淺談數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中的軟件無(wú)線電技術(shù)

季一飛

?

淺談數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中的軟件無(wú)線電技術(shù)

季一飛

鐘山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210000

隨著我國(guó)科技發(fā)展，我國(guó)數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中對(duì)軟件無(wú)線電技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，因?yàn)槠洳粌H可以實(shí)現(xiàn)單、雙工通信間的轉(zhuǎn)換，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)帶寬、頻率的完美控制。因此，軟件無(wú)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(wú)線電；數(shù)字廣播；應(yīng)用

軟件無(wú)線電技術(shù)是實(shí)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(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)、超大規(guī)?；呻娐泛蛿?shù)字信號(hào)處理技術(shù)在無(wú)線電技術(shù)通信中應(yīng)用的產(chǎn)物。隨著計(jì)算機(jī)、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(wú)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(dòng)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(wú)線電技術(shù)是一種開(kāi)放式的模擬結(jié)構(gòu)，在物理學(xué)上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)采用數(shù)字無(wú)線電技術(shù)的通用硬件平臺(tái)，通過(guò)實(shí)時(shí)的軟件控制，用戶(hù)能定義該平臺(tái)的工作模式，包括工作頻帶、信號(hào)速率、調(diào)制方法、多址方式、接口協(xié)議、業(yè)務(wù)種類(lèi)等，從而使一個(gè)硬件平臺(tái)能實(shí)時(shí)地轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)的通信系統(tǒng)。硬件平臺(tái)能實(shí)時(shí)地轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)的通信系統(tǒng)。在確保硬件平臺(tái)固定不變的情況下，通過(guò)升級(jí)軟件來(lái)及時(shí)地適應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展，它可以靈活地支持多種技術(shù)業(yè)務(wù)。另外，它實(shí)現(xiàn)了無(wú)線通信的新體系構(gòu)造，其顯著特點(diǎn)就是開(kāi)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(dòng)之后.無(wú)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(hào)處理芯片與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片性能的提高，加密與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，使得數(shù)字廣播電視中的軟件無(wú)線電技術(shù)應(yīng)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(wú)線電技術(shù)成為現(xiàn)代數(shù)字廣播電視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其特性的技術(shù)關(guān)鍵。

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

1 軟件無(wú)線電技術(shù)的研究

1.1 軟件無(wú)線電的硬件平臺(tái)

軟件無(wú)線電技術(shù)的硬件平臺(tái)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(hào)處理器這五個(gè)部分，其具備模式化、開(kāi)放化及可延展化等優(yōu)點(diǎn)。該平臺(tái)的數(shù)據(jù)源可以是文字、聲音和視頻等，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息道編碼和信息源編碼，而且可以采用多路方式對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)，然后對(duì)其進(jìn)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(yīng)盡可能采用能夠兼容的方式[2]。

1.2 軟件無(wú)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(wú)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(kù)、信號(hào)流變換庫(kù)、小波與濾波的變換、調(diào)制算法庫(kù)、編碼算法庫(kù)、信道糾錯(cuò)編碼庫(kù)及各種無(wú)線電信令規(guī)程庫(kù)等。

1.3 無(wú)線電技術(shù)的新技術(shù)

現(xiàn)代的無(wú)線電已經(jīng)是將計(jì)算機(jī)、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(wú)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(zhǎng)度的影響，會(huì)對(duì)信號(hào)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(duì)較高頻段的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，這個(gè)過(guò)程對(duì)工作寬帶及模數(shù)采樣頻率有嚴(yán)格的要求。另—方面，環(huán)境的復(fù)雜出了較高的標(biāo)準(zhǔn)，要求其動(dòng)態(tài)范圍較大，在寬帶達(dá)到要求時(shí)，也應(yīng)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(wú)線電的中心技術(shù)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器處理后，DSP軟件將繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行處理，因此說(shuō)軟件無(wú)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(wú)線電技術(shù)的重要因素，目前軟件無(wú)線電技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)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(yīng)加強(qiáng)硬件技術(shù)的改進(jìn)，為軟件技術(shù)提供一個(gè)廣闊的發(fā)展平臺(tái)。

2 無(wú)線電技術(shù)在廣播電視系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 無(wú)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(jī)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(fù)責(zé)處理數(shù)字信號(hào)和相位，將復(fù)信號(hào)轉(zhuǎn)換到調(diào)相符號(hào)或幅相符號(hào)。中頻數(shù)字化結(jié)構(gòu)是最為普及的結(jié)構(gòu)，通過(guò)多頻段的天線將數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)絉F部分，再通過(guò)模數(shù)或數(shù)模轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最后由DSP處理器接收分析處理信號(hào)的功率及分布特性，接收頻率應(yīng)該根據(jù)算法進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，抑制自適應(yīng)性干擾，更加準(zhǔn)確的判斷信號(hào)的動(dòng)態(tài)特性，糾正誤碼。在數(shù)字電視接收系統(tǒng)中的無(wú)線電技術(shù)先模擬變頻由傳輸媒介送來(lái)的信號(hào)，使其與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號(hào)相同，在寬帶內(nèi)的信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字變頻也轉(zhuǎn)換成與信號(hào)帶寬相適應(yīng)的信號(hào)，最終轉(zhuǎn)化成能由HDTV處理的信號(hào)。HDTV的通用解調(diào)器在完成HDTV的各種制式和糾錯(cuò)的同時(shí)，對(duì)信號(hào)的類(lèi)型進(jìn)行識(shí)別和調(diào)解，提高處理信號(hào)的精準(zhǔn)度，降低功耗。

無(wú)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(lái)提高數(shù)據(jù)處理速度，HDTV在無(wú)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(hào)，同時(shí)HDTV本身也具有較強(qiáng)的系統(tǒng)升級(jí)功能，這大大降低了軟件無(wú)線電技術(shù)的投資成本。

2.2 軟件無(wú)線電技術(shù)的應(yīng)用

軟件無(wú)線電所占據(jù)的優(yōu)勢(shì)是現(xiàn)代通信無(wú)法相比較的，但其在實(shí)際生活中的運(yùn)用范圍較廣，就像我們所使用的多頻段移動(dòng)電話就借助于軟件無(wú)線電技術(shù)，應(yīng)用至軍事方面則可以使兩個(gè)電臺(tái)之間相互聯(lián)系。計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)在迅速的發(fā)展著，無(wú)線電通信的大部分業(yè)務(wù)都是通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)軟件模塊進(jìn)行升級(jí)就能適宜新的業(yè)務(wù)和功能，但是對(duì)于像MMDS頻率較高的系統(tǒng)業(yè)務(wù)開(kāi)展難度較大，未來(lái)雙向通信的實(shí)現(xiàn)難度加大，而無(wú)線電技術(shù)的應(yīng)用就能很好的解決這些問(wèn)題，促進(jìn)無(wú)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(wú)線電技術(shù)的與時(shí)俱進(jìn)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(kāi)無(wú)線電技術(shù)，在此基礎(chǔ)上尋找優(yōu)質(zhì)資源實(shí)現(xiàn)對(duì)各種業(yè)務(wù)的最佳配置，建立一個(gè)開(kāi)放性的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)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(jìng)爭(zhēng)的加強(qiáng)，許多機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始了由于當(dāng)前數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)同時(shí)存在，可以借助無(wú)線電技術(shù)對(duì)模擬設(shè)備進(jìn)行研制。伴隨著無(wú)線電技術(shù)的不斷進(jìn)步，它不僅提高了無(wú)線電廣播的質(zhì)量，而且將數(shù)字廣播與資源融合起來(lái)[4]。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)軟件的不斷研發(fā)，會(huì)將原有系統(tǒng)以軟件編程的方式來(lái)進(jìn)行升級(jí)，軟件無(wú)線電技術(shù)為數(shù)字廣播電視系統(tǒng)提供了科學(xué)的發(fā)展后盾，并針對(duì)現(xiàn)實(shí)與未來(lái)的發(fā)展要求，軟件無(wú)線電技術(shù)將在數(shù)字電視中被廣泛的推廣，并帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

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

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

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

[4]簡(jiǎn)彬，林超平.NI-1000寬帶數(shù)字接收機(jī)在短波廣播監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)電子商務(wù)，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

A

1009-6434(2016)07-0118-02