淺析數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中的軟件無線電技術(shù)

嚴振

【摘要】 隨著時代的進步，電視已經(jīng)是家家戶戶必備家電之一，而電視廣播業(yè)務(wù)的發(fā)展離不開無線電的支持，感知無線電技術(shù)、空時無線電技術(shù)都為電視的發(fā)展提供動力，未來廣播電視的發(fā)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(jié)構(gòu)、技術(shù)等方面進行研究和分析無線電技術(shù)在數(shù)字廣播電視中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】 廣播電視 無線電技術(shù) 研究

前言

在當(dāng)今社會中，無線電技術(shù)應(yīng)用非常的廣泛，在數(shù)字電視中更是如此，時代的進步和技術(shù)的發(fā)展使無線電技術(shù)從單工通信轉(zhuǎn)變?yōu)殡p工通信、數(shù)字通信，現(xiàn)在家家戶戶使用的數(shù)字廣播電視也是無線電技術(shù)發(fā)展的成果。軟件無線電技術(shù)能有效的減少配置無線通信系統(tǒng)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(xiàn)無線通信。

一、軟件無線電技術(shù)研究

1.1無線電技術(shù)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(tǒng)一，在各種射頻規(guī)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?？梢耘c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(jié)構(gòu)，硬件可以隨著器件和技術(shù)的發(fā)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(shù)的原理在于，利用導(dǎo)體中電流強弱的改變會產(chǎn)生無線電波這一現(xiàn)象，通過調(diào)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(dǎo)體中產(chǎn)生電流。通過解調(diào)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(yīng)用，利用摩爾斯電報在船與陸地之間傳遞信息。無線電應(yīng)用形式多種多樣，包括無線數(shù)據(jù)網(wǎng)，無線電廣播以及各種移動通信等。無線通信對于現(xiàn)代通信有著極其重要的作用，幾乎各個領(lǐng)域都需要進行無線通信，包括有商業(yè)、金融、氣象、工業(yè)、軍事、民用等。我們可以從通信系統(tǒng)、多址方式、調(diào)制方式等多方面可看到無線通信系統(tǒng)種類的繁多。

1.2無線電的體系結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)分析

1.2.1軟、硬件平臺

軟件無線電技術(shù)的硬件平臺組成較為復(fù)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(gòu)件由數(shù)字上下變頻器、模擬前端、寬帶數(shù)模變換器、寬帶模數(shù)變換器、高速數(shù)字信號處理器等五部分組成。文字、聲音、視頻等都可以是數(shù)據(jù)源，通過對數(shù)據(jù)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(diào)。無線電技術(shù)的調(diào)制方式可以根據(jù)系統(tǒng)的不同做出調(diào)整，其中采用PSK兼容的方式最多。軟件無線電技術(shù)采用的分層軟件體系包括：函數(shù)庫、調(diào)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(xiàn)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(yīng)性不同，因此，在無線電的技術(shù)方案上也有很多種。

1.2.2無線電中的關(guān)鍵技術(shù)分析

通信、計算機技術(shù)的融合發(fā)展產(chǎn)生了無線電技術(shù)，其中最為核心的技術(shù)是寬帶多頻段，軟件無線電技術(shù)對寬帶的要求較高，而傳統(tǒng)天線的不能很好的實現(xiàn)信號傳輸，因此無線電技術(shù)多采用組合式多頻段的天線來實現(xiàn)信號的傳輸。高速數(shù)字處理技術(shù)和DSP技術(shù)也是無線電技術(shù)中的重要技術(shù)之一，信號經(jīng)過多個環(huán)節(jié)的處理，然后交給DSP軟件繼續(xù)處理。在無線電的使用中，對數(shù)字的處理能力是關(guān)鍵所在，在一些高頻波段的處理過程中會出現(xiàn)大量運算，有的還需要多次運算，嚴格的DSP技術(shù)使對于數(shù)據(jù)的處理能力更加的高效。數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器在無線電技術(shù)中也有著至關(guān)重要的作用，將較高的數(shù)字頻段數(shù)字化，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的速率和寬帶達到一定的層級時才能適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境。

最后，在無線電技術(shù)中總線接口和I/O接口的應(yīng)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(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致匹配難度加大，一些虛擬無線電網(wǎng)絡(luò)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(shù)常常受到硬件技術(shù)的限制，木塊的分化更為明顯，因此對硬件技術(shù)的要求相應(yīng)提高，全面的硬件技術(shù)能節(jié)約系統(tǒng)的空間，提高系統(tǒng)性能，也是無線電技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的前提。

二、無線電技術(shù)在廣播電視系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1無線電技術(shù)在發(fā)射、接收系統(tǒng)中的應(yīng)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(zé)處理數(shù)字信號和相位，將復(fù)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(yīng)該根據(jù)算法進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，抑制自適應(yīng)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(yīng)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(chǔ)上產(chǎn)生適應(yīng)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)的實際應(yīng)用

軟件無線電具有的優(yōu)點是現(xiàn)代通信無法比擬的，在現(xiàn)實生活的應(yīng)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(shù)，在軍事方面，實現(xiàn)了電臺之間的互通。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(wù)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(wù)和功能，但是對于像MMDS頻率較高的系統(tǒng)業(yè)務(wù)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(yīng)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?，F(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(chǔ)上尋找優(yōu)質(zhì)資源實現(xiàn)對各種業(yè)務(wù)的最佳配置，建立一個開放性的平臺，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的靈活性和方便性。

三、結(jié)束語

隨著數(shù)字通信的發(fā)展和計算機技術(shù)的滲透，會出現(xiàn)以軟件編程模式來對原有系統(tǒng)升級的模式，軟件無線電技術(shù)可以對數(shù)字廣播電視系統(tǒng)建立科學(xué)的方案，結(jié)合現(xiàn)實與未來的發(fā)展，軟件無線電技術(shù)將在數(shù)字電視中被廣泛的應(yīng)用，并帶來巨大的經(jīng)濟效益。

參 考 文 獻

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