数字广播电视中软件无线电技术的合理应用分析

2020-12-31吴爱鑫

数字通信世界 2020年7期

吴爱鑫

（辽宁省盘锦市融媒体发展中心，盘锦 124010）

软件无线电技术的优势主要体现在宽带、频率等方面，其不仅能够利用数字处理技术对音频信号、视频信号等数字化数据信号进行编码与解码处理，以实现对宽带、频率的有效控制，同时还可以减少应急性差、功能单一的硬件电路，使整个系统的可编程性、功能性、开放性得到提升。由此可见，软件无线电技术在数字广播电视中发挥着十分关键的作用，而对于其在数字广播电视中应用的研究，也是非常必要具有现实意义的。

1 软件无线电技术概述

1.1 硬件平台

软件无线电技术虽然并非以硬件为核心，但为了实现适应多样化的应用需求，仍然需要以实际应用要求为基础，将标准化、模块化的应用平台建立起来，从而为软件系统的运行提供基础支持。一般来说，软件无线电系统的硬件平台主要包括模数前端、宽带模数变换器、数字信号处理器以及数字上下变频器几部分，在软件无线电系统运行过程中，无论何种数据源发射出的数据，都会先由平台进行信源编码，编码完成后再有信道编码或是联合编码的方式进行调制，由于不同制式系统的调制方法存在差异，因此为保证调制方法的兼容，还需要按照预设定的程序对信息进行处理，具体处理方式包括比特同步处理、字节同步处理等。处理完毕后的信息再经过宽带模数变换输送与数字上下变频，就可以被输送到前端，并由天线完成数据信息发射[1]。

1.2 软件平台

在硬件平台的基础上，软件无线电系统还会以OSI参考模型为基础，将软件平台构建起来，由于整个软件平台由多个模块组成，因此用户完全可以通过模块化来实现自主定制，而模块化设计的算法与功能模块则包括话音编码算法库（CVSD、PCM 等）、信号流转库、调制算法库（FM、AM、DPSK）、函数库、DOS 指令等。由于当前软件无线电系统硬件平台的生产商比较多，而不同硬件生产商生产的硬件平台又存在一定差异，因此为保证软件平台的开放性，通常都需要通过层次化的结构设计来提高软件系统的可重用性，并通过明确的模块接口与划分界限来将标准化软件功能模块联系起来。

2 软件无线电技术在数字广播电视中的应用探究

2.1 DRM 中的应用

当前的数字广播电视主要是通过对数字信号与模拟信号的转换处理来实现对视频与音频的高清、流畅播放，具体来说就是宽带模数变换器通过射频天线来接收模拟信号，之后再以数字电视广播为载体，通过对DAC 信号的利用将模拟信号转换为数字信号，最后再将转换完毕的数字信号再次通过射频天线发送出去。从整个过程来看，虽然信号的接收、转换、传输都并不存在问题，但由于数字广播电视的音频、视频都属于数字化信息，很容易被他人所窃取，因此为保护节目内容版权，通常都需要利用DRM（内容数字版权加密保护技术）技术来对这些数字化信息进行加密保护，而这种技术的实现，则需要以软件无线电技术的应用为基础。例如基于数字信号与模拟信号相近的特性，可以基于无线电技术对模拟装置进行研究，而针对数字信号动态范围大的特点，则需要利用宽带变频模块，将信号从全频段输入到特定频段之中，这样系统就可以实现对频带信号的预定[2]。

2.2 广播电视监测中的应用

广播电视监测作为广播电视节目正常、稳定播出的重要保障，主要负责对正在播出的广播电视节目展开全面监测，以便于在发现节目播放故障后及时发现，并提醒相关工作人员进行处理，而从广播电视监测工作中使用的监测测向设备来看，其对于软件无线电技术的应用也同样是十分普遍的。例如在功能方面，由于监测测向接收机需要对电视信号、调频广播信号进行检测，确定广播电视信号的频道误差、信号功率、发射带宽等基本技术参数，以保证信号发射质量与覆盖范围不受影响，因此接收机中基本都会设有RF/IF 单元与A/D 转换单元，其中RF/IF 单元主要负责数字信号与模拟信号的转换，A/D 转换单元则负责对信号取样，并将其传输至DSP 单元进行数字处理，而这些都需要通过对软件无线电技术的应用来实现。另外，监测测向接收机在负责广播、电视信号检测的同时，还需要对各种干扰信号与非法信号进行识别与测向定位，为后续的非法信号、干扰信号清除提供支持，而这种信号识别与发射位置确定功能，同样是应用软件无线电技术的体现。

2.3 数字电视接收系统中的应用

当前数字电视接收系统大多数都属于中频数字结构，这种结构的接收系统会利用多频段天线将数字信号传递至射频部分，之后再利用宽带数模变换器与宽带模数变换器以及相关变频装置来进行信号转换处理，将信号反馈到DSP 系统中。在整个信号处理、接收过程中，无论是宽带数模变换器、模数转换器还是变频装置，都属于对软件无线电技术的应用，而不同装置的信号处理过程也都存在这一定的差异，例如宽带数模变化期对信号的处理主要是为了让数字信号能够与其他信号转换装置相兼容，而变频装置对信号的处理则是为了让信号能够与带宽相兼容。另外，很多数字电视台为了提高接收系统的数据处理速度，通常还会利用软件无线电系统软件平台的模块化特点，在接收系统中设置多个处理器模块，这样无论数字电视接收系统需要增加何种功能，只要能够对相应的软件模块进行收集，其功能都可以得到实现。