基于軟件無線電技術的數(shù)字電視應用

桂珍

摘 要：軟件無線電技術以軟件編程的模式來對廣電系統(tǒng)的技術與設備進行升級換代，文章研究基于軟件無線電技術的數(shù)字電視應用，闡述了基于軟件的數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的實現(xiàn)方式。

關鍵詞：軟件無線電；數(shù)字電視；廣電系統(tǒng)

引言

通常的廣電無線電系統(tǒng)升級往往是基于硬件設備的更新，但在新的信息系統(tǒng)體系之下，這種模式已經(jīng)逐步顯示出其不足之處，一是難以解決各類模塊之間的兼容，二是不能很好地進行系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。當前已經(jīng)逐步發(fā)展成熟的軟件無線電技術能夠很好地解決此問題，本文在此背景下研究基于軟件無線電技術的數(shù)字電視應用，闡述了基于軟件的數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的實現(xiàn)方式，包括軟件定義的數(shù)字電視廣播系統(tǒng)以及基于軟件無線電技術的數(shù)字電視接收系統(tǒng)，本文的成果有利于數(shù)字電視的技術的發(fā)展。

1 以軟件無線電技術構建廣電系統(tǒng)

當前的信息技術領域，尤其是通信領域正在進行著突飛猛進的發(fā)展，各種技術體制層出不窮，其大趨勢便是傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)徹底轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字系統(tǒng)，在此期間，無線通信的發(fā)展也同樣方興未艾，基于軟件的廣電系統(tǒng)也在其中。

1.1 基于軟件的廣電系統(tǒng)

軟件無線電的最大特色在于其在底層硬件的支持之下，以軟件編程的模式來完成傳統(tǒng)廣電系統(tǒng)的所有技術功能，從而一舉改變了傳統(tǒng)的僅僅依賴硬件的方案。基于軟件的廣電系統(tǒng)正是通過此原理來構建的數(shù)字化技術的廣電系統(tǒng)。系統(tǒng)的基本組成如圖1所示：

圖中最重要的核心模塊是“數(shù)字電視（廣播）通用調(diào)制”模塊，其主要功能一方面能夠進行所有類別的廣播電視數(shù)字信號的產(chǎn)生，還包括為原始信號插入各類輔助功能信號，例如同步信號、時鐘信號以及糾錯冗余信號等等。通過靈活的軟件編程，一方面能夠方便地產(chǎn)生所需的各種格式的數(shù)字信號，從而使之能夠和各類底層協(xié)議模塊相互匹配，另一方面也能夠較方便地進行升級換代，和幾乎所有的主流傳輸介質(zhì)相兼容。如果體制中增加了新的編碼模式，則不必更換硬件模塊，只需在軟件方面進行接口和協(xié)議的改動即可完全適應新的方式，因此設備的升級換代變得非常方便，節(jié)約了投資，設備的研發(fā)周期也大大縮短，新的功能能夠靈活地加入進來。

在具體的技術實現(xiàn)方面，由于當前的光電通信底層網(wǎng)絡已經(jīng)擁有很高的傳輸速率與很高的帶寬水平，而當前的各類硬件價格正在不斷下降，升級更新周期也逐漸縮短，因此應該將靈活的軟件模塊與固有的硬件模塊進行協(xié)同配合設置，以實現(xiàn)技術收益的最大化。結合當前的信息技術現(xiàn)狀，假若將整個的系統(tǒng)均交由軟件來設計與實現(xiàn)，則軟件的執(zhí)行對于CPU等資源的耗費是必須考慮的。因此在全面考慮之下，其可行的方案為：

（1）底層信息傳輸系統(tǒng)以模塊化的方式進行構建，由不同的模塊提供針對性的軟件接口，共同構建信道系統(tǒng)，主要有調(diào)制解調(diào)模塊、頻率分配模塊、編譯碼模塊等等，這些模塊均接受中央處理單元的控制，軟件的使用主要體現(xiàn)在對信息傳輸系統(tǒng)的參數(shù)設置方面，例如調(diào)制解調(diào)模式的設置與選擇、信道編解碼方式的設置于選擇、信道加密解密模式的確定等等。

（2）具體模塊在實現(xiàn)方面則選擇硬件與軟件配合使用的模式，將各類負載合理地分配在軟件單元與硬件單元之上，為了減少軟件對于資源的消耗，可以在硬件方面做出一些調(diào)整，例如增加一些可編程芯片等。

1.2 基于軟件的數(shù)字電視系統(tǒng)

當前，我國比較通行的數(shù)字電視主要存在著DVB-S，DVB-C以及DVB-T等制式，而且由于用戶的原因，數(shù)字電視將在很長的一段時期之內(nèi)同時兼容各類制式。這些情況也直接體現(xiàn)在我國目前的主流數(shù)字電視接收機的廠商中，當前的機頂盒也充分考慮了多種制式的現(xiàn)象，這也能夠推進我國數(shù)字電視的推廣速度，使其覆蓋范圍擴大，使用戶的投入減少。圖2所示為基于軟件無線電技術的數(shù)字電視原理框圖：

通過此種方式構建的數(shù)字電視系統(tǒng)，能夠結合不一樣的傳輸制式，來為其加載相對應的軟件單元，從而實現(xiàn)終端與傳輸?shù)讓訁f(xié)議的匹配，已經(jīng)被證實是一種比較可靠的實現(xiàn)方法和解決方案。目前對這種技術進行推廣的主要阻力來自于成本問題，由于數(shù)字電視最終歸屬于普通的家電類商品，如果定價偏高則會鮮有人問津。而隨著微電子技術突飛猛進的發(fā)展，不少產(chǎn)品的成本正在逐步降低，因此給予軟件的數(shù)字電視產(chǎn)品最終會通過市場來反哺其研發(fā)，實現(xiàn)良性的循環(huán)。

2 結束語

軟件無線電技術是一種新興的無線電通信方式，其核心理念是以軟件編程的模式來對原有系統(tǒng)進行升級換代，十分適合于廣電系統(tǒng)的技術發(fā)展和市場需求。實踐已經(jīng)證明此種技術與傳統(tǒng)的無線電相比具有難以替代的優(yōu)勢，所以可以預見其發(fā)展前景十分廣闊。除了可以應用于廣播電視領域，軟件無線電技術還十分適合于3G和4G移動通信領域，所以是一個研究的熱點。

參考文獻

[1]楊小牛.從軟件無線電到認知無線電，走向終極無線電-無線通信發(fā)展展望[J].中國電子科學研究院學報，2008，2（01）：6-7.

[2]鄧博韜，粟欣，王寬.基于聯(lián)合處理的硬件可重構SDR平臺[J].通信技術，2013，43（01）：20-23.

[3]張麗霞，李婧，季仲梅.基于SDR的WCDMA信令跟蹤分析軟件設計及實現(xiàn)[J].通信技術，2012，42（12）：207-209.endprint

摘 要：軟件無線電技術以軟件編程的模式來對廣電系統(tǒng)的技術與設備進行升級換代，文章研究基于軟件無線電技術的數(shù)字電視應用，闡述了基于軟件的數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的實現(xiàn)方式。

關鍵詞：軟件無線電；數(shù)字電視；廣電系統(tǒng)

引言

通常的廣電無線電系統(tǒng)升級往往是基于硬件設備的更新，但在新的信息系統(tǒng)體系之下，這種模式已經(jīng)逐步顯示出其不足之處，一是難以解決各類模塊之間的兼容，二是不能很好地進行系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。當前已經(jīng)逐步發(fā)展成熟的軟件無線電技術能夠很好地解決此問題，本文在此背景下研究基于軟件無線電技術的數(shù)字電視應用，闡述了基于軟件的數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的實現(xiàn)方式，包括軟件定義的數(shù)字電視廣播系統(tǒng)以及基于軟件無線電技術的數(shù)字電視接收系統(tǒng)，本文的成果有利于數(shù)字電視的技術的發(fā)展。

1 以軟件無線電技術構建廣電系統(tǒng)

當前的信息技術領域，尤其是通信領域正在進行著突飛猛進的發(fā)展，各種技術體制層出不窮，其大趨勢便是傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)徹底轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字系統(tǒng)，在此期間，無線通信的發(fā)展也同樣方興未艾，基于軟件的廣電系統(tǒng)也在其中。

1.1 基于軟件的廣電系統(tǒng)

軟件無線電的最大特色在于其在底層硬件的支持之下，以軟件編程的模式來完成傳統(tǒng)廣電系統(tǒng)的所有技術功能，從而一舉改變了傳統(tǒng)的僅僅依賴硬件的方案?；谲浖膹V電系統(tǒng)正是通過此原理來構建的數(shù)字化技術的廣電系統(tǒng)。系統(tǒng)的基本組成如圖1所示：

圖中最重要的核心模塊是“數(shù)字電視（廣播）通用調(diào)制”模塊，其主要功能一方面能夠進行所有類別的廣播電視數(shù)字信號的產(chǎn)生，還包括為原始信號插入各類輔助功能信號，例如同步信號、時鐘信號以及糾錯冗余信號等等。通過靈活的軟件編程，一方面能夠方便地產(chǎn)生所需的各種格式的數(shù)字信號，從而使之能夠和各類底層協(xié)議模塊相互匹配，另一方面也能夠較方便地進行升級換代，和幾乎所有的主流傳輸介質(zhì)相兼容。如果體制中增加了新的編碼模式，則不必更換硬件模塊，只需在軟件方面進行接口和協(xié)議的改動即可完全適應新的方式，因此設備的升級換代變得非常方便，節(jié)約了投資，設備的研發(fā)周期也大大縮短，新的功能能夠靈活地加入進來。

在具體的技術實現(xiàn)方面，由于當前的光電通信底層網(wǎng)絡已經(jīng)擁有很高的傳輸速率與很高的帶寬水平，而當前的各類硬件價格正在不斷下降，升級更新周期也逐漸縮短，因此應該將靈活的軟件模塊與固有的硬件模塊進行協(xié)同配合設置，以實現(xiàn)技術收益的最大化。結合當前的信息技術現(xiàn)狀，假若將整個的系統(tǒng)均交由軟件來設計與實現(xiàn)，則軟件的執(zhí)行對于CPU等資源的耗費是必須考慮的。因此在全面考慮之下，其可行的方案為：

（1）底層信息傳輸系統(tǒng)以模塊化的方式進行構建，由不同的模塊提供針對性的軟件接口，共同構建信道系統(tǒng)，主要有調(diào)制解調(diào)模塊、頻率分配模塊、編譯碼模塊等等，這些模塊均接受中央處理單元的控制，軟件的使用主要體現(xiàn)在對信息傳輸系統(tǒng)的參數(shù)設置方面，例如調(diào)制解調(diào)模式的設置與選擇、信道編解碼方式的設置于選擇、信道加密解密模式的確定等等。

（2）具體模塊在實現(xiàn)方面則選擇硬件與軟件配合使用的模式，將各類負載合理地分配在軟件單元與硬件單元之上，為了減少軟件對于資源的消耗，可以在硬件方面做出一些調(diào)整，例如增加一些可編程芯片等。

1.2 基于軟件的數(shù)字電視系統(tǒng)

當前，我國比較通行的數(shù)字電視主要存在著DVB-S，DVB-C以及DVB-T等制式，而且由于用戶的原因，數(shù)字電視將在很長的一段時期之內(nèi)同時兼容各類制式。這些情況也直接體現(xiàn)在我國目前的主流數(shù)字電視接收機的廠商中，當前的機頂盒也充分考慮了多種制式的現(xiàn)象，這也能夠推進我國數(shù)字電視的推廣速度，使其覆蓋范圍擴大，使用戶的投入減少。圖2所示為基于軟件無線電技術的數(shù)字電視原理框圖：

通過此種方式構建的數(shù)字電視系統(tǒng)，能夠結合不一樣的傳輸制式，來為其加載相對應的軟件單元，從而實現(xiàn)終端與傳輸?shù)讓訁f(xié)議的匹配，已經(jīng)被證實是一種比較可靠的實現(xiàn)方法和解決方案。目前對這種技術進行推廣的主要阻力來自于成本問題，由于數(shù)字電視最終歸屬于普通的家電類商品，如果定價偏高則會鮮有人問津。而隨著微電子技術突飛猛進的發(fā)展，不少產(chǎn)品的成本正在逐步降低，因此給予軟件的數(shù)字電視產(chǎn)品最終會通過市場來反哺其研發(fā)，實現(xiàn)良性的循環(huán)。

2 結束語

軟件無線電技術是一種新興的無線電通信方式，其核心理念是以軟件編程的模式來對原有系統(tǒng)進行升級換代，十分適合于廣電系統(tǒng)的技術發(fā)展和市場需求。實踐已經(jīng)證明此種技術與傳統(tǒng)的無線電相比具有難以替代的優(yōu)勢，所以可以預見其發(fā)展前景十分廣闊。除了可以應用于廣播電視領域，軟件無線電技術還十分適合于3G和4G移動通信領域，所以是一個研究的熱點。

參考文獻

[1]楊小牛.從軟件無線電到認知無線電，走向終極無線電-無線通信發(fā)展展望[J].中國電子科學研究院學報，2008，2（01）：6-7.

[2]鄧博韜，粟欣，王寬.基于聯(lián)合處理的硬件可重構SDR平臺[J].通信技術，2013，43（01）：20-23.

[3]張麗霞，李婧，季仲梅.基于SDR的WCDMA信令跟蹤分析軟件設計及實現(xiàn)[J].通信技術，2012，42（12）：207-209.endprint

摘 要：軟件無線電技術以軟件編程的模式來對廣電系統(tǒng)的技術與設備進行升級換代，文章研究基于軟件無線電技術的數(shù)字電視應用，闡述了基于軟件的數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的實現(xiàn)方式。

關鍵詞：軟件無線電；數(shù)字電視；廣電系統(tǒng)

引言

通常的廣電無線電系統(tǒng)升級往往是基于硬件設備的更新，但在新的信息系統(tǒng)體系之下，這種模式已經(jīng)逐步顯示出其不足之處，一是難以解決各類模塊之間的兼容，二是不能很好地進行系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。當前已經(jīng)逐步發(fā)展成熟的軟件無線電技術能夠很好地解決此問題，本文在此背景下研究基于軟件無線電技術的數(shù)字電視應用，闡述了基于軟件的數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的實現(xiàn)方式，包括軟件定義的數(shù)字電視廣播系統(tǒng)以及基于軟件無線電技術的數(shù)字電視接收系統(tǒng)，本文的成果有利于數(shù)字電視的技術的發(fā)展。

1 以軟件無線電技術構建廣電系統(tǒng)

當前的信息技術領域，尤其是通信領域正在進行著突飛猛進的發(fā)展，各種技術體制層出不窮，其大趨勢便是傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)徹底轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字系統(tǒng)，在此期間，無線通信的發(fā)展也同樣方興未艾，基于軟件的廣電系統(tǒng)也在其中。

1.1 基于軟件的廣電系統(tǒng)

軟件無線電的最大特色在于其在底層硬件的支持之下，以軟件編程的模式來完成傳統(tǒng)廣電系統(tǒng)的所有技術功能，從而一舉改變了傳統(tǒng)的僅僅依賴硬件的方案?；谲浖膹V電系統(tǒng)正是通過此原理來構建的數(shù)字化技術的廣電系統(tǒng)。系統(tǒng)的基本組成如圖1所示：

圖中最重要的核心模塊是“數(shù)字電視（廣播）通用調(diào)制”模塊，其主要功能一方面能夠進行所有類別的廣播電視數(shù)字信號的產(chǎn)生，還包括為原始信號插入各類輔助功能信號，例如同步信號、時鐘信號以及糾錯冗余信號等等。通過靈活的軟件編程，一方面能夠方便地產(chǎn)生所需的各種格式的數(shù)字信號，從而使之能夠和各類底層協(xié)議模塊相互匹配，另一方面也能夠較方便地進行升級換代，和幾乎所有的主流傳輸介質(zhì)相兼容。如果體制中增加了新的編碼模式，則不必更換硬件模塊，只需在軟件方面進行接口和協(xié)議的改動即可完全適應新的方式，因此設備的升級換代變得非常方便，節(jié)約了投資，設備的研發(fā)周期也大大縮短，新的功能能夠靈活地加入進來。

在具體的技術實現(xiàn)方面，由于當前的光電通信底層網(wǎng)絡已經(jīng)擁有很高的傳輸速率與很高的帶寬水平，而當前的各類硬件價格正在不斷下降，升級更新周期也逐漸縮短，因此應該將靈活的軟件模塊與固有的硬件模塊進行協(xié)同配合設置，以實現(xiàn)技術收益的最大化。結合當前的信息技術現(xiàn)狀，假若將整個的系統(tǒng)均交由軟件來設計與實現(xiàn)，則軟件的執(zhí)行對于CPU等資源的耗費是必須考慮的。因此在全面考慮之下，其可行的方案為：

（1）底層信息傳輸系統(tǒng)以模塊化的方式進行構建，由不同的模塊提供針對性的軟件接口，共同構建信道系統(tǒng)，主要有調(diào)制解調(diào)模塊、頻率分配模塊、編譯碼模塊等等，這些模塊均接受中央處理單元的控制，軟件的使用主要體現(xiàn)在對信息傳輸系統(tǒng)的參數(shù)設置方面，例如調(diào)制解調(diào)模式的設置與選擇、信道編解碼方式的設置于選擇、信道加密解密模式的確定等等。

（2）具體模塊在實現(xiàn)方面則選擇硬件與軟件配合使用的模式，將各類負載合理地分配在軟件單元與硬件單元之上，為了減少軟件對于資源的消耗，可以在硬件方面做出一些調(diào)整，例如增加一些可編程芯片等。

1.2 基于軟件的數(shù)字電視系統(tǒng)

當前，我國比較通行的數(shù)字電視主要存在著DVB-S，DVB-C以及DVB-T等制式，而且由于用戶的原因，數(shù)字電視將在很長的一段時期之內(nèi)同時兼容各類制式。這些情況也直接體現(xiàn)在我國目前的主流數(shù)字電視接收機的廠商中，當前的機頂盒也充分考慮了多種制式的現(xiàn)象，這也能夠推進我國數(shù)字電視的推廣速度，使其覆蓋范圍擴大，使用戶的投入減少。圖2所示為基于軟件無線電技術的數(shù)字電視原理框圖：

通過此種方式構建的數(shù)字電視系統(tǒng)，能夠結合不一樣的傳輸制式，來為其加載相對應的軟件單元，從而實現(xiàn)終端與傳輸?shù)讓訁f(xié)議的匹配，已經(jīng)被證實是一種比較可靠的實現(xiàn)方法和解決方案。目前對這種技術進行推廣的主要阻力來自于成本問題，由于數(shù)字電視最終歸屬于普通的家電類商品，如果定價偏高則會鮮有人問津。而隨著微電子技術突飛猛進的發(fā)展，不少產(chǎn)品的成本正在逐步降低，因此給予軟件的數(shù)字電視產(chǎn)品最終會通過市場來反哺其研發(fā)，實現(xiàn)良性的循環(huán)。

2 結束語

軟件無線電技術是一種新興的無線電通信方式，其核心理念是以軟件編程的模式來對原有系統(tǒng)進行升級換代，十分適合于廣電系統(tǒng)的技術發(fā)展和市場需求。實踐已經(jīng)證明此種技術與傳統(tǒng)的無線電相比具有難以替代的優(yōu)勢，所以可以預見其發(fā)展前景十分廣闊。除了可以應用于廣播電視領域，軟件無線電技術還十分適合于3G和4G移動通信領域，所以是一個研究的熱點。

參考文獻

[1]楊小牛.從軟件無線電到認知無線電，走向終極無線電-無線通信發(fā)展展望[J].中國電子科學研究院學報，2008，2（01）：6-7.

[2]鄧博韜，粟欣，王寬.基于聯(lián)合處理的硬件可重構SDR平臺[J].通信技術，2013，43（01）：20-23.

[3]張麗霞，李婧，季仲梅.基于SDR的WCDMA信令跟蹤分析軟件設計及實現(xiàn)[J].通信技術，2012，42（12）：207-209.endprint