浅析数字广播电视系统中的软件无线电技术

严振

【摘要】 随着时代的进步，电视已经是家家户户必备家电之一，而电视广播业务的发展离不开无线电的支持，感知无线电技术、空时无线电技术都为电视的发展提供动力，未来广播电视的发展还需要对无线电频谱资源深入挖掘和充分利用。本文从软件无线电的结构、技术等方面进行研究和分析无线电技术在数字广播电视中的应用。

【关键词】 广播电视 无线电技术 研究

前言

在当今社会中，无线电技术应用非常的广泛，在数字电视中更是如此，时代的进步和技术的发展使无线电技术从单工通信转变为双工通信、数字通信，现在家家户户使用的数字广播电视也是无线电技术发展的成果。软件无线电技术能有效的减少配置无线通信系统的问题，提高无线通信的效率，在1992年第一次在美国提出，将硬件作为无线通信的平台，尽可能的用软件实现无线通信。

一、软件无线电技术研究

1.1无线电技术的概念、特点及原理

无线电是指在自由空间（包括真空和空气）传播的电磁波，是其中的一个有限频带，上限频率在300GHz（吉赫兹），下限频率较不统一，在各种射频规范书，常见的有10KHz～300GHz、9KHz～300GHz、3KHz～300GHz。

软件无线电的主要特点有：灵活性很强。软件无线电通过增加软件模块，来增加新的功能。可以与其它任何电台进行通信，并作为其它电台的射频中继。可以通过无线加载来改变软件模块或更新软件；开放性较强，软件无线电采用了标准化、模块化的结构，硬件可以随着器件和技术的发展而更新扩展。软件随着需要而进行不断升级。软件无线电能和新体制电台通信，也能与旧式体制电台互相兼容。这样，不仅延长了旧体制电台的使用寿命，而且也能保证软件无线电本身有很长的生命周期。

无线电技术的原理在于，利用导体中电流强弱的改变会产生无线电波这一现象，通过调制后将信息加载于无线电波上。电波通过空间的传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。通过解调将信息从电流变化中提取出来，从而达到信息传递的目的。无线电的最早是航海中应用，利用摩尔斯电报在船与陆地之间传递信息。无线电应用形式多种多样，包括无线数据网，无线电广播以及各种移动通信等。无线通信对于现代通信有着极其重要的作用，几乎各个领域都需要进行无线通信，包括有商业、金融、气象、工业、军事、民用等。我们可以从通信系统、多址方式、调制方式等多方面可看到无线通信系统种类的繁多。

1.2无线电的体系结构与关键技术分析

1.2.1软、硬件平台

软件无线电技术的硬件平台组成较为复杂，同时还具有开放性、可拓展性和模块化的特点，硬件平台的组成构件由数字上下变频器、模拟前端、宽带数模变换器、宽带模数变换器、高速数字信号处理器等五部分组成。文字、声音、视频等都可以是数据源，通过对数据进行信息编码，采用多路访问、定时信息处理的方式进行访问，进而进行解调。无线电技术的调制方式可以根据系统的不同做出调整，其中采用PSK兼容的方式最多。软件无线电技术采用的分层软件体系包括：函数库、调制算法库、信号流变换库、DSP指令等，影响无线电软件开放的一个重要因素就是软件之间的兼容问题，虽然现在的无线电硬件平台较多，但是不同的软件对硬件平台的适应性不同，因此，在无线电的技术方案上也有很多种。

1.2.2无线电中的关键技术分析

通信、计算机技术的融合发展产生了无线电技术，其中最为核心的技术是宽带多频段，软件无线电技术对宽带的要求较高，而传统天线的不能很好的实现信号传输，因此无线电技术多采用组合式多频段的天线来实现信号的传输。高速数字处理技术和DSP技术也是无线电技术中的重要技术之一，信号经过多个环节的处理，然后交给DSP软件继续处理。在无线电的使用中，对数字的处理能力是关键所在，在一些高频波段的处理过程中会出现大量运算，有的还需要多次运算，严格的DSP技术使对于数据的处理能力更加的高效。数模转换器和模数转换器在无线电技术中也有着至关重要的作用，将较高的数字频段数字化，模数转换器的速率和宽带达到一定的层级时才能适应复杂的环境。

最后，在无线电技术中总线接口和I/O接口的应用也是极其广泛的，信号在软件无线电中的传播速率较快，运行机制和总线结构不同导致匹配难度加大，一些虚拟无线电网络的灵活性和通用性提高了无线电的工作效率。无线电中软件技术常常受到硬件技术的限制，木块的分化更为明显，因此对硬件技术的要求相应提高，全面的硬件技术能节约系统的空间，提高系统性能，也是无线电技术发展与应用的前提。

二、无线电技术在广播电视系统中的应用

2.1无线电技术在发射、接收系统中的应用

广播电视中的发射机由数字编码与调制子系统、模拟处理子系统、发射子系统组成，分别负责处理数字信号和相位，将复信号转换到调相符号或幅相符号。中频数字化结构是最为普及的结构，通过多频段的天线将数字信号传输到RF部分，再通过模数或数模转换器进行转换，最后由DSP处理器接收分析处理信号的功率及分布特性，接收频率应该根据算法进行适当的调整，抑制自适应性干扰，更加准确的判断信号的动态特性，纠正误码。在数字电视接收系统中的无线电技术先模拟变频由传输媒介送来的信号，使其与模数转换器的信号相同，在宽带内的信号经过数字变频也转换成与信号带宽相适应的信号，最终转化成能由HDTV处理的信号。HDTV的通用解调器在完成HDTV的各种制式和纠错的同时，对信号的类型进行识别和调解，提高处理信号的精准度，降低功耗。无线电技术中采用软件处理算法代替采用较多处理器模块来提高数据处理速度，HDTV在无线电技术的基础上产生适应各种编码的数字信号，同时HDTV本身也具有较强的系统升级功能，这大大降低了软件无线电技术的投资成本。

2.2软件无线电技术的实际应用

软件无线电具有的优点是现代通信无法比拟的，在现实生活的应用上也较为广泛，我们所用的多频段移动电话就是得益于软件无线电技术，在军事方面，实现了电台之间的互通。计算机技术和通信技术在迅速的发展着，无线电通信的大部分业务都是通过软件来实现的，对软件模块进行升级就能适宜新的业务和功能，但是对于像MMDS频率较高的系统业务开展难度较大，未来双向通信的实现难度加大，而无线电技术的应用就能很好的解决这些问题，促进无线电系统的不断发展。现在4G、互联网等迅速发展，无线电技术的与时俱进能极大的影响数字广播电视的发展，技术在变革，但是数字广播电视行业的发展离不开无线电技术，在此基础上寻找优质资源实现对各种业务的最佳配置，建立一个开放性的平台，实现业务的灵活性和方便性。

三、结束语

随着数字通信的发展和计算机技术的渗透，会出现以软件编程模式来对原有系统升级的模式，软件无线电技术可以对数字广播电视系统建立科学的方案，结合现实与未来的发展，软件无线电技术将在数字电视中被广泛的应用，并带来巨大的经济效益。

参 考 文 献

[1]康金英.试析在广播电视检测系统内无线电技术的运用[J].西部广播电视.2015（21）

[2]张龙.数字广播电视系统中的软件无线电技术研究[J].黑龙江科技信息.2015（15）

[3]席鹤鹏.关于数字广播电视系统中的软件无线电技术探究[J].电子制作.2015（17）