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系統識別號 U0026-2908201623183900
論文名稱(中文) 以無人飛行載具搭載軟體定義無線電建置空中頻譜監測站
論文名稱(英文) Spectrum Monitoring with Unmanned Aerial Vehicle Carrying Software Defined Radio Receiver
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 電信管理研究所
系所名稱(英) Institute of Telecommunications and Management
學年度 104
學期 2
出版年 105
研究生(中文) 何承勳
研究生(英文) Chen-Hsun Ho
學號 R96031086
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 49頁
口試委員 口試委員-林福林
口試委員-林易泉
口試委員-黃光渠
指導教授-陳文字
中文關鍵字 電波監測系統  軟體定義無線電  無人飛行載具  GNU Radio 
英文關鍵字 Spectrum Monitoring System  Unmanned Aerial Vehicle  Software Defined RadioSpectrum Monitoring System  Unmanned Aerial Vehicle  Software Defined Radio  GNU Radio  GNU Radio 
學科別分類
中文摘要 隨著通訊技術的發展迅速,頻譜資源越來越顯得稀有且重要,如何有效的管理頻譜資源為現今社會重要的課題之一。若無適當的管理頻譜,會造成不同的無線通訊系統間蓄意或者無意的干擾,進一步減少頻譜的使用效率。而現今的行動式頻譜監測車雖然能夠彌補固定式監測站的不足點,但還是有許多行動監測車無法到達的地域,像是高樓上的違法電台或者深山的地區,這些地域監測的效率較低。而監測設備也必須隨著快速的通訊技術演進,來符合電波監測的需求。
因此本研究為了彌補行動監測車無法到達的區域以及電波監測系統需要有良好的擴充性與彈性。採用以無人飛行載具來搭載軟體定義無線電所建置的空中監測系統,再將結果回傳到地面站進行分析,針對這些特殊的地域進行監測。而利用軟體定義無線電技術彈性高的能力,能夠其特性符合電波監測的需求。所監測的項目包含頻譜的占用、訊號的強度、訊號的分析以及訊號的測向。訊號的測向分為兩種分法,第一種為讓無人飛行載具繞行固定半徑一圈,越接近電台的角度訊號強度會越強;第二種為搭載定向天線,使無人飛行載具自轉一周,觀察強度最強的角度。
本研究成功實作了以無人飛行載具搭載軟體定義無線電的頻譜監測站,以FM電台為例,監測其頻譜占用、訊號強度、訊號分析。並且以FM電台和數位電視實作訊號測向的功能。
英文摘要 Mobile spectrum monitoring is increasingly important in today’s era of advanced communications technology, although this is limited by geographical restrictions and high cost. Therefore, this study combines software-defined radio and an unmanned aerial vehicle to build a system to address these weaknesses, using an FM radio station as the target. This study uses software-defined radio and an antenna on an unmanned aerial vehicle, and a ground station operate and monitor an air station via Wi-Fi technology. This system can monitor spectrum occupancy and signal strength, and also carry out signal analysis. Since the signal strength becomes weaker as the distance increases, the unmanned aerial vehicle can circle around with a fixed radius and the directional antenna can observe the changes in signal strength, and thus find the orientation of the station.
論文目次 摘 要 I
誌 謝 VII
目 錄 VIII
表目錄 X
圖目錄 XI
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 1
第二章 相關背景 2
2.1 無人飛行載具 2
2.1.1 無人飛行載具的發展及應用 2
2.1.2 無人飛行載具的分類 2
2.2 軟體定義無線電 3
2.2.1 軟體定義無線電的發展 4
2.2.2 軟體定義無線電的架構 4
2.2.3 軟體定義無線電-軟體裝置 5
2.2.4 軟體定義無線電-硬體裝置 7
2.3 Raspberry Pi 8
2.4 頻譜監測系統 9
2.5 FM廣播簡介 10
2.6文獻回顧 11
第三章 研究方法 13
3.1無人飛行載具監測系統 13
3.2 無人飛行載具監測系統的測向 16
3.3 SDR實作FM廣播所需模組 18
3.4 UAV的組成 19
3.5 無人飛行載具監測系統的流程 24
3.6 無人飛行載具監測系統的測向流程 26
第四章 頻譜監測結果 30
4.1 監測結果 30
4.1.1 頻譜圖 31
4.1.2 瀑布圖 32
4.1.3 音頻 33
4.2 搭載全向性天線測向結果 35
4.3 搭載定向性天線測向結果 40
第五章 結論 46
參考文獻 48
參考文獻 【中文部分】
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【外文部分】
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[19] Google, "Google Map," https://www.google.com.tw/maps/.
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[21] Wikipedia, "Wi-Fi," https://zh.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi.
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