無線電廣播中的軟件無線電技術(shù)應(yīng)用分析

葛 致

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無線電廣播中的軟件無線電技術(shù)應(yīng)用分析

葛 致

國家廣播電視總局五七二臺，北京 101109

在當(dāng)今的無線廣播中，軟件無線電技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛。近年來，我國廣播技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步在計算機領(lǐng)域也有了一定的發(fā)展。計算機技術(shù)促進(jìn)了廣播技術(shù)的發(fā)展，有利于推進(jìn)無線電技術(shù)的現(xiàn)代化。對無線電廣播中的軟件無線電技術(shù)技術(shù)進(jìn)行了分析和研究。

無線電廣播；軟件無線電技術(shù)；應(yīng)用

引言

近年來，我國廣播技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步，逐漸實現(xiàn)了數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，并且一直在不斷完善，軟件無線電技術(shù)就是在這種情況下得到了發(fā)展和應(yīng)用。隨著人們對文化的需求尤其是精神文明需求的提高，人們的娛樂活動越來越多樣，也更加注意質(zhì)量。無線電信號不太穩(wěn)定的時候，就會極大地影響人們的聽覺體驗。因此，用計算機技術(shù)來維護(hù)無線電信號的穩(wěn)定就十分重要。

1 軟件無線電技術(shù)的定義

軟件無線電技術(shù)的主要組成部分分別是軟件部分和硬件部分。在應(yīng)用軟件無線電技術(shù)時，應(yīng)首先購買相應(yīng)的硬件設(shè)備并根據(jù)需要購買相應(yīng)的軟件。由于無線電廣播的普遍性，軟件無線電設(shè)備的要求也不同，因此軟件無線電硬件設(shè)備也不同[1]。舉例來說，軟件無線電技術(shù)主要有數(shù)字變頻器、信號處理設(shè)備和模擬設(shè)備等，這些設(shè)備是比較基礎(chǔ)的設(shè)備。在此基礎(chǔ)上，體現(xiàn)出開放性、可擴展性和兼容性的特點，可以適應(yīng)各種軟件無線電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，大大延長了無線電廣播設(shè)備的使用壽命。在建立了無線電設(shè)備的硬件平臺后，就需要相應(yīng)的軟件來發(fā)揮硬件平臺的作用。無線電廣播按照播出內(nèi)容、發(fā)送頻段、發(fā)送范圍的不同，需要采取不同的軟件無線電技術(shù)。軟件無線電技術(shù)是在無線通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，通過軟件實現(xiàn)對無線電廣播的播送功能。應(yīng)用軟件無線電技術(shù)，可以使無線電廣播的工作頻段、設(shè)備調(diào)制、數(shù)據(jù)類型、信息傳輸?shù)裙δ?，都由軟件無線電技術(shù)來實現(xiàn)。當(dāng)無線電廣播因播送需要而升級時，不需要升級硬件平臺，只需要升級無線電廣播的軟件無線電技術(shù)平臺即可。軟件無線電技術(shù)的主要功能都是通過強大的軟件來實現(xiàn)的，因此在構(gòu)建數(shù)字無線電廣播平臺時，為了保證通信質(zhì)量，需要將軟件無線電技術(shù)的寬帶轉(zhuǎn)換器盡可能地靠近天線。

2 軟件無線電技術(shù)與廣播的關(guān)系

應(yīng)用在無線電廣播中的軟件無線電技術(shù)是從計算機科學(xué)中提煉和升華的，具體來說是從計算機通信技術(shù)中提煉的。目前比較發(fā)達(dá)的計算機通信技術(shù)給軟件無線電的發(fā)展和進(jìn)步奠定了基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的無線電廣播中，每個附加頻段都需要添加相應(yīng)的硬件設(shè)備和運營商，這給廣播業(yè)帶來了相應(yīng)的經(jīng)濟壓力。通過使用軟件無線電技術(shù)和計算機通信技術(shù)可以實現(xiàn)多頻帶傳輸?；谟嬎銠C通信的多頻帶寬帶技術(shù)，建立了軟件無線電技術(shù)的核心技術(shù)，將無線電廣播的頻段擴展到1?MHz～4?GHz。數(shù)字廣播的實現(xiàn)與計算機技術(shù)中的軟件技術(shù)密不可分。通過軟件編程，實現(xiàn)了廣播信號的過程編譯和無線電廣播信號的數(shù)字變換。廣播信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換不僅提高了信號質(zhì)量，保證了廣播信息的安全性，而且提高了傳輸距離和速度。實際上，由于實時無線電，有必要及時將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為無線電。在軟件無線電技術(shù)中，它與DSP技術(shù)密切相關(guān)。DSP技術(shù)和計算機處理速度與硬件直接相關(guān)，所以應(yīng)用程序在計算機上。技術(shù)日新月異，及時更新計算機設(shè)備，可使軟件無線電技術(shù)設(shè)備具備相應(yīng)的功能[2]。

DRM發(fā)射機應(yīng)用中的軟件無線電是無線電廣播中常用的發(fā)射機。隨著信息數(shù)字化時代的到來，一些研究機構(gòu)開始推廣DRM。借助計算機科學(xué)技術(shù)，可以通過網(wǎng)絡(luò)提高DRM廣播的質(zhì)量。然而，在實踐中發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的帶寬小于無線電廣播的帶寬，這導(dǎo)致無線電廣播通過網(wǎng)絡(luò)傳輸時可能無法實現(xiàn)期望的結(jié)果。因此，在無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的選擇中，有必要利用軟件無線技術(shù)來提高網(wǎng)絡(luò)帶寬，實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)的廣播，從而實現(xiàn)預(yù)期的廣播帶寬[3]。在軟件無線電技術(shù)的應(yīng)用中，應(yīng)考慮DRM發(fā)射機的特性，即DRM發(fā)射機系統(tǒng)的獨立性。由于當(dāng)DRM工作時信號將被獨立數(shù)字化，因此在使用調(diào)制軟件時應(yīng)考慮該特性，并且相應(yīng)的調(diào)制功能DRM發(fā)射器可具有調(diào)制和信號數(shù)字化功能。轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號可以再次放大并以全頻帶發(fā)送。

當(dāng)DRM發(fā)射器接收數(shù)字信號時，接收器將信號發(fā)送到RF部分。數(shù)字信號被轉(zhuǎn)換為可以播放輸出格式的播放設(shè)備。此時，軟件無線電系統(tǒng)開始發(fā)揮作用。通過DSP模塊，首先將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成計算機的兼容格式，然后根據(jù)數(shù)據(jù)由DSP處理基帶信號。接收設(shè)備的重放設(shè)備將基帶信號簡化為數(shù)字信號。軟件無線電技術(shù)在接收和交換過程中起著協(xié)調(diào)作用[4]。通過預(yù)制模塊的功能調(diào)制，無線廣播系統(tǒng)的各種硬件可以根據(jù)某些模式自動工作，從而大大提高工作效率，實現(xiàn)數(shù)字信號。為了保證數(shù)字信號的連續(xù)性并改善用戶體驗，DSP系統(tǒng)需要及時處理和傳輸大基帶信號。但是，如果DSP系統(tǒng)不夠強大且處理速度慢，則會出現(xiàn)信號卡，這會影響用戶體驗。因此，有必要改進(jìn)硬件設(shè)備，優(yōu)化軟件無線電系統(tǒng)，減少系統(tǒng)資源的占用，并確保DSP系統(tǒng)有足夠的系統(tǒng)資源來工作。為了贏得新的市場競爭，除了節(jié)目質(zhì)量外，廣播的范圍也需要擴大。無線信號傳輸需要考慮不同帶寬引起的帶寬問題。因此，軟件無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用對信號的數(shù)字化和解碼具有重要意義。它改善了廣播和用戶體驗之間的互動。它使無線電不受限制。高速信號處理技術(shù)的發(fā)展以及當(dāng)前流行的應(yīng)用程序為電臺增加了新的功能，拉近了電臺和人們之間的距離。

3 無線電廣播中的數(shù)字調(diào)幅廣播軟件化

目前，從模擬接收到數(shù)字接收過程中，基本采用了數(shù)字化方法?；鶐?shù)字化、射頻直接數(shù)字化、中頻數(shù)字化就是其中比較主流的三種數(shù)字化技術(shù)方法。圍繞這三種數(shù)字化技術(shù)方法建設(shè)的最理想數(shù)字接收模型，主要從無線電廣播電臺天線進(jìn)入信號，再經(jīng)過濾波方法來放大信號，通過A/D、D/A來實現(xiàn)無線電廣播數(shù)字化。整體來看，該技術(shù)內(nèi)容結(jié)構(gòu)相對簡單，能夠?qū)⒛M電路數(shù)量結(jié)構(gòu)降到最低限度，同時其數(shù)字化處理部分卻有所增加，這就保證了信道抽取與零中頻變換效率，也實現(xiàn)了通過DDC輸出信號來為DSP完成軟件解調(diào)處理過程。在信號檢測部分，則主要利用DSP技術(shù)調(diào)用相應(yīng)程序包，用到了DSP模塊相對強大的運算能力，使數(shù)字無線電廣播平臺功能得以全面發(fā)揮[5]。從技術(shù)角度詳細(xì)來講，數(shù)字調(diào)幅廣播軟件化接收技術(shù)作為一種無線電技術(shù)，能夠深層次考慮無線電廣播平臺接收機結(jié)構(gòu)，提供更經(jīng)濟、更有效的技術(shù)融合方式。由于數(shù)字調(diào)幅廣播軟件化接收技術(shù)設(shè)置的模擬電路更少，集成度更高，所以其收終端也相對小巧，在射頻采樣結(jié)果方面對A/D、D/A器件的要求有所提升，對后繼數(shù)字處理部件的技術(shù)處理過程也更加嚴(yán)謹(jǐn)。比如在射頻采樣技術(shù)過程中，就利用射頻低通或射頻帶通進(jìn)行采樣。

4 結(jié)語

軟件無線電技術(shù)已經(jīng)越來越多地應(yīng)用在廣播中，大大提升了用戶體驗，促進(jìn)了無線電廣播技術(shù)的發(fā)展。無線電廣播通過網(wǎng)絡(luò)的無線方法，有了更廣泛的受眾群體。此外，計算機技術(shù)的不斷進(jìn)步，也在不斷給軟件無線電的優(yōu)化升級提供動力。

[1]嚴(yán)振. 淺析數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中的軟件無線電技術(shù)[J]. 中國新通信，2016，3（5）：56-57.

[2]席鶴鵬. 關(guān)于數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中的軟件無線電技術(shù)探究[J]. 電子制作，2015，4（7）：67-68.

[3]張龍. 數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中的軟件無線電技術(shù)研究[J]. 黑龍江科技信息，2015，15（1）：3-5

[4]嚴(yán)振. 淺析數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中的軟件無線電技術(shù)[J]. 中國新通信，2016，3（5）：56-57.

[5]席鶴鵬. 關(guān)于數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中的軟件無線電技術(shù)探究[J]. 電子制作，2015，4（7）：67-68.

Analysis of Software Radio Technology Application in Radio Broadcasting

Ge Zhi

National Radio and Television Administration 572, Beijing 101109

In today’s wireless broadcasting, the application of software radio technology has become more and more extensive. In recent years, the development and progress of China’s broadcasting technology has also developed in the computer field. Computer technology has promoted the development of broadcasting technology and facilitated the modernization of radio technology. Analysis and research on software radio technology in radio broadcasting is put forward.

radio broadcasting; software radio technology; application

TN923

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