淺析數字廣播電視系統中的軟件無線電技術

嚴振

【摘要】 隨著時代的進步，電視已經是家家戶戶必備家電之一，而電視廣播業務的發展離不開無線電的支持，感知無線電技術、空時無線電技術都為電視的發展提供動力，未來廣播電視的發展還需要對無線電頻譜資源深入挖掘和充分利用。本文從軟件無線電的結構、技術等方面進行研究和分析無線電技術在數字廣播電視中的應用。

【關鍵詞】 廣播電視 無線電技術 研究

前言

在當今社會中，無線電技術應用非常的廣泛，在數字電視中更是如此，時代的進步和技術的發展使無線電技術從單工通信轉變為雙工通信、數字通信，現在家家戶戶使用的數字廣播電視也是無線電技術發展的成果。軟件無線電技術能有效的減少配置無線通信系統的問題，提高無線通信的效率，在1992年第一次在美國提出，將硬件作為無線通信的平臺，盡可能的用軟件實現無線通信。

一、軟件無線電技術研究

1.1無線電技術的概念、特點及原理

無線電是指在自由空間（包括真空和空氣）傳播的電磁波，是其中的一個有限頻帶，上限頻率在300GHz（吉赫茲），下限頻率較不統一，在各種射頻規范書，常見的有10KHz～300GHz、9KHz～300GHz、3KHz～300GHz。

軟件無線電的主要特點有：靈活性很強。軟件無線電通過增加軟件模塊，來增加新的功能。可以與其它任何電臺進行通信，并作為其它電臺的射頻中繼。可以通過無線加載來改變軟件模塊或更新軟件；開放性較強，軟件無線電采用了標準化、模塊化的結構，硬件可以隨著器件和技術的發展而更新擴展。軟件隨著需要而進行不斷升級。軟件無線電能和新體制電臺通信，也能與舊式體制電臺互相兼容。這樣，不僅延長了舊體制電臺的使用壽命，而且也能保證軟件無線電本身有很長的生命周期。

無線電技術的原理在于，利用導體中電流強弱的改變會產生無線電波這一現象，通過調制后將信息加載于無線電波上。電波通過空間的傳播到達收信端，電波引起的電磁場變化又會在導體中產生電流。通過解調將信息從電流變化中提取出來，從而達到信息傳遞的目的。無線電的最早是航海中應用，利用摩爾斯電報在船與陸地之間傳遞信息。無線電應用形式多種多樣，包括無線數據網，無線電廣播以及各種移動通信等。無線通信對于現代通信有著極其重要的作用，幾乎各個領域都需要進行無線通信，包括有商業、金融、氣象、工業、軍事、民用等。我們可以從通信系統、多址方式、調制方式等多方面可看到無線通信系統種類的繁多。

1.2無線電的體系結構與關鍵技術分析

1.2.1軟、硬件平臺

軟件無線電技術的硬件平臺組成較為復雜，同時還具有開放性、可拓展性和模塊化的特點，硬件平臺的組成構件由數字上下變頻器、模擬前端、寬帶數模變換器、寬帶模數變換器、高速數字信號處理器等五部分組成。文字、聲音、視頻等都可以是數據源，通過對數據進行信息編碼，采用多路訪問、定時信息處理的方式進行訪問，進而進行解調。無線電技術的調制方式可以根據系統的不同做出調整，其中采用PSK兼容的方式最多。軟件無線電技術采用的分層軟件體系包括：函數庫、調制算法庫、信號流變換庫、DSP指令等，影響無線電軟件開放的一個重要因素就是軟件之間的兼容問題，雖然現在的無線電硬件平臺較多，但是不同的軟件對硬件平臺的適應性不同，因此，在無線電的技術方案上也有很多種。

1.2.2無線電中的關鍵技術分析

通信、計算機技術的融合發展產生了無線電技術，其中最為核心的技術是寬帶多頻段，軟件無線電技術對寬帶的要求較高，而傳統天線的不能很好的實現信號傳輸，因此無線電技術多采用組合式多頻段的天線來實現信號的傳輸。高速數字處理技術和DSP技術也是無線電技術中的重要技術之一，信號經過多個環節的處理，然后交給DSP軟件繼續處理。在無線電的使用中，對數字的處理能力是關鍵所在，在一些高頻波段的處理過程中會出現大量運算，有的還需要多次運算，嚴格的DSP技術使對于數據的處理能力更加的高效。數模轉換器和模數轉換器在無線電技術中也有著至關重要的作用，將較高的數字頻段數字化，模數轉換器的速率和寬帶達到一定的層級時才能適應復雜的環境。

最后，在無線電技術中總線接口和I/O接口的應用也是極其廣泛的，信號在軟件無線電中的傳播速率較快，運行機制和總線結構不同導致匹配難度加大，一些虛擬無線電網絡的靈活性和通用性提高了無線電的工作效率。無線電中軟件技術常常受到硬件技術的限制，木塊的分化更為明顯，因此對硬件技術的要求相應提高，全面的硬件技術能節約系統的空間，提高系統性能，也是無線電技術發展與應用的前提。

二、無線電技術在廣播電視系統中的應用

2.1無線電技術在發射、接收系統中的應用

廣播電視中的發射機由數字編碼與調制子系統、模擬處理子系統、發射子系統組成，分別負責處理數字信號和相位，將復信號轉換到調相符號或幅相符號。中頻數字化結構是最為普及的結構，通過多頻段的天線將數字信號傳輸到RF部分，再通過模數或數模轉換器進行轉換，最后由DSP處理器接收分析處理信號的功率及分布特性，接收頻率應該根據算法進行適當的調整，抑制自適應性干擾，更加準確的判斷信號的動態特性，糾正誤碼。在數字電視接收系統中的無線電技術先模擬變頻由傳輸媒介送來的信號，使其與模數轉換器的信號相同，在寬帶內的信號經過數字變頻也轉換成與信號帶寬相適應的信號，最終轉化成能由HDTV處理的信號。HDTV的通用解調器在完成HDTV的各種制式和糾錯的同時，對信號的類型進行識別和調解，提高處理信號的精準度，降低功耗。無線電技術中采用軟件處理算法代替采用較多處理器模塊來提高數據處理速度，HDTV在無線電技術的基礎上產生適應各種編碼的數字信號，同時HDTV本身也具有較強的系統升級功能，這大大降低了軟件無線電技術的投資成本。

2.2軟件無線電技術的實際應用

軟件無線電具有的優點是現代通信無法比擬的，在現實生活的應用上也較為廣泛，我們所用的多頻段移動電話就是得益于軟件無線電技術，在軍事方面，實現了電臺之間的互通。計算機技術和通信技術在迅速的發展著，無線電通信的大部分業務都是通過軟件來實現的，對軟件模塊進行升級就能適宜新的業務和功能，但是對于像MMDS頻率較高的系統業務開展難度較大，未來雙向通信的實現難度加大，而無線電技術的應用就能很好的解決這些問題，促進無線電系統的不斷發展。現在4G、互聯網等迅速發展，無線電技術的與時俱進能極大的影響數字廣播電視的發展，技術在變革，但是數字廣播電視行業的發展離不開無線電技術，在此基礎上尋找優質資源實現對各種業務的最佳配置，建立一個開放性的平臺，實現業務的靈活性和方便性。

三、結束語

隨著數字通信的發展和計算機技術的滲透，會出現以軟件編程模式來對原有系統升級的模式，軟件無線電技術可以對數字廣播電視系統建立科學的方案，結合現實與未來的發展，軟件無線電技術將在數字電視中被廣泛的應用，并帶來巨大的經濟效益。

參 考 文 獻

[1]康金英.試析在廣播電視檢測系統內無線電技術的運用[J].西部廣播電視.2015（21）

[2]張龍.數字廣播電視系統中的軟件無線電技術研究[J].黑龍江科技信息.2015（15）

[3]席鶴鵬.關于數字廣播電視系統中的軟件無線電技術探究[J].電子制作.2015（17）