Radio

Reading time: 13 minutes

SigDigger

SigDigger 是一个免费的数字信号分析仪，适用于GNU/Linux和macOS，旨在提取未知无线电信号的信息。它通过SoapySDR支持多种SDR设备，并允许可调的FSK、PSK和ASK信号解调，解码模拟视频，分析突发信号并实时收听模拟语音通道。

Basic Config

安装后，有一些配置选项可以考虑。
在设置（第二个标签按钮）中，您可以选择SDR设备或选择一个文件进行读取，以及要调谐的频率和采样率（如果您的PC支持，建议最高可达2.56Msps）。

在GUI行为中，如果您的PC支持，建议启用一些选项：

Uses

• 只需捕获信号的一段时间并分析它，只需按住“Push to capture”按钮，保持所需时间。

• SigDigger的调谐器有助于捕获更好的信号（但也可能会降低信号质量）。理想情况下，从0开始，继续增大，直到您发现引入的噪声大于您所需的信号改善。

Synchronize with radio channel

使用SigDigger 与您想要收听的频道同步，配置“基带音频预览”选项，配置带宽以获取所有发送的信息，然后将调谐器设置到噪声真正开始增加之前的水平：

Interesting tricks

• 当设备发送信息突发时，通常第一部分是前导码，因此您不必担心如果您没有找到信息或那里有一些错误。
• 在信息帧中，您通常应该找到不同的帧彼此对齐：

• 在恢复比特后，您可能需要以某种方式处理它们。例如，在曼彻斯特编码中，上+下将是1或0，下+上将是另一个。因此，1和0的对（上和下）将是真实的1或真实的0。
• 即使信号使用曼彻斯特编码（不可能找到连续超过两个的0或1），您也可能在前导码中找到多个1或0！

Uncovering modulation type with IQ

有3种方式在信号中存储信息：调制幅度、频率或相位。
如果您正在检查信号，有不同的方法可以尝试找出用于存储信息的方式（更多方法见下文），但一个好的方法是检查IQ图。

• 检测AM：如果在IQ图中出现例如2个圆圈（可能一个在0，另一个在不同的幅度），这可能意味着这是一个AM信号。这是因为在IQ图中，0和圆圈之间的距离是信号的幅度，因此很容易可视化使用的不同幅度。
• 检测PM：如前图所示，如果您发现小圆圈彼此无关，这可能意味着使用了相位调制。这是因为在IQ图中，点与0,0之间的角度是信号的相位，这意味着使用了4种不同的相位。
• 请注意，如果信息隐藏在相位变化的事实中，而不是相位本身，您将不会看到不同的相位清晰区分。
• 检测FM：IQ没有识别频率的字段（到中心的距离是幅度，角度是相位）。
  因此，要识别FM，您应该在此图中基本上只看到一个圆。
  此外，不同的频率通过IQ图的速度加速穿过圆来“表示”（因此在SysDigger中选择信号时，IQ图被填充，如果您发现创建的圆中的加速或方向变化，这可能意味着这是FM）：

AM Example

Uncovering AM

Checking the envelope

使用SigDigger 检查AM信息，仅查看包络，您可以看到不同的清晰幅度水平。所用信号以AM发送信息脉冲，这就是一个脉冲的样子：

这就是符号的一部分与波形的样子：

Checking the Histogram

您可以选择包含信息的整个信号，选择幅度模式和选择，然后单击直方图。您可以观察到仅找到2个清晰的水平。

例如，如果您在此AM信号中选择频率而不是幅度，您只会找到1个频率（没有信息调制在频率上仅使用1个频率）。

如果您发现很多频率，这可能不会是FM，可能信号频率只是因为频道而被修改。

With IQ

在此示例中，您可以看到有一个大圆，但也有很多点在中心。

Get Symbol Rate

With one symbol

选择您能找到的最小符号（以确保它只是1个），并检查“选择频率”。在这种情况下，它将是1.013kHz（即1kHz）。

With a group of symbols

您还可以指示要选择的符号数量，SigDigger将计算1个符号的频率（选择的符号越多，可能越好）。在这种情况下，我选择了10个符号，“选择频率”为1.004 Khz：

Get Bits

发现这是一个AM调制信号和符号率（并且知道在这种情况下某个上意味着1，某个下意味着0），很容易获取信号中编码的比特。因此，选择包含信息的信号并配置采样和决策，然后按下采样（检查幅度已选择，发现的符号率已配置，Gadner时钟恢复已选择）：

• 同步到选择间隔意味着如果您之前选择了间隔以找到符号率，则将使用该符号率。
• 手动意味着将使用指示的符号率。
• 在固定间隔选择中，您指示应选择的间隔数量，并从中计算符号率。
• Gadner时钟恢复通常是最佳选项，但您仍需指示一些近似的符号率。

按下采样后，出现以下内容：

现在，为了让SigDigger理解信息承载的水平范围，您需要单击较低水平并保持按住，直到达到最高水平：

如果例如有4个不同的幅度水平，您应该将每个符号的比特数配置为2，并从最小值选择到最大值。

最后增加****缩放和更改行大小，您可以看到比特（您可以选择所有并复制以获取所有比特）：

如果信号每个符号有超过1个比特（例如2），SigDigger无法知道哪个符号是00、01、10、11，因此它将使用不同的灰度来表示每个（如果您复制比特，它将使用0到3的数字，您需要处理它们）。

此外，使用编码如曼彻斯特，上+下可以是1或0，而下+上可以是1或0。在这些情况下，您需要**处理获得的上（1）和下（0）**以替换成对的01或10为0或1。

FM Example

Uncovering FM

Checking the frequencies and waveform

发送信息调制为FM的信号示例：

在前面的图像中，您可以很好地观察到使用了2个频率，但如果您观察波形，您可能无法正确识别这2个不同的频率：

这是因为我在两个频率上捕获了信号，因此一个大约是另一个的负值：

如果同步频率更接近一个频率而不是另一个，您可以轻松看到这2个不同的频率：

Checking the histogram

检查带有信息的信号的频率直方图，您可以轻松看到2个不同的信号：

在这种情况下，如果您检查幅度直方图，您将发现只有一个幅度，因此不能是AM（如果您发现很多幅度，可能是因为信号在频道中失去了功率）：

这将是相位直方图（这清楚表明信号不是相位调制）：

With IQ

IQ没有识别频率的字段（到中心的距离是幅度，角度是相位）。
因此，要识别FM，您应该在此图中基本上只看到一个圆。
此外，不同的频率通过IQ图的速度加速穿过圆来“表示”（因此在SysDigger中选择信号时，IQ图被填充，如果您发现创建的圆中的加速或方向变化，这可能意味着这是FM）：

Get Symbol Rate

您可以使用与AM示例中使用的相同技术来获取符号率，一旦您找到了承载符号的频率。

Get Bits

您可以使用与AM示例中使用的相同技术来获取比特，一旦您发现信号是频率调制的和符号率。