软件无线电技术在数字广播电视中的应用

张海洲

摘要：文章阐述了当前软件无线电技术的具体概念及实际特点，分析了具体的体系结构以及关键技术，总结了数字广播电视发展过程中的具体需求以及对软件无线电技术的实际要求：从系统平台、核心技术以及系统应用的角度，分析了软件无线电技术在数字广播电视中的具体应用方法，结合实践挖掘软件无线电技术的实际应用效益，确保能够为当前的数字广播电视发展奠定良好基础。

关键词：数字广播电视：软件无线电技术：系统平台：应用效益

中图分类号：TN014

文献标志码：A

0 引言

随着我国信息技术发展水平的不断提高，传统的广播电视体系已逐渐转型，强调传播媒介的数字化、智能化，服务体系的多样性和灵活性。新的体系不仅提升了人们的生活质量，还为新时期广电通信体系的高质量发展奠定了良好的基础。为确保数字广播电视系统的科学运行，本文以软件无线电技术为基础构建的新型控制体系，依托软件实现频率以及宽带控制，进一步提升了信号传输效益以及传输质量。本文以理论分析和文献研究为主要方式，探讨了数字广播电视中软件无线电技术的应用，为数字广播电视的创新提供参考。

1 软件无线电技术面临的挑战

软件无线电技术在当前数字广播电视应用过程中面临着较多的挑战，这些挑战主要是由行业发展需求导致的，综合实际情况来讲，可以从以下两点角度探讨。

1.1 数字广播技术的发展需求较为复杂

数字广播电视是以数字处理技术为依托进行音频信号、视频信号、数据信息的智能化编码、调制、解码、传递，能够为用户提供灵活多样的信息化产品和信息服务[3]，不仅是当前现代化广电通信体系中的重要技术，还将成为新时期人们获取外界信息的核心途径。

随着当前数字广播技术的不断发展和创新，广播电视业务也在逐步拓展，不仅有了更高的时间、空间以及频谱要求，还需要实现多种资源体系的关联和整合，进一步提升传输效益以及信息精准度。这不仅可以从本质上改变传统广播电视带来的一系列误区和矛盾，还可以降低数字广播电视信息传输过程中出现的时延扩展和多径衰落问题出现的概率。除此之外，新时期的数字广播电视体系还需要提升经济效益指标，这样才可以为后续的持续性发展奠定良好基础。其中，借助软件无线电技术实现传输体系创新，能够从根本上降低外界干扰影响，进一步提升资源利用效率，打造具有较强拓展性且灵活高效的广播电视体系。

1.2 无线电技术的应用内容繁多

软件无线电技术在数字广播电视领域的应用，主要是借助无线电波进行信号传输，通过对电流强弱的转化能够进行数据提取。将软件无线电技术与数字广播技术进行融合，不仅能够从根本上提升广播电视信号的传输质量和效益，还可以降低电视画面以及音质失真等问题出现的概率。

结合我国当前数字广播电视发展的特征，软件无线电技术已与其进行了融合，并依托数字广播电视的实际发展特点，打造其他新型的技术体系，具体内容如表1所示。

2 理论研究

2.1 软件无线电技术的具体概念及发展历史

在探讨软件无线电技术之前，首先需要了解无线电技术的概念。无线电本质上是一种电磁波，可以在空气和真空中传输，无线电本身也带有额定频率，上限频率为300 GHz，其下限频率并不固定。通常来讲，当前生活中常用的无线电频率为10 KHz -300 GHz.3 KHz-300 GHz这几种标准[1]。

软件无线电技术是近年提出的一种新型无线通信结构，主要是结合无线通信领域存在的传统问题打造新型的通信体系，有效解决标准竞争激烈以及频率资源紧张等矛盾。在无线个人通信发展领域，传统的无线通信通常是以硬件设备为主，而软件无线电的产生能够代替硬件无线电实现传输效率的提升。最初软件无线电概念诞生于20世纪90年代初期，是由美国电信系统领域提出的新型概念。其设计目标是打造一个具备通用性和开放性的硬件平台。平台中的相关软件模块，在加载的过程中便可以用于无线通信；更改软件便能够调整无线系统，可以进一步进行拓展和維修，不必要重新进行硬件设备的电路系统设计。这种无线通信技术本身具备极强的兼容性，能够满足不同主体的使用需求。最早的软件无线电技术被应用于军事领域，而随着近些年社会发展需求的不断提升，各领域也逐渐认识到软件无线电技术的应用价值。从其原理角度来讲，主要是将标准化以及模块化的硬件单元通过总线方式连接，构建成基本平台，再通过加载软件实现无线通信功能的创新。该系统是利用软件来完成尽可能多的无线电功能[2]。

2.2 软件无线通信技术的应用原理

从应用原理的角度来讲，软件无线通信技术是建立在电波的基础上实现的信息传递。电波是导体中电流运行过程中产生的，将电波进行调制之后，可以将其中的信息加载到无线电波上。电波则会通过其他传出介质传输到终端设备，在传输的过程中会引起周边磁场出现变化，这时导体中就会产生电流。通过技术手段提取电流，然后以解码的方式获取其中的信息，便可以实现无线传输。

2.3 软件无线电技术的应用特点

灵活性以及开放性，是软件无线电技术应用期间的核心特点。

首先，从灵活性角度来讲，以硬件平台为依托，以软件模块为主要组成部分进行的无线电系统设计，只要增加其中的模块，便可以增加额外的无线电系统。

其次，从开放性的角度来讲，利用软件无线电能够与任何一个电台进行直接的通信，不仅也可以为其他电台提供射频中继服务，还可以同时与传统的旧体制电台以及新体制键盘进行重新连接，是提升无线通信体系，可持续发展质量的重要技术。

3 软件无线电技术的优化使用策略

软件无线电技术与数字广播电视领域之间的融合，本身具备较强的交互性，二者都是以信息技术为依托进行数据传输。为了进一步解决当前数字广播技术发展需求复杂、应用内容繁多等挑战，需要进一步发挥软件无线电技术的实际应用优势，增强数字广播电视信号传输效益以及传输质量，更可以借助软件无线电技术的灵活性和开放性，实现数字广播电视服务的拓展。因此所构建的系统平台就必须迎合广播电视领域的发展需求。

3.1 打造立体化的平台架构

软件无线电技术在数字广播电视应用时能够从平台构架和核心技术两方面实现信号传输效益和信号质量的全面提升，在频谱资源整合基础上拓展数字广播电视的兼容性和贯通性，为我国数字广播电视发展奠定了良好的基础。

软件无线电技术在实际应用的过程中，系统需要由硬件平台和软件模块组成，其具体结构如下：数字上下变频器、高速数字信号处理器、宽带数模变换器、模拟前端等结构共同组成了软件无线电技术的硬件平台[4]。在具体系统运转的过程中，需要合理运用不同的模块来进行拓展和创新。例如，社会生产生活过程产生的一系列数据源类型较多，音视频以及文字是最基础的传输对象，在系统运作的过程中，需要结合实际的传输对象，选择不同的调制方式。当前，应用较为广泛的调制方式为ksp兼容方式。需要注意的是为了进一步提升信息传输的质量。在硬件平台构建过程中，需要把握好其系统的开放性、拓展性和模块性，形成集成化体系。一般来讲，针对多种类型的数据信息，往往会通过多路访问技术获取信息，完成模拟前端数据采集。采集完成后通过模数变换器和变频器处理后将信号传输到RF前端，再通过数模变换器和数字信号处理器等提取信息，实现系统信息处理。

而从软件体系的角度来讲，调制算法库、函数库、信号流变换库以及DSP指令是无线电通信技术的分层软件体系，这些要素将影响软件的开发质量和实际应用性能，进而会影响软件无线电技术的传输效率。虽然当前市场上的软件无线电硬件平台数量较多，但并不是意味着所有的软件都可以和硬件平台相适应。因此需要结合硬件平台本身的特点，打造灵活的软件兼容方式，这样才可以让系统具备开放性和灵活性，形成系统化、层次化的无线电传输软件体系，为数字广播电视中无线电技术的应用提供完备的软件支撑。

3.2 科学创新软件无线电技术的分支技术

3.2.1 宽带多频段技术

软件无线电技术在通信领域具备着较强的应用价值，能够和计算机技术相互融合。宽带多频段是其核心技术。在传统的广播无线电视信号传输体系中，天线是主要的传输介质，但天线的传输效果并不理想，因此要想更好地提升信号传输质量，就必须提高宽带多频段技术的应用价值，将各种多频段进行有效组合。

3.2.2 高速数字处理及DSP技术

高速数字处理及DSP技术是当前无线电技术中的重要组成部分。DSP技术主要负责进行数字处理，是无线电系统运行过程中的关键步骤。该技术主要负责对高频段数据进行处理。其不仅可以解决大量数据信息集中处理的难题，还可以提升数据处理效率和处理质量。在数据处理过程中，需要依托数模转换器以及模数转换器，以便更好地应变多元化的信息传播环境，提升模数转换器的速率和宽带的层级。DSP技术应用过程中数据流量较大且计算量复杂，需要配合数据库、数字处理器模块和集成电路等完成处理任务，必要时可以设置专用集成电路提升数据处理速率和成效[5]。

3.2.3 接口技术

软件模块和硬件平台之间的融合需要通过多种类型的接口来完成，软件无线电通信体系与其他电台之间的联合也需要通过接口来完成。其中，无线电技术中应用的总线接口以及I/O接口是最常见的数据传输方式，能够进一步发挥虚拟网络的灵活性和通用性。这种接口类型当前应用较为广泛，相关结构和零部件质量可靠。从具体的接口选择角度来讲，可以结合不同的接口类型进行针对性分析，比如，在总线接口技术标准选择过程中，可以适当运用VME标准．I/O接口技术标准选择的过程中可以适当运用PCII/O接口标准、USB接口标准等，形成灵活的接口指标，从而全面提升数字广播电视无线电系统的灵活性和通用性。

3.3 全面增强软件无线电技术的应用成效

依托软件无线电技术进行数字广播电视系统的优化，强调硬件系统和软件系统相配合，不仅可以提升信号传输效率和质量，还可以为数字广播电视的业务体系拓展奠定良好的基础。

最初的软件无线电技术，在广播电视领域的应用是在20世纪末期，世界数字广播drm首次进行无线电技术的融合，并且提升了广播质量[6]。发展至今，国际上已经诞生了多种类型的数字广播电视运行体系，且形成了科学的数字广播电视软件，无线電系统平台，进入无线电技术能够进行信号带宽的调整，进一步提升信号动态范围。

另外，软件无线电技术还可以将变频技术和数字广播电视进行融合。变频器能够进行信号处理，同时调整信号发射系统的运行状态，在数字编码以及变频调制的基础上进行数字相位和信号的转变，进一步提升数字信号的传输范围。

我国当前也诞生了多种类型的无线电平台，便是当前较为标准的软件无线电台结构，软件系统和硬件系统兼容，不仅可以及时调整数字广播电视接收的效果，还可以利用DSP处理器落实数字转换以及系统调制。在提升信号精度的过程中，可以处理双向通信困难等问题，不仅提升了信号传输的经济效益，还能够为数字广播电视服务体系的多元化创新提供保障，如图1所示。

4 结语

综上所述，在当前的数字广播电视系统发展过程中，为了进一步增强数字信号传输的效率和质量，打造相互联合的数字广播电视服务体系，可以积极利用软件无线电技术实现系统创新。软件无线电技术能够提供空时无线电、感知无线电、ipcn技术以及无线电资源管理技术。不仅能够增强数字广播电视的系统运行质量，满足新时期不同群体的实际娱乐需求，还可以提升广播电视系统的经济效益和社会价值。

参考文献

[1]韩淑梅．数字广播电视系统中的软件无线电技术研究[J]．电视技术．2022（ 7）：200-202．

[2]赵伟莉．数字化时代加快广播电视无线发射技术发展的措施[J]．黑龙江科学，2020（14）：92-93．

[3]郑庆伟．浅析数字广播电视系统中的软件无线电技术[J]．传播力研究，2019（ 31）：284.

[4]李文波．数字广播电视系统中的软件无线电技术[J]．电子技术与软件工程，2019（7）：54.

[5]青格勒．浅析数字广播电视系统中的软件无线电技术的应用[J]．数字传媒研究，2018（2）：58-60．

[6]尹定国．论数字广播电视系统中的软件无线电技术[J]．中国传媒科技，2017（11）：60-61．

（编辑姚鑫）