數(shù)字廣播電視中軟件無線電技術(shù)的應用分析

趙軍　李建偉

摘要：文章研究了數(shù)字廣播電視中軟件無線電技術(shù)的應用效益，首先從數(shù)字廣播電視和無線電技術(shù)出發(fā)，對數(shù)字廣播電視中軟件無線電技術(shù)的作用進行分析；其次在上述基礎(chǔ)上研究了數(shù)字廣播電視中軟件無線電系統(tǒng)的平臺架構(gòu)和核心技術(shù)，并結(jié)合實踐經(jīng)驗全面挖掘了軟件無線電技術(shù)在數(shù)字廣播電視中的應用效益。

關(guān)鍵詞：數(shù)字廣播電視；軟件無線電技術(shù)；平臺架構(gòu)；核心技術(shù)；信號傳播 文獻標識碼：A

中圖分類號：TN93 文章編號：1009-2374（2017）01-0043-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.021

近年來我國已經(jīng)加大對數(shù)字技術(shù)的投入，形成了集成化、網(wǎng)絡(luò)化、交互化的數(shù)字廣播電視體系，從根本上滿足了新時期人們的信息需求，提升了人們的生活質(zhì)量。軟件無線電技術(shù)能夠在數(shù)字通信基礎(chǔ)上借助軟件完成寬帶、頻率等的控制，提升信號質(zhì)量和傳輸效益，對數(shù)字廣播電視發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。如何將軟件無線電技術(shù)合理地運用到數(shù)字廣播電視中已經(jīng)成為新時期人們關(guān)注的焦點。

1 數(shù)字廣播電視及無線電技術(shù)

1.1 數(shù)字廣播電視發(fā)展需求

數(shù)字廣播電視主要通過數(shù)字處理技術(shù)將數(shù)字化的音頻信號、視頻信號、數(shù)據(jù)信號等編碼、調(diào)制、傳遞、解碼，向用戶展示聲音、畫面、視頻、數(shù)據(jù)等，為用戶提供了豐富、多元的信息，已經(jīng)成為信息時代人們獲取信息的關(guān)鍵途徑。

隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，數(shù)字廣播電視業(yè)務逐漸拓展，其對時間、空間、頻譜等的要求不斷上升，需要通過各項技術(shù)實現(xiàn)資源的關(guān)聯(lián)，提升傳輸效益和數(shù)據(jù)精度，這樣才能夠從本質(zhì)上改善數(shù)字廣播電視傳輸質(zhì)量，減輕數(shù)字廣播電視傳播過程中的時延擴展和多徑衰落。與此同時，新時期數(shù)字廣播電視還需要把握好經(jīng)濟效益指標，借助各項技術(shù)實現(xiàn)用戶經(jīng)濟效益的最大化，從根本上減少干擾和提升資源的利用率，形成高效、靈活、擴展性強的廣播電視體系。

1.2 無線電技術(shù)內(nèi)容及作用

無線電技術(shù)借助無線電波實現(xiàn)信號傳播，通過強弱電流的轉(zhuǎn)化和信號的調(diào)制將信息附加到無線電波中將其傳輸出去，當信息到達接收端后通過解碼將信息提取出來，從而實現(xiàn)完整的信息傳輸。將無線電技術(shù)引入到數(shù)字廣播電視體系中能夠從根本上提升數(shù)字廣播電視信號的傳輸效益，通過無線電技術(shù)提升信號質(zhì)量，降低了數(shù)字廣播電視畫面、音質(zhì)等失真的可能性，對數(shù)字廣播電視發(fā)展具有非常積極的促進作用。借助無線電技術(shù)，數(shù)字廣播電視中的信號干擾明顯降低，其空間數(shù)據(jù)傳輸效益非常顯著，尤其是在傳輸距離和傳輸質(zhì)量上得到本質(zhì)的改善，已經(jīng)成為數(shù)字廣播電視中不可或缺的關(guān)鍵。當前我國數(shù)字廣播電視中的無線電技術(shù)主要包括空時無線電技術(shù)、感知無線電技術(shù)、IPCN技術(shù)和無線電資源管理技術(shù)，其具體狀況見表1。

2 數(shù)字廣播電視中軟件無線電系統(tǒng)的主要架構(gòu)

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

2.1 軟件無線電系統(tǒng)平臺架構(gòu)

數(shù)字廣播電視中軟件無線電系統(tǒng)主要由硬件部分和軟件部分構(gòu)成。其中硬件部分包括模擬前端、傳輸介質(zhì)、處理器等，軟件部分包括DSP技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、編碼庫、指令等。

2.1.1 硬件平臺。為保證數(shù)字廣播電視的信號質(zhì)量和傳輸效益，在硬件平臺構(gòu)建過程中需要把握好其系統(tǒng)的開放性、拓展性和模塊性，形成集成化體系。該傳輸中數(shù)據(jù)源較為多樣化，需要做好信息源編碼和信息道編碼，通過多路訪問技術(shù)獲取信息，完成模擬前端數(shù)據(jù)采集。采集完成后通過模數(shù)變換器和變頻器處理后將信號傳輸?shù)絉F前端，再通過數(shù)模變換器和數(shù)字信號處理器等提取信息，實現(xiàn)系統(tǒng)信息處理。

2.1.2 軟件平臺。為提升數(shù)字廣播電視的兼容性和貫通性，在軟件平臺構(gòu)建的過程中要盡量選取分層軟件體系，依照硬件配置合理設(shè)置軟件，如DSP軟件、算法庫（調(diào)制算法庫、編碼算法庫等）、編碼庫（信號流編碼庫、信道糾錯編碼庫等）、函數(shù)庫等，形成系統(tǒng)化、層次化的無線電傳輸軟件體系，為數(shù)字廣播電視中無線電技術(shù)的應用提供完備的軟件支撐。

2.2 軟件無線電系統(tǒng)核心技術(shù)

軟件無線電技術(shù)在數(shù)字廣播電視應用中需要把握好帶寬多頻段技術(shù)，在工作寬帶1Mhz～3Mhz基礎(chǔ)上做好帶寬多頻段的設(shè)置，如借助組合式多頻段天線完成無線電信號傳輸；需要把握好A/D和D/A技術(shù)，將該技術(shù)配合轉(zhuǎn)換器完成數(shù)字廣播電視中無線電技術(shù)中模數(shù)和數(shù)模信號的轉(zhuǎn)換。該操作過程中對頻率具有非常高的要求，需要配合變頻技術(shù)完成信號頻率的調(diào)整，從而提升無線電傳輸?shù)膭討B(tài)范圍，將其順利傳輸?shù)絉F前端；需要運用好DSP技術(shù)，通過DSP技術(shù)對數(shù)字廣播電視中的信號進行處理，完成中頻和基帶的數(shù)字轉(zhuǎn)化。DSP技術(shù)應用的過程中數(shù)據(jù)流量較大且計算量復雜，需要配合數(shù)據(jù)庫、數(shù)字處理器模塊和集成電路等完成處理任務，必要時可以設(shè)置專用集成電路提升數(shù)據(jù)處理速率和成效；需要把握好接口技術(shù)，這是無線電技術(shù)在數(shù)字廣播電視中應用的核心，是保證數(shù)字廣播電視順利運行的重要因素。尤其是數(shù)字廣播電視中的總線接口技術(shù)和I/O接口技術(shù)，要全面把握。在總線接口技術(shù)標準選擇的過程中可以適當運用VME標準，I/O接口技術(shù)標準選擇的過程中可以適當運用PCI I/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(shù)字廣播電視無線電系統(tǒng)的靈活性和通用性。

2.3 軟件無線電系統(tǒng)應用分析

軟件無線電技術(shù)借助硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)形成了高效的信號傳輸體系，已經(jīng)在當前數(shù)字廣播電視中得到廣泛應用。

20世紀末世界數(shù)字廣播DRM開始將無線電技術(shù)應用到系統(tǒng)構(gòu)建中，借助無線電技術(shù)提升廣播質(zhì)量。進入21世紀，國際上已經(jīng)開始形成規(guī)模化的數(shù)字廣播電視軟件無線電系統(tǒng)平臺，借助無線電技術(shù)調(diào)整信號帶寬，從根本上提升了信號的動態(tài)范圍，在A/D和D/A技術(shù)基礎(chǔ)上將信號由全頻帶轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l帶，完成了數(shù)字廣播電視中信號的預定。與此同時，無線電技術(shù)還將變頻技術(shù)引入到數(shù)字廣播電視中，通過變頻器實現(xiàn)信號的處理，調(diào)整數(shù)字廣播電視發(fā)射系統(tǒng)，在數(shù)字編碼和變頻調(diào)制基礎(chǔ)上完成數(shù)字信號和相位的轉(zhuǎn)變，在一定程度上拓展了數(shù)字廣播電視信號傳輸范圍。我國數(shù)字廣播電視中不僅形成了軟硬兼具的無線電平臺，還對數(shù)字廣播電視接收系統(tǒng)進行調(diào)整，通過DSP處理器進行調(diào)制和轉(zhuǎn)換，保證了信號的精度。在該處理過程中信號頻率較高，處理過程中雙向通信較難，在一定程度上影響了信號傳輸?shù)慕?jīng)濟效益，這是今后我國數(shù)字廣播電視中無線電技術(shù)研究的重要方向。

3 結(jié)語

軟件無線電技術(shù)能夠擴大數(shù)字廣播電視信號傳輸范圍，提升其傳輸質(zhì)量和效益，全面推進了我國數(shù)字廣播電視事業(yè)發(fā)展。在數(shù)字廣播電視無線電系統(tǒng)構(gòu)建的過程中要對平臺架構(gòu)和核心技術(shù)進行全面把握，結(jié)合實踐經(jīng)驗對軟件無線電技術(shù)進行合理完善和拓展，形成系統(tǒng)化、全面化軟件無線電體系，這樣才能夠為數(shù)字廣播電視系統(tǒng)運營奠定良好的基礎(chǔ)，實現(xiàn)數(shù)字廣播電視經(jīng)濟效益的全面提升。

參考文獻

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作者簡介：趙軍（1970-），男，天津人，天津廣播電視臺助理工程師，研究方向：廣播電視技術(shù)。

（責任編輯：蔣建華）