写 了 一 个 F i n d H A C K R F . c m a k e   的 脚 本 ， 该 脚 本 会 搜 索 一 些 预 定 义 的 头 文 件 和 库 文 件 位 置 来 检 测 H a c k R F 库 的 存 在 。 如 果 你 编 译 时 提 示 找 不 到 H a c k R F 的 库 ， 可 以 看 看 你 的 H a c k R F 库 是 否 没 有 安 装 在   F i n d H A C K R F . c m a k e   搜 索 的 几 个 位 置 中 ， 以 下 摘 自 F i n d H A C K R F . c m a k e   ： . . .   F I N D _ P A T H ( H A C K R F _ I N C L U D E _ D I R   h a c k r f . h $ { H A C K R F _ D I R } / i n c l u d e / u s r / l o c a l / i n c l u d e / l i b h a c k r f )   F I N D _ L I B R A R Y ( H A C K R F _ L I B R A R Y N A M E S   h a c k r f P A T H S   $ { H A C K R F _ D I R } / l i b s " $ { H A C K R F _ D I R } w i n 3 2 l i b " / u s r / p k g s 6 4 / l i b / u s r / l i b 6 4 / u s r / l i b
/ u s r / l o c a l / l i b N O _ D E F A U L T _ P A T H )   . . . 在 代 码 c m a k e 过 程 中 ， 顶 层 脚 本   C M a k e L i s t s . t x t   会 调 用   F i n d H A C K R F . c m a k e   并 且 执 行 相 应 的 操 作 ， 比 如 告 诉   s r c / C M a k e L i s t s . t x t 去 链 接 H a c k R F 库 。 3 ） 调 用 ） 调 用 H a c k R F 的 的 A P I 以 及 编 写 回 调 函 数 以 及 编 写 回 调 函 数 好 了 ， 下 面 讲 解 具 体 的 ， 如 何 在 你 的 C / C + + 信 号 处 理 代 码 中 调 用 H a c k R F ， 获 取 空 中 的 信 号 样 本 。 首 先 介 绍 一 下 一 般 性 的 流 程 。 在 你 的 程 序 中 ， 需 要 先 调 用 一 些 初 始 化 A P I 完 成 最 初 的 设 备 o p e n 、 初 始 化 操 作 。 之 后 调 用 L N A 增 益 、 V G A 增 益 、 射 频 频 率 、 采 样 率 等 A P I 按 照 你 的 需 要 进 行 相 关 的 设 置 。 ( 按 :   这 些 增 益 可 以 参 考 这 篇 文 章 的 解 释 ) 而 后 调 用 接 收 / 发 射 A P I （ 也 会 把 你 写 的 回 调 函 数 作 为 参 数 告 知 该 A P I ） 开 始 接 收 / 发 射 。 以 接 收 为 例 ， 当 H a c k R F 驱 动 接 收 到 U S B 接 口 传 来 的 I & Q 采 样 数 据 时 ， 会 自 动 调 用 你 写 的 回 调 函 数 ， 你 的 回 调 函 数 中 会 看 到 驱 动 程 序 传 过 来 的 一 些 信 息 （ 通 过 传 入 回 调 函 数 的 参 数 ） ， 比 如 本 次 接 收 到 数 据 的 长 度 、 b u f f e r 的 起 始 地 址 之 类 的 信 息 ， 根 据 这 些 信 息 ， 你 可 以 进 行 相 应 的 处 理 ， 比 如 告 诉 告 诉 前 台 程 序 ： 数 据 来 了 ， 拿 去 处 理 ！ 仍 旧 以 L T E 小 区 搜 索 程 序 为 例 进 行 介 绍 。 在   s r c / C e l l S e a r c h . c p p   中 ， 函 数   c o n f i g _ h a c k r f ( )   完 成 初 始 化 和 初 次 信 号 接 收 的 测 试 。 依 次 调 用 的 H a c k R F   A P I 有 （ 这 些 A P I 都 定 义 在 h a c k r f . h 中 ， 实 现 在 h a c k r f . c 中 ） ： h a c k r f _ i n i t ( ) ;   / / 初 始 化   h a c k r f _ o p e n ( & d e v i c e ) ;   / / 设 备 打 开 后 ， c o n t e x t 信 息 会 保 存 在 d e v i c e 结 构 中   h a c k r f _ s e t _ s a m p l e _ r a t e _ m a n u a l ( d e v i c e ,   1 . 9 2 e 6 ,   1 ) ;   / / 设 置 采 样 率 为 1 . 9 2 M H z ， 该 数 值 和 L T E 信 号 标 准 相 关 。   h a c k r f _ s e t _ b a s e b a n d _ f i l t e r _ b a n d w i d t h ( d e v i c e ,   1 . 4 5 e 6 ) ;   / / 设 置 基 带 滤 波 器 带 宽 1 . 4 5 M H z ， / / 虽 然 我 们 要 解 调 的 L T E   P B C H 信 号 带 宽 只 有 1 M H z 左 右 ， / / 但 这 里 留 了 一 些 余 量 以 防 有 较 大 的 频 偏 导 致 信 号 被 推 到 滤 波 器 边 缘 造 成 损 伤 。 / / 但 现 在 看 来 没 太 大 必 要 ， 因 为 我 拿 到 的 h a c k r f 的 板 子 频 偏 很 小 ， 2 0 P P M 以 下 吧   h a c k r f _ s e t _ v g a _ g a i n ( d e v i c e ,   v g a _ g a i n ) ;   / / 设 置 可 变 增 益 放 大 器 V G A 的 增 益 。 最 大 值 6 2 . （ h a c k r f . c ）   h a c k r f _ s e t _ l n a _ g a i n ( d e v i c e ,   l n a _ g a i n ) ;   / / 设 置 低 噪 放 L N A 的 增 益 。 最 大 值 4 0 （ h a c k r f . c ） .   / / v g a 和 l n a 的 增 益 好 像 不 接 受 任 意 值 ， 而 只 能 是 某 些 组 合 。 / / 为 了 提 高 灵 敏 度 ， 最 好 把 较 大 的 增 益 分 配 给 l n a ， / / 用 v g a 增 益 来 调 整 I & Q 信 号 幅 度 大   小 （ 目 的 是 减 小 量 化 误 差 ） ， / / v g a 增 益 也 不 能 过 大 ， 过 大 会 有 切 顶 失 真 。 / / 对 于 接 收 机 来 说 A G C 是 一 个 很 重 要 的 功 能 ， / / 程 序 和 驱 动 还 待 改 进  
h a c k r f _ s e t _ f r e q ( d e v i c e ,   f c ) ;   / / 设 置 中 心 接 收 频 率 为 f c ， 单 位 H z 。 然 后 调 用 信 号 接 收 子 函 数   c a p t u r e _ d a t a ( )   ， 进 行 初 次 接 收 测 试 。 信 号 接 收 子 函 数   c a p t u r e _ d a t a ( )   实 现 在   s r c / c a p b u f . c p p   中 。 具 体 代 码 ： h a c k r f _ s t o p _ r x ( h a c k r f _ d e v ) ;   / / 中 止 接 收 ， 因 为 可 能 之 前 处 于 接 收 使 能 状 态 。   h a c k r f _ r x _ c o u n t   =   0 ;   / /   接 收 数 据 长 度 清 零 ， 这 是 一 个 全 局 变 量 ， / /   回 调 函 数 会 用 此 变 量 来 告 诉 前 台 程 序 现 在 接 收 到 多 少 数 据 了 ， / /   前 台 程 序 应 该 在 每 次 接 收 前 把 此 变 量 清 零 ， 这 样 回 调 函 数 下 一 次 被 驱 动 调 用 时 ， / /   才 会 认 为 用 户 b u f f e r 是 空 的 ， 从 而 把 驱 动 收 到 的 数 据 搬 进 用 户 b u f f e r （ 其 实 是 个 全 局 数 组 ）   h a c k r f _ s t a r t _ r x ( h a c k r f _ d e v ,   c a p b u f _ h a c k r f _ c a l l b a c k ,   N U L L ) ;   / /   启 动 接 收 ， 并 且 告 诉 驱 动 回 调 函 数 为 c a p b u f _ h a c k r f _ c a l l b a c k   w h i l e ( h a c k r f _ i s _ s t r e a m i n g ( h a c k r f _ d e v )   = =   H A C K R F _ T R U E )   {   / / 不 断 检 测 H a c k R F 设 备 是 否 处 于 正 常 s t r e a m i n g 状 态 i f (   h a c k r f _ r x _ c o u n t   = =   ( C A P L E N G T H * 2 )   )   / / 如 果 接 收 数 据 长 度 达 到 了 我 们 预 订 长 度 C A P L E N G T H 即 退 出 ， / / * 2 是 因 为 每 个 样 点 有 I 和 Q 两 个 数 据 b r e a k ; } h a c k r f _ i s _ s t r e a m i n g ( h a c k r f _ d e v ) ;   / / 再 次 调 用 此 函 数 本 次 接 收 至 此 完 成 ， 接 收 的   C A P L E N G T H * 2   数 据 存 在 全 局 数 组   h a c k r f _ r x _ b u f   中 了 。 程 序 可 以 进 一 步 处 理 接 收 到 的 数 据 了 。 数 据 格 式 很 简 单 ， 就 是 I 和 Q 交 替 存 储 ， 均 为 有 符 号 8 b i t 整 数 （ 因 为 H a c k R F 目 前 最 新 的 C P L D 程 序 已 经 做 了 无 符 号 有 符 号 变 换 ， 因 此 我 们 在 h o s t 程 序 里 看 到 的 已 经 是 处 理 完 的 有 符 号 数 ， 信 号 处 理 可 以 直 接 用 了 。 当 然 其 中 可 能 有 一 些 R F 的 非 理 想 因 素 ， 比 如 D C   o f f s e t ，   I Q   i m b a l a n c e 之 类 的 ， 这 些 都 是 信 号 处 理 可 以 用 算 法 去 搞 的 了 ） 下 面 介 绍 回 调 函 数 。 回 调 函 数 除 了 把 接 收 数 据 总 长 度 更 新 到 全 局 变 量   h a c k r f _ r x _ c o u n t   中 外 ， 还 会 把 接 收 数 据 存 储 到 全 局 数 组 i n t 8   h a c k r f _ r x _ b u f [ C A P L E N G T H * 2 ] ; 中 。 回 调 函 数   c a p b u f _ h a c k r f _ c a l l b a c k ( h a c k r f _ t r a n s f e r *   t r a n s f e r )   也 实 现 在   s r c / c a p b u f . c p p   中 。 当 回 调 函 数 被 驱 动 自 动 调 用 时 ， 驱 动 本 次 接 收 数 据 的 长 度 会 在   t r a n s f e r - > v a l i d _ l e n g t h   中 ， 而 数 据 内 容 会 在   t r a n s f e r - > b u f f e r   中 。 注 意 ， 回 调 函 数 不 是 驱 动 的 一 部 分 ， 而 是 用 户 自 己 根 据 需 要 写 的 用 户 程 序 ， 然 后 通 过   h a c k r f _ s t a r t _ r x ( )   这 个 A P I 告 知 驱 动 ， 每 当 驱 动 收 到 数 据 时 就 会 自 动 调 用 回 调 函 数 （ 你 可 以 类 比 中 断 服 务 程 序 ） 。 回 调 函 数 介 绍 。 s t a t i c   i n t   c a p b u f _ h a c k r f _ c a l l b a c k ( h a c k r f _ t r a n s f e r *   t r a n s f e r )   {         s i z e _ t   b y t e s _ t o _ w r i t e ;   / / 本 次 调 用 向 全 局 数 组 h a c k r f _ r x _ b u f 写 入 的 长 度         s i z e _ t   h a c k r f _ r x _ c o u n t _ n e w   =   h a c k r f _ r x _ c o u n t   +   t r a n s f e r - > v a l i d _ l e n g t h ;                 / / 初 步 计 算 本 次 接 收 后 数 据 总 长 度 。           i n t   c o u n t _ l e f t   =   ( C A P L E N G T H * 2 )   -   h a c k r f _ r x _ c o u n t _ n e w ;           / / 计 算 期 望 接 收 总 长 度 与 本 次 接 收 后 总 长 度 的 差 值 。           i f   (   c o u n t _ l e f t   < =   0   )   {   / / 如 果 本 次 接 收 后 ， 总 长 度 超 出 期 望 接 收 总 长 度                 b y t e s _ t o _ w r i t e   =   t r a n s f e r - > v a l i d _ l e n g t h   +   c o u n t _ l e f t ;                   / / 则 要 减 去 超 出 的 长 度 ， 否 则 待 会 儿 h a c k r f _ r x _ b u f 装 不 下 这 么 多 数 据 会 越 界 。         }   e l s e   {   / / 如 果 不 超                 b y t e s _ t o _ w r i t e   =   t r a n s f e r - > v a l i d _ l e n g t h ;  
                / / 则 本 次 收 到 的 数 据 可 以 全 写 入 h a c k r f _ r x _ b u f         }           i f   ( b y t e s _ t o _ w r i t e ! = 0 )           / / 如 果 需 要 把 数 据 写 入 h a c k r f _ r x _ b u f ， 即 h a c k r f _ r x _ b u f 还 没 满         {                 m e m c p y (   h a c k r f _ r x _ b u f + h a c k r f _ r x _ c o u n t ,   t r a n s f e r - > b u f f e r ,   b y t e s _ t o _ w r i t e   ) ;                   / / 把 数 据 从 驱 动 的 b u f f e r 中 搬 到 用 户 全 局 数 组 h a c k r f _ r x _ b u f 中 （ 附 加 在 之 前 的 数 据 之 后 ）                   h a c k r f _ r x _ c o u n t   =   h a c k r f _ r x _ c o u n t   +   b y t e s _ t o _ w r i t e ;                   / / 更 新 当 前 接 收 数 据 总 长 度 。                 / / 这 个 回 调 函 数 具 有 “ 自 锁 ” 能 力 ，                 / / 即 接 收 数 据 总 长 度 达 到 期 望 的 C A P L E N G T H * 2 后 ，                 / / 即 使 被 驱 动 调 用 ， 也 不 会 再 往 用 户 全 局 数 组 h a c k r f _ r x _ b u f 中 写 了 ， 因 为 已 经 满 了 。         }           r e t u r n ( 0 ) ;   } 以 上 就 是 使 用 C / C + + 直 接 操 作 H a c k R F 的 方 法 。 当 然 不 能 算 是 我 完 全 原 创 ， 只 是 照 着 之 前 的 L T E 小 区 搜 索 程 序 作 者 J a m e s   P e r o u l a s 对 r t l - s d r 驱 动 的 调 用 方 法 ， 依 葫 芦 画 瓢 做 的 。 和 J a m e s P e r o u l a s 有 过 几 次 交 流 ， 得 知 他 居 然 还 在 深 圳 的 中 兴 工 作 过 很 长 时 间 ， 后 来 去 了 硅 谷 那 边 的 I n t e l ， 现 在 在 那 边 专 门 做 S D R 系 统 的 r a n g e   n e t w o r k 公 司 工 作 （ 据 说 是 做 O p e n B T S 的 人 创 建 的 ， 有 兴 趣 的 可 以 考 证 一 下 ） 。 在 无 线 通 信 信 号 处 理 和 编 程 方 面 都 有 非 常 非 常 丰 富 的 经 验 。 通 过 学 习 和 改 进 他 的 代 码 ， 真 的 学 到 了 很 多 很 多 东 西 。 所 以 ， 想 深 挖 的 ， 强 烈 推 荐 读 代 码 并 且 写 代 码 做 实 验 。 四 、 未 来 工 作 展 望 四 、 未 来 工 作 展 望 有 了 H a c k R F 这 样 的 专 业 选 手 ， 尝 试 解 调 更 大 带 宽 内 的 L T E 信 息 成 为 一 个 自 然 的 尝 试 。 其 实 这 方 面 的 开 源 的 L T E 代 码 也 有 一 些 ： h t t p s : / / g i t h u b . c o m / k i t - c e l / g r - l t e h t t p : / / s o u r c e f o r g e . n e t / p r o j e c t s / o p e n l t e / 可 以 “ 站 在 巨 人 的 肩 膀 上 ” 开 始 起 跳 。 如 果 你 也 对 继 续 改 进 这 个 L T E 搜 索 程 序   h t t p s : / / g i t h u b . c o m / J i a o X i a n j u n / L T E - C e l l - S c a n n e r   有 兴 趣 ， 可 以 查 看 它 的 T O D O ， 一 起 来 H a c k R F ！ [ v i a   H a c k R F ] 阅 读 原 文
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