軟件無線電技術在數字廣播電視中的應用

張海洲

摘要：文章闡述了當前軟件無線電技術的具體概念及實際特點，分析了具體的體系結構以及關鍵技術，總結了數字廣播電視發展過程中的具體需求以及對軟件無線電技術的實際要求：從系統平臺、核心技術以及系統應用的角度，分析了軟件無線電技術在數字廣播電視中的具體應用方法，結合實踐挖掘軟件無線電技術的實際應用效益，確保能夠為當前的數字廣播電視發展奠定良好基礎。

關鍵詞：數字廣播電視：軟件無線電技術：系統平臺：應用效益

中圖分類號：TN014

文獻標志碼：A

0 引言

隨著我國信息技術發展水平的不斷提高，傳統的廣播電視體系已逐漸轉型，強調傳播媒介的數字化、智能化，服務體系的多樣性和靈活性。新的體系不僅提升了人們的生活質量，還為新時期廣電通信體系的高質量發展奠定了良好的基礎。為確保數字廣播電視系統的科學運行，本文以軟件無線電技術為基礎構建的新型控制體系，依托軟件實現頻率以及寬帶控制，進一步提升了信號傳輸效益以及傳輸質量。本文以理論分析和文獻研究為主要方式，探討了數字廣播電視中軟件無線電技術的應用，為數字廣播電視的創新提供參考。

1 軟件無線電技術面臨的挑戰

軟件無線電技術在當前數字廣播電視應用過程中面臨著較多的挑戰，這些挑戰主要是由行業發展需求導致的，綜合實際情況來講，可以從以下兩點角度探討。

1.1 數字廣播技術的發展需求較為復雜

數字廣播電視是以數字處理技術為依托進行音頻信號、視頻信號、數據信息的智能化編碼、調制、解碼、傳遞，能夠為用戶提供靈活多樣的信息化產品和信息服務[3]，不僅是當前現代化廣電通信體系中的重要技術，還將成為新時期人們獲取外界信息的核心途徑。

隨著當前數字廣播技術的不斷發展和創新，廣播電視業務也在逐步拓展，不僅有了更高的時間、空間以及頻譜要求，還需要實現多種資源體系的關聯和整合，進一步提升傳輸效益以及信息精準度。這不僅可以從本質上改變傳統廣播電視帶來的一系列誤區和矛盾，還可以降低數字廣播電視信息傳輸過程中出現的時延擴展和多徑衰落問題出現的概率。除此之外，新時期的數字廣播電視體系還需要提升經濟效益指標，這樣才可以為后續的持續性發展奠定良好基礎。其中，借助軟件無線電技術實現傳輸體系創新，能夠從根本上降低外界干擾影響，進一步提升資源利用效率，打造具有較強拓展性且靈活高效的廣播電視體系。

1.2 無線電技術的應用內容繁多

軟件無線電技術在數字廣播電視領域的應用，主要是借助無線電波進行信號傳輸，通過對電流強弱的轉化能夠進行數據提取。將軟件無線電技術與數字廣播技術進行融合，不僅能夠從根本上提升廣播電視信號的傳輸質量和效益，還可以降低電視畫面以及音質失真等問題出現的概率。

結合我國當前數字廣播電視發展的特征，軟件無線電技術已與其進行了融合，并依托數字廣播電視的實際發展特點，打造其他新型的技術體系，具體內容如表1所示。

2 理論研究

2.1 軟件無線電技術的具體概念及發展歷史

在探討軟件無線電技術之前，首先需要了解無線電技術的概念。無線電本質上是一種電磁波，可以在空氣和真空中傳輸，無線電本身也帶有額定頻率，上限頻率為300 GHz，其下限頻率并不固定。通常來講，當前生活中常用的無線電頻率為10 KHz -300 GHz.3 KHz-300 GHz這幾種標準[1]。

軟件無線電技術是近年提出的一種新型無線通信結構，主要是結合無線通信領域存在的傳統問題打造新型的通信體系，有效解決標準競爭激烈以及頻率資源緊張等矛盾。在無線個人通信發展領域，傳統的無線通信通常是以硬件設備為主，而軟件無線電的產生能夠代替硬件無線電實現傳輸效率的提升。最初軟件無線電概念誕生于20世紀90年代初期，是由美國電信系統領域提出的新型概念。其設計目標是打造一個具備通用性和開放性的硬件平臺。平臺中的相關軟件模塊，在加載的過程中便可以用于無線通信；更改軟件便能夠調整無線系統，可以進一步進行拓展和維修，不必要重新進行硬件設備的電路系統設計。這種無線通信技術本身具備極強的兼容性，能夠滿足不同主體的使用需求。最早的軟件無線電技術被應用于軍事領域，而隨著近些年社會發展需求的不斷提升，各領域也逐漸認識到軟件無線電技術的應用價值。從其原理角度來講，主要是將標準化以及模塊化的硬件單元通過總線方式連接，構建成基本平臺，再通過加載軟件實現無線通信功能的創新。該系統是利用軟件來完成盡可能多的無線電功能[2]。

2.2 軟件無線通信技術的應用原理

從應用原理的角度來講，軟件無線通信技術是建立在電波的基礎上實現的信息傳遞。電波是導體中電流運行過程中產生的，將電波進行調制之后，可以將其中的信息加載到無線電波上。電波則會通過其他傳出介質傳輸到終端設備，在傳輸的過程中會引起周邊磁場出現變化，這時導體中就會產生電流。通過技術手段提取電流，然后以解碼的方式獲取其中的信息，便可以實現無線傳輸。

2.3 軟件無線電技術的應用特點

靈活性以及開放性，是軟件無線電技術應用期間的核心特點。

首先，從靈活性角度來講，以硬件平臺為依托，以軟件模塊為主要組成部分進行的無線電系統設計，只要增加其中的模塊，便可以增加額外的無線電系統。

其次，從開放性的角度來講，利用軟件無線電能夠與任何一個電臺進行直接的通信，不僅也可以為其他電臺提供射頻中繼服務，還可以同時與傳統的舊體制電臺以及新體制鍵盤進行重新連接，是提升無線通信體系，可持續發展質量的重要技術。

3 軟件無線電技術的優化使用策略

軟件無線電技術與數字廣播電視領域之間的融合，本身具備較強的交互性，二者都是以信息技術為依托進行數據傳輸。為了進一步解決當前數字廣播技術發展需求復雜、應用內容繁多等挑戰，需要進一步發揮軟件無線電技術的實際應用優勢，增強數字廣播電視信號傳輸效益以及傳輸質量，更可以借助軟件無線電技術的靈活性和開放性，實現數字廣播電視服務的拓展。因此所構建的系統平臺就必須迎合廣播電視領域的發展需求。

3.1 打造立體化的平臺架構

軟件無線電技術在數字廣播電視應用時能夠從平臺構架和核心技術兩方面實現信號傳輸效益和信號質量的全面提升，在頻譜資源整合基礎上拓展數字廣播電視的兼容性和貫通性，為我國數字廣播電視發展奠定了良好的基礎。

軟件無線電技術在實際應用的過程中，系統需要由硬件平臺和軟件模塊組成，其具體結構如下：數字上下變頻器、高速數字信號處理器、寬帶數模變換器、模擬前端等結構共同組成了軟件無線電技術的硬件平臺[4]。在具體系統運轉的過程中，需要合理運用不同的模塊來進行拓展和創新。例如，社會生產生活過程產生的一系列數據源類型較多，音視頻以及文字是最基礎的傳輸對象，在系統運作的過程中，需要結合實際的傳輸對象，選擇不同的調制方式。當前，應用較為廣泛的調制方式為ksp兼容方式。需要注意的是為了進一步提升信息傳輸的質量。在硬件平臺構建過程中，需要把握好其系統的開放性、拓展性和模塊性，形成集成化體系。一般來講，針對多種類型的數據信息，往往會通過多路訪問技術獲取信息，完成模擬前端數據采集。采集完成后通過模數變換器和變頻器處理后將信號傳輸到RF前端，再通過數模變換器和數字信號處理器等提取信息，實現系統信息處理。

而從軟件體系的角度來講，調制算法庫、函數庫、信號流變換庫以及DSP指令是無線電通信技術的分層軟件體系，這些要素將影響軟件的開發質量和實際應用性能，進而會影響軟件無線電技術的傳輸效率。雖然當前市場上的軟件無線電硬件平臺數量較多，但并不是意味著所有的軟件都可以和硬件平臺相適應。因此需要結合硬件平臺本身的特點，打造靈活的軟件兼容方式，這樣才可以讓系統具備開放性和靈活性，形成系統化、層次化的無線電傳輸軟件體系，為數字廣播電視中無線電技術的應用提供完備的軟件支撐。

3.2 科學創新軟件無線電技術的分支技術

3.2.1 寬帶多頻段技術

軟件無線電技術在通信領域具備著較強的應用價值，能夠和計算機技術相互融合。寬帶多頻段是其核心技術。在傳統的廣播無線電視信號傳輸體系中，天線是主要的傳輸介質，但天線的傳輸效果并不理想，因此要想更好地提升信號傳輸質量，就必須提高寬帶多頻段技術的應用價值，將各種多頻段進行有效組合。

3.2.2 高速數字處理及DSP技術

高速數字處理及DSP技術是當前無線電技術中的重要組成部分。DSP技術主要負責進行數字處理，是無線電系統運行過程中的關鍵步驟。該技術主要負責對高頻段數據進行處理。其不僅可以解決大量數據信息集中處理的難題，還可以提升數據處理效率和處理質量。在數據處理過程中，需要依托數模轉換器以及模數轉換器，以便更好地應變多元化的信息傳播環境，提升模數轉換器的速率和寬帶的層級。DSP技術應用過程中數據流量較大且計算量復雜，需要配合數據庫、數字處理器模塊和集成電路等完成處理任務，必要時可以設置專用集成電路提升數據處理速率和成效[5]。

3.2.3 接口技術

軟件模塊和硬件平臺之間的融合需要通過多種類型的接口來完成，軟件無線電通信體系與其他電臺之間的聯合也需要通過接口來完成。其中，無線電技術中應用的總線接口以及I/O接口是最常見的數據傳輸方式，能夠進一步發揮虛擬網絡的靈活性和通用性。這種接口類型當前應用較為廣泛，相關結構和零部件質量可靠。從具體的接口選擇角度來講，可以結合不同的接口類型進行針對性分析，比如，在總線接口技術標準選擇過程中，可以適當運用VME標準．I/O接口技術標準選擇的過程中可以適當運用PCII/O接口標準、USB接口標準等，形成靈活的接口指標，從而全面提升數字廣播電視無線電系統的靈活性和通用性。

3.3 全面增強軟件無線電技術的應用成效

依托軟件無線電技術進行數字廣播電視系統的優化，強調硬件系統和軟件系統相配合，不僅可以提升信號傳輸效率和質量，還可以為數字廣播電視的業務體系拓展奠定良好的基礎。

最初的軟件無線電技術，在廣播電視領域的應用是在20世紀末期，世界數字廣播drm首次進行無線電技術的融合，并且提升了廣播質量[6]。發展至今，國際上已經誕生了多種類型的數字廣播電視運行體系，且形成了科學的數字廣播電視軟件，無線電系統平臺，進入無線電技術能夠進行信號帶寬的調整，進一步提升信號動態范圍。

另外，軟件無線電技術還可以將變頻技術和數字廣播電視進行融合。變頻器能夠進行信號處理，同時調整信號發射系統的運行狀態，在數字編碼以及變頻調制的基礎上進行數字相位和信號的轉變，進一步提升數字信號的傳輸范圍。

我國當前也誕生了多種類型的無線電平臺，便是當前較為標準的軟件無線電臺結構，軟件系統和硬件系統兼容，不僅可以及時調整數字廣播電視接收的效果，還可以利用DSP處理器落實數字轉換以及系統調制。在提升信號精度的過程中，可以處理雙向通信困難等問題，不僅提升了信號傳輸的經濟效益，還能夠為數字廣播電視服務體系的多元化創新提供保障，如圖1所示。

4 結語

綜上所述，在當前的數字廣播電視系統發展過程中，為了進一步增強數字信號傳輸的效率和質量，打造相互聯合的數字廣播電視服務體系，可以積極利用軟件無線電技術實現系統創新。軟件無線電技術能夠提供空時無線電、感知無線電、ipcn技術以及無線電資源管理技術。不僅能夠增強數字廣播電視的系統運行質量，滿足新時期不同群體的實際娛樂需求，還可以提升廣播電視系統的經濟效益和社會價值。

參考文獻

[1]韓淑梅．數字廣播電視系統中的軟件無線電技術研究[J]．電視技術．2022（ 7）：200-202．

[2]趙偉莉．數字化時代加快廣播電視無線發射技術發展的措施[J]．黑龍江科學，2020（14）：92-93．

[3]鄭慶偉．淺析數字廣播電視系統中的軟件無線電技術[J]．傳播力研究，2019（ 31）：284.

[4]李文波．數字廣播電視系統中的軟件無線電技術[J]．電子技術與軟件工程，2019（7）：54.

[5]青格勒．淺析數字廣播電視系統中的軟件無線電技術的應用[J]．數字傳媒研究，2018（2）：58-60．

[6]尹定國．論數字廣播電視系統中的軟件無線電技術[J]．中國傳媒科技，2017（11）：60-61．

（編輯姚鑫）