葛 致

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無(wú)線電廣播中的軟件無(wú)線電技術(shù)應(yīng)用分析

葛 致

國(guó)家廣播電視總局五七二臺(tái)，北京 101109

在當(dāng)今的無(wú)線廣播中，軟件無(wú)線電技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛。近年來(lái)，我國(guó)廣播技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域也有了一定的發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)促進(jìn)了廣播技術(shù)的發(fā)展，有利于推進(jìn)無(wú)線電技術(shù)的現(xiàn)代化。對(duì)無(wú)線電廣播中的軟件無(wú)線電技術(shù)技術(shù)進(jìn)行了分析和研究。

無(wú)線電廣播；軟件無(wú)線電技術(shù)；應(yīng)用

引言

近年來(lái)，我國(guó)廣播技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步，逐漸實(shí)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(wú)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(duì)文化的需求尤其是精神文明需求的提高，人們的娛樂(lè)活動(dòng)越來(lái)越多樣，也更加注意質(zhì)量。無(wú)線電信號(hào)不太穩(wěn)定的時(shí)候，就會(huì)極大地影響人們的聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)。因此，用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)維護(hù)無(wú)線電信號(hào)的穩(wěn)定就十分重要。

1 軟件無(wú)線電技術(shù)的定義

軟件無(wú)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(wú)線電技術(shù)時(shí)，應(yīng)首先購(gòu)買相應(yīng)的硬件設(shè)備并根據(jù)需要購(gòu)買相應(yīng)的軟件。由于無(wú)線電廣播的普遍性，軟件無(wú)線電設(shè)備的要求也不同，因此軟件無(wú)線電硬件設(shè)備也不同[1]。舉例來(lái)說(shuō)，軟件無(wú)線電技術(shù)主要有數(shù)字變頻器、信號(hào)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(kāi)放性、可擴(kuò)展性和兼容性的特點(diǎn)，可以適應(yīng)各種軟件無(wú)線電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，大大延長(zhǎng)了無(wú)線電廣播設(shè)備的使用壽命。在建立了無(wú)線電設(shè)備的硬件平臺(tái)后，就需要相應(yīng)的軟件來(lái)發(fā)揮硬件平臺(tái)的作用。無(wú)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(wú)線電技術(shù)。軟件無(wú)線電技術(shù)是在無(wú)線通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線電廣播的播送功能。應(yīng)用軟件無(wú)線電技術(shù)，可以使無(wú)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(wú)線電技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)無(wú)線電廣播因播送需要而升級(jí)時(shí)，不需要升級(jí)硬件平臺(tái)，只需要升級(jí)無(wú)線電廣播的軟件無(wú)線電技術(shù)平臺(tái)即可。軟件無(wú)線電技術(shù)的主要功能都是通過(guò)強(qiáng)大的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此在構(gòu)建數(shù)字無(wú)線電廣播平臺(tái)時(shí)，為了保證通信質(zhì)量，需要將軟件無(wú)線電技術(shù)的寬帶轉(zhuǎn)換器盡可能地靠近天線。

2 軟件無(wú)線電技術(shù)與廣播的關(guān)系

應(yīng)用在無(wú)線電廣播中的軟件無(wú)線電技術(shù)是從計(jì)算機(jī)科學(xué)中提煉和升華的，具體來(lái)說(shuō)是從計(jì)算機(jī)通信技術(shù)中提煉的。目前比較發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)通信技術(shù)給軟件無(wú)線電的發(fā)展和進(jìn)步奠定了基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的無(wú)線電廣播中，每個(gè)附加頻段都需要添加相應(yīng)的硬件設(shè)備和運(yùn)營(yíng)商，這給廣播業(yè)帶來(lái)了相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)壓力。通過(guò)使用軟件無(wú)線電技術(shù)和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多頻帶傳輸?；谟?jì)算機(jī)通信的多頻帶寬帶技術(shù)，建立了軟件無(wú)線電技術(shù)的核心技術(shù)，將無(wú)線電廣播的頻段擴(kuò)展到1?MHz～4?GHz。數(shù)字廣播的實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)技術(shù)中的軟件技術(shù)密不可分。通過(guò)軟件編程，實(shí)現(xiàn)了廣播信號(hào)的過(guò)程編譯和無(wú)線電廣播信號(hào)的數(shù)字變換。廣播信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換不僅提高了信號(hào)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(shí)際上，由于實(shí)時(shí)無(wú)線電，有必要及時(shí)將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為無(wú)線電。在軟件無(wú)線電技術(shù)中，它與DSP技術(shù)密切相關(guān)。DSP技術(shù)和計(jì)算機(jī)處理速度與硬件直接相關(guān)，所以應(yīng)用程序在計(jì)算機(jī)上。技術(shù)日新月異，及時(shí)更新計(jì)算機(jī)設(shè)備，可使軟件無(wú)線電技術(shù)設(shè)備具備相應(yīng)的功能[2]。

DRM發(fā)射機(jī)應(yīng)用中的軟件無(wú)線電是無(wú)線電廣播中常用的發(fā)射機(jī)。隨著信息數(shù)字化時(shí)代的到來(lái)，一些研究機(jī)構(gòu)開(kāi)始推廣DRM。借助計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提高DRM廣播的質(zhì)量。然而，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的帶寬小于無(wú)線電廣播的帶寬，這導(dǎo)致無(wú)線電廣播通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。因此，在無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)的選擇中，有必要利用軟件無(wú)線技術(shù)來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)帶寬，實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的廣播，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期的廣播帶寬[3]。在軟件無(wú)線電技術(shù)的應(yīng)用中，應(yīng)考慮DRM發(fā)射機(jī)的特性，即DRM發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的獨(dú)立性。由于當(dāng)DRM工作時(shí)信號(hào)將被獨(dú)立數(shù)字化，因此在使用調(diào)制軟件時(shí)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(hào)數(shù)字化功能。轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)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(hào)時(shí)，接收器將信號(hào)發(fā)送到RF部分。數(shù)字信號(hào)被轉(zhuǎn)換為可以播放輸出格式的播放設(shè)備。此時(shí)，軟件無(wú)線電系統(tǒng)開(kāi)始發(fā)揮作用。通過(guò)DSP模塊，首先將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)的兼容格式，然后根據(jù)數(shù)據(jù)由DSP處理基帶信號(hào)。接收設(shè)備的重放設(shè)備將基帶信號(hào)簡(jiǎn)化為數(shù)字信號(hào)。軟件無(wú)線電技術(shù)在接收和交換過(guò)程中起著協(xié)調(diào)作用[4]。通過(guò)預(yù)制模塊的功能調(diào)制，無(wú)線廣播系統(tǒng)的各種硬件可以根據(jù)某些模式自動(dòng)工作，從而大大提高工作效率，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)。為了保證數(shù)字信號(hào)的連續(xù)性并改善用戶體驗(yàn)，DSP系統(tǒng)需要及時(shí)處理和傳輸大基帶信號(hào)。但是，如果DSP系統(tǒng)不夠強(qiáng)大且處理速度慢，則會(huì)出現(xiàn)信號(hào)卡，這會(huì)影響用戶體驗(yàn)。因此，有必要改進(jìn)硬件設(shè)備，優(yōu)化軟件無(wú)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(lái)工作。為了贏得新的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，除了節(jié)目質(zhì)量外，廣播的范圍也需要擴(kuò)大。無(wú)線信號(hào)傳輸需要考慮不同帶寬引起的帶寬問(wèn)題。因此，軟件無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)信號(hào)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(yàn)之間的互動(dòng)。它使無(wú)線電不受限制。高速信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展以及當(dāng)前流行的應(yīng)用程序?yàn)殡娕_(tái)增加了新的功能，拉近了電臺(tái)和人們之間的距離。

3 無(wú)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(guò)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(wú)線電廣播電臺(tái)天線進(jìn)入信號(hào)，再經(jīng)過(guò)濾波方法來(lái)放大信號(hào)，通過(guò)A/D、D/A來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線電廣播數(shù)字化。整體來(lái)看，該技術(shù)內(nèi)容結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，能夠?qū)⒛M電路數(shù)量結(jié)構(gòu)降到最低限度，同時(shí)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(shí)現(xiàn)了通過(guò)DDC輸出信號(hào)來(lái)為DSP完成軟件解調(diào)處理過(guò)程。在信號(hào)檢測(cè)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(duì)強(qiáng)大的運(yùn)算能力，使數(shù)字無(wú)線電廣播平臺(tái)功能得以全面發(fā)揮[5]。從技術(shù)角度詳細(xì)來(lái)講，數(shù)字調(diào)幅廣播軟件化接收技術(shù)作為一種無(wú)線電技術(shù)，能夠深層次考慮無(wú)線電廣播平臺(tái)接收機(jī)結(jié)構(gòu)，提供更經(jīng)濟(jì)、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(duì)小巧，在射頻采樣結(jié)果方面對(duì)A/D、D/A器件的要求有所提升，對(duì)后繼數(shù)字處理部件的技術(shù)處理過(guò)程也更加嚴(yán)謹(jǐn)。比如在射頻采樣技術(shù)過(guò)程中，就利用射頻低通或射頻帶通進(jìn)行采樣。

4 結(jié)語(yǔ)

軟件無(wú)線電技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用在廣播中，大大提升了用戶體驗(yàn)，促進(jìn)了無(wú)線電廣播技術(shù)的發(fā)展。無(wú)線電廣播通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線方法，有了更廣泛的受眾群體。此外，計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，也在不斷給軟件無(wú)線電的優(yōu)化升級(jí)提供動(dòng)力。

[1]嚴(yán)振. 淺析數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中的軟件無(wú)線電技術(shù)[J]. 中國(guó)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(wú)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(wú)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(wú)線電技術(shù)[J]. 中國(guó)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(wú)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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