淺談數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中的軟件無線電技術(shù)

季一飛

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淺談數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中的軟件無線電技術(shù)

季一飛

鐘山職業(yè)技術(shù)學院，江蘇 南京 210000

隨著我國科技發(fā)展，我國數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中對軟件無線電技術(shù)應用已經(jīng)相當廣泛，因為其不僅可以實現(xiàn)單、雙工通信間的轉(zhuǎn)換，還可以實現(xiàn)對信號帶寬、頻率的完美控制。因此，軟件無線電技術(shù)在數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中已經(jīng)得到了廣泛使用。

軟件無線電；數(shù)字廣播；應用

軟件無線電技術(shù)是實現(xiàn)數(shù)字廣播電視的新觀念和新體系。它是延續(xù)模擬和數(shù)字技術(shù)之后的又一次電子技術(shù)革命，是當今計算機技術(shù)、超大規(guī)模化集成電路和數(shù)字信號處理技術(shù)在無線電技術(shù)通信中應用的產(chǎn)物。隨著計算機、通信技術(shù)、微電子技術(shù)、數(shù)字廣播電視技術(shù)的發(fā)展，無線通信技術(shù)經(jīng)歷了從單工通信到雙工通信、模擬通信到數(shù)字通信、FDMA到丁DMA以及CDMA系統(tǒng)通信、固定通信到移動通信、模擬廣播電視至數(shù)字廣播電視的快速發(fā)展歷程[1]。軟件無線電技術(shù)是一種開放式的模擬結(jié)構(gòu)，在物理學上實現(xiàn)了一個采用數(shù)字無線電技術(shù)的通用硬件平臺，通過實時的軟件控制，用戶能定義該平臺的工作模式，包括工作頻帶、信號速率、調(diào)制方法、多址方式、接口協(xié)議、業(yè)務種類等，從而使一個硬件平臺能實時地轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌夹g(shù)標準的通信系統(tǒng)。硬件平臺能實時地轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌夹g(shù)標準的通信系統(tǒng)。在確保硬件平臺固定不變的情況下，通過升級軟件來及時地適應技術(shù)標準的進展，它可以靈活地支持多種技術(shù)業(yè)務。另外，它實現(xiàn)了無線通信的新體系構(gòu)造，其顯著特點就是開放性、可編程性和快速的可配置性.這是繼模擬到數(shù)字，固定到移動之后.無線通信領(lǐng)域的又一次重大技術(shù)突破。最近幾年，由于數(shù)字信號處理芯片與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片性能的提高，加密與網(wǎng)絡技術(shù)的進步，使得數(shù)字廣播電視中的軟件無線電技術(shù)應用又有了較大的突破，它是數(shù)字廣播電視的關(guān)鍵技術(shù)之一。這也是軟件無線電技術(shù)成為現(xiàn)代數(shù)字廣播電視系統(tǒng)實現(xiàn)其特性的技術(shù)關(guān)鍵。

因此，軟件無線電技術(shù)是當前數(shù)字廣播電視研究領(lǐng)域最重要的焦點。

1 軟件無線電技術(shù)的研究

1.1 軟件無線電的硬件平臺

軟件無線電技術(shù)的硬件平臺合成比較繁瑣，它主要包括模擬前端、寬帶數(shù)模變換器、寬帶模數(shù)變換器、數(shù)字上下變頻器以及高速數(shù)字信號處理器這五個部分，其具備模式化、開放化及可延展化等優(yōu)點。該平臺的數(shù)據(jù)源可以是文字、聲音和視頻等，通過對數(shù)據(jù)進行信息道編碼和信息源編碼，而且可以采用多路方式對其進行訪問，然后對其進行調(diào)制調(diào)解。值得注意的是，不同系統(tǒng)下的不同調(diào)制方式，應盡可能采用能夠兼容的方式[2]。

1.2 軟件無線電技術(shù)的軟件體系

數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中的軟件無線電技術(shù)采用的是分層軟件體系，其包括DSP指令、函數(shù)庫、信號流變換庫、小波與濾波的變換、調(diào)制算法庫、編碼算法庫、信道糾錯編碼庫及各種無線電信令規(guī)程庫等。

1.3 無線電技術(shù)的新技術(shù)

現(xiàn)代的無線電已經(jīng)是將計算機、通信等技術(shù)融合為一體的新技術(shù)。首先，寬帶多頻段是其核心技術(shù)，軟件無線電技術(shù)的工作寬帶—般是1MHz～3GHz，如果其天線采用傳統(tǒng)方法，由于天線長度的影響，會對信號的傳輸產(chǎn)生影響。其次，采用數(shù)字模擬和模擬數(shù)字技術(shù)。將兩者的轉(zhuǎn)換器靠近天線，并將其移到RF前端，對較高頻段的信號進行數(shù)字化，這個過程對工作寬帶及模數(shù)采樣頻率有嚴格的要求。另—方面，環(huán)境的復雜出了較高的標準，要求其動態(tài)范圍較大，在寬帶達到要求時，也應注意ADC是否具有較高的采樣率。

最后，DSP技術(shù)及高速數(shù)字處理技術(shù)都是軟件無線電的中心技術(shù)，數(shù)字信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器處理后，DSP軟件將繼續(xù)對其進行處理，因此說軟件無線電關(guān)鍵技術(shù)是數(shù)字處理能力。硬件技術(shù)和軟件技術(shù)是影響無線電技術(shù)的重要因素，目前軟件無線電技術(shù)在實際中的應用由于受到硬件技術(shù)的限制，特別是在木塊分化方面，因此應加強硬件技術(shù)的改進，為軟件技術(shù)提供一個廣闊的發(fā)展平臺。

2 無線電技術(shù)在廣播電視系統(tǒng)中的應用

2.1 無線電技術(shù)在發(fā)射、接收系統(tǒng)中的應用

廣播電視中的發(fā)射機由數(shù)字編碼與調(diào)制子系統(tǒng)、模擬處理子系統(tǒng)、發(fā)射子系統(tǒng)組成，分別負責處理數(shù)字信號和相位，將復信號轉(zhuǎn)換到調(diào)相符號或幅相符號。中頻數(shù)字化結(jié)構(gòu)是最為普及的結(jié)構(gòu)，通過多頻段的天線將數(shù)字信號傳輸?shù)絉F部分，再通過模數(shù)或數(shù)模轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換，最后由DSP處理器接收分析處理信號的功率及分布特性，接收頻率應該根據(jù)算法進行適當?shù)恼{(diào)整，抑制自適應性干擾，更加準確的判斷信號的動態(tài)特性，糾正誤碼。在數(shù)字電視接收系統(tǒng)中的無線電技術(shù)先模擬變頻由傳輸媒介送來的信號，使其與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號相同，在寬帶內(nèi)的信號經(jīng)過數(shù)字變頻也轉(zhuǎn)換成與信號帶寬相適應的信號，最終轉(zhuǎn)化成能由HDTV處理的信號。HDTV的通用解調(diào)器在完成HDTV的各種制式和糾錯的同時，對信號的類型進行識別和調(diào)解，提高處理信號的精準度，降低功耗。

無線電技術(shù)中采用軟件處理算法代替采用較多處理器模塊來提高數(shù)據(jù)處理速度，HDTV在無線電技術(shù)的基礎上產(chǎn)生適應各種編碼的數(shù)字信號，同時HDTV本身也具有較強的系統(tǒng)升級功能，這大大降低了軟件無線電技術(shù)的投資成本。

2.2 軟件無線電技術(shù)的應用

軟件無線電所占據(jù)的優(yōu)勢是現(xiàn)代通信無法相比較的，但其在實際生活中的運用范圍較廣，就像我們所使用的多頻段移動電話就借助于軟件無線電技術(shù)，應用至軍事方面則可以使兩個電臺之間相互聯(lián)系。計算機技術(shù)和通信技術(shù)在迅速的發(fā)展著，無線電通信的大部分業(yè)務都是通過軟件來實現(xiàn)的，對軟件模塊進行升級就能適宜新的業(yè)務和功能，但是對于像MMDS頻率較高的系統(tǒng)業(yè)務開展難度較大，未來雙向通信的實現(xiàn)難度加大，而無線電技術(shù)的應用就能很好的解決這些問題，促進無線電系統(tǒng)的不斷發(fā)展。現(xiàn)在4G、互聯(lián)網(wǎng)等迅速發(fā)展，無線電技術(shù)的與時俱進能極大的影響數(shù)字廣播電視的發(fā)展，技術(shù)在變革，但是數(shù)字廣播電視行業(yè)的發(fā)展離不開無線電技術(shù)，在此基礎上尋找優(yōu)質(zhì)資源實現(xiàn)對各種業(yè)務的最佳配置，建立一個開放性的平臺，實現(xiàn)業(yè)務的靈活性和方便性[3]。

2.3 DRM的發(fā)展

由于數(shù)字化媒體的快速發(fā)展及調(diào)頻廣播競爭的加強，許多機構(gòu)已經(jīng)開始了由于當前數(shù)字信號和模擬信號同時存在，可以借助無線電技術(shù)對模擬設備進行研制。伴隨著無線電技術(shù)的不斷進步，它不僅提高了無線電廣播的質(zhì)量，而且將數(shù)字廣播與資源融合起來[4]。

3 結(jié)束語

隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展和計算機軟件的不斷研發(fā)，會將原有系統(tǒng)以軟件編程的方式來進行升級，軟件無線電技術(shù)為數(shù)字廣播電視系統(tǒng)提供了科學的發(fā)展后盾，并針對現(xiàn)實與未來的發(fā)展要求，軟件無線電技術(shù)將在數(shù)字電視中被廣泛的推廣，并帶來巨大的經(jīng)濟效益。

[1]嚴振.淺析數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中的軟件無線電技術(shù)[J].中國新通信，2016（5）：153.

[2]武穎，楊征，王晉.軟件無線電的應用[J].卷宗，2014（3）：382.

[3]董杰.數(shù)字廣播接收機的軟件無線電研究[J].科研，2015（40）：145.

[4]簡彬，林超平.NI-1000寬帶數(shù)字接收機在短波廣播監(jiān)測中的應用[J].中國電子商務，2012（12）：100-101.

Talking About the Software Radio Technology in the Digital Broadcast Television System

Ji Yifei

Zhongshan College of Vocation and Technology，Nanjing Jiangsu 210000

With the development of science and technology, China's digital television broadcasting system software radio technology is already quite extensive, because it can not only achieve a single, duplex communication between the converter, you can achieve perfect control of the signal bandwidth frequency. Therefore, the software radio technology in a digital television broadcasting system has been widely used.

software radio; digital broadcasting; application

TN949.197

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1009-6434(2016)07-0118-02