無人駕駛飛行器(UAV)，通常被稱為“無人機(jī)”，近年來越來越受歡迎，不僅是尋求消遣的業(yè)余愛好者的一個(gè)很酷的新玩具，而且還是國防和安全等行業(yè)的寶貴實(shí)用工具。

在過去幾年中獲得普及的一個(gè)特殊應(yīng)用是使用無人機(jī)作為移動(dòng)頻譜監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，即為無人機(jī)配備移動(dòng)無線電設(shè)備以收集信號(hào)情報(bào)(SIGINT)并將該信息傳遞回家庭基地更深入的分析。

軟件無線電(SDR)技術(shù)的使用將允許無人機(jī)安裝一個(gè)無線電設(shè)備，該無線電設(shè)備可被編程以執(zhí)行多種功能，例如頻譜監(jiān)視，發(fā)送進(jìn)行電子戰(zhàn)(EW)攻擊的實(shí)時(shí)視頻饋送等。相同的設(shè)備。

軟件定義無線電作為便攜式光譜監(jiān)測解決方案

在SDR之前，頻譜監(jiān)測解決方案通常很龐大，并且由具有固定軟件接口的復(fù)雜硬件組件組成。

對于無人機(jī)安裝應(yīng)用，該解決方案需要體積小，重量輕，并且能夠長時(shí)間使用電池供電。由于目前技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在有SDR解決方案可滿足這些要求。

其中一個(gè)解決方案USRP E310是一款便攜式獨(dú)立SDR平臺(tái)，專為現(xiàn)場部署而設(shè)計(jì)。ADI公司靈活的2x2 MIMO AD9361收發(fā)器提供高達(dá)56 MHz的瞬時(shí)帶寬，跨越70 MHz至6 GHz的頻率，覆蓋多個(gè)感興趣的頻段。發(fā)射器和接收器前端的RF濾波器組增強(qiáng)了選擇性。

基帶處理器使用Xilinx Zynq 7020 SoC提供FPGA加速計(jì)算，并結(jié)合雙核ARM CPU支持的獨(dú)立操作。USRP E310包括一系列豐富的外設(shè)，如用于定位感知和時(shí)間同步的集成GPS接收器，以及兩個(gè)主機(jī)USB端口，用于擴(kuò)展存儲(chǔ)，I / O和現(xiàn)成設(shè)備的通信選項(xiàng)。用戶可以快速原型化和部署適用于移動(dòng)和嵌入式應(yīng)用的設(shè)計(jì)，具有緊湊的尺寸，重量和功率要求。

USRP Embedded Series平臺(tái)使用OpenEmbedded框架創(chuàng)建定制的Linux發(fā)行版，以滿足特定于應(yīng)用程序的需求。默認(rèn)操作系統(tǒng)預(yù)先安裝了UHD軟件API和各種第三方開發(fā)工具，如GNU Radio。支持RFNoC FPGA開發(fā)框架，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)和寬帶信號(hào)處理的確定性計(jì)算。

對于光譜監(jiān)測應(yīng)用，客戶可以使用E310捕獲一些RF頻譜，通過RFNoC使用FPGA對接收的樣本執(zhí)行FFT，然后將它們存儲(chǔ)在SD卡上或?qū)⑺鼈儌鬏數(shù)接?jì)算機(jī)或移動(dòng)設(shè)備通過USB Wi-Fi加密狗或其他方式。

使用USRP E310，可以實(shí)現(xiàn)基于無人機(jī)的簡單頻譜監(jiān)測工具。

現(xiàn)在在信息安全公司Bastille工作的Ettus Research前同事Balint Seeber創(chuàng)建了一個(gè)原型演示，展示了使用USRP E310的光譜監(jiān)測應(yīng)用。

為了執(zhí)行頻譜監(jiān)測，Balint編寫了一組開源Python腳本，使用USRP設(shè)備捕獲頻譜數(shù)據(jù)，給定某些配置數(shù)據(jù)，如采樣率和感興趣的頻率范圍。存儲(chǔ)這些腳本的存儲(chǔ)庫發(fā)布如下：

對于硬件實(shí)現(xiàn)，Balint使用3DR X8 +直升機(jī)無人機(jī)作為無人機(jī)，并為無人機(jī)配備了由安裝在無人機(jī)上的外部電池組供電的USRP E310。為了讓他的筆記本電腦能夠訪問E310采樣的FFT頻譜數(shù)據(jù)，Wi-Fi AP加密狗安裝在USB端口上，筆記本電腦配置為連接到該AP。

Balint還在無人機(jī)上安裝了羅技網(wǎng)絡(luò)攝像頭，用于單獨(dú)的演示，他使用E3??10通過QPSK廣播實(shí)時(shí)視頻。