張玉寶

1 關于軟件無線電技術

1.1 基本技術內涵

軟件無線電技術歸屬于無線通信領域，在現代通信產業(yè)中占據舉足輕重地位。嚴格來講，軟件無線電技術是軟件與數字處理硬件技術的相互結合，它在商業(yè)無線電領域可以提供成本價格更低、市場應用更廣泛的無線電系統(tǒng)技術，是無線通信領域發(fā)展創(chuàng)新的原始動力，被廣泛應用于數字無線電廣播領域中。

1.2 基本技術結構

在軟件無線電技術中，將A/D與D/A變換器向射頻轉換靠攏，利用寬帶天線、多頻段天線來轉換中頻頻段，全程都要采用到可編程數字器件。在這一技術轉換過程中，可以發(fā)現其內部體系結構轉換是具有相當大的通用特質的，在解決數字無線電廣播的多頻段、多調制方式與多址方式具有良好效果，能夠構成以多體制為主的通用無線通信系統(tǒng)?？傮w來看，無線電軟件技術所構造的通用硬件平臺是標準化的、模塊化的且具有開放性，它的所有工作頻段、數據格式、加密模式、調解類型以及通信協(xié)議都通過軟件完成，保證A/D、D/A轉換器能盡量接近天線，提高信號接收的高靈敏度和高靈活性，所以，它屬于新一代的無線通信系統(tǒng)。從技術角度來講，無線電軟件能夠重新定義和控制無線電廣播電臺，實現更多無線電廣播技術，還能實現對平臺各種功能軟件的有效升級，形成全新的調制波形與通信協(xié)議，極大程度延長了無線電廣播電臺使用周期，也較大程度節(jié)約了技術成本開支[1]。

2 無線電廣播中的數字調幅廣播軟件化接收技術應用分析

在無線電廣播中，數字調幅廣播軟件化接收技術基于多模式廣播接收整合技術內容展開，它迎合當前大部分無線電廣播收音機所采用的集成電路來實現廣播調幅與廣播接收機相互集成，保證無線電廣播既能播放短波調幅廣播，也能播放立體聲調幅廣播，屬于典型的數字調諧模式。

目前，從模擬接收到數字接收過程中，基本采用到了數字化方法，像基帶數字化、射頻直接數字化、中頻數字化就是其中比較主流的3種數字化技術方法。圍繞這3種數字化技術方法所建設的最理想數字接收模型，主要從無線電廣播電臺天線進入信號，再經過濾波方法來放大信號，通過A/D、D/A來實現無線電廣播數字化。整體來看，該技術內容結構相對簡單，能夠將模擬電路數量結構降到最低程度，同時其數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，也實現了通過DDC輸出信號來為DSP完成軟件解調處理過程。在信號檢測部分，則主要利用DSP技術調用相應程序包，用到了DSP模塊相對強大的運算能力，使數字無線電廣播平臺功能得以全面發(fā)揮。

從技術角度詳細來講，數字調幅廣播軟件化接收技術作為一種無線電技術，能夠深層次考慮到無線電廣播平臺接收機結構，提供更為經濟有效的技術融合方式。而且，由于相比傳統(tǒng)技術它所設置的模擬電路更少，集成度更高，所以，其接收終端也相對小巧，在射頻采樣結果方面對A/D、D/A器件的要求有所提升，對后繼數字處理部件的技術處理過程也更加嚴謹。比如，在射頻采樣技術過程中，就利用射頻低通或射頻帶通進行采樣。以射頻低通采樣為例，可根據Nyquist采樣技術定理對數字無線電廣播的頻率帶限信號x(t)中的頻帶進行限制（限制于（0，fH）范圍內）。另外，要保證其采樣率不小于fs=2fH，且要對x(t)進行等間隔采樣，并得到離散采樣信號x(n)=x(nTs)，最后保證完全表示原信號x(t)。在無線電廣播頻帶上，要以調頻工作頻率最高為基準來設置采樣率，并給出采樣率的最低要求應為fs=216 MHz。以目前的數字無線電短波廣播為例，按照我國所規(guī)定的頻率范圍（3.2～26.1 MHz），它的帶寬應該在22.1～22.9 MHz。這里依據帶通采樣定理就能設定一個頻率帶限信號x(t)，它的頻率要限制于(fL,fH)范圍內，以滿足采樣數率fs，最終得出：

再一點，為有效避免鏡像干擾，還要在數字調幅廣播軟件化接收技術中采用二次變頻技術，將原有的頻率混頻（10.7 MHz）轉換為二次變頻（465 kHz），基于這一特點來建立接收機，調整FM、AM通道，同時將A/D轉換為相對固定頻率，以便于數據采樣與后繼處理。該技術能夠實現數字調諧技術與數字化無線電廣播平臺中的所有電路兼容，在一定程度上放寬濾波器帶寬，保證無線電廣播中對軟件無線電技術的應用性價比達到最佳水平[2]。

3 無線電廣播中的OFDM技術應用分析

在數字無線電廣播技術平臺上，OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復用技術）也是具有一定技術特色的軟件無線電技術。它采用的是不連續(xù)的多音調技術，基于載波中不同頻率的大量信號來實施信號合成，最后完成信號數據有效傳送。該無線電軟件技術在數字無線電廣播平臺中的應用能夠實現對雜波干擾傳送信號能力的優(yōu)化，非常適用于某些外界抗干擾能力偏差的傳輸介質。

從技術層面講，OFDM技術所采用的分支技術就包括MCM多載波調制，它能有效克服多徑接收，提高系統(tǒng)傳輸碼率。如果無線電廣播電臺在調制機制中只采用一個載波信號，就能通過數據調制來實現高頻載波傳輸，在OFDM技術中則會采用復數載波信號進行數據傳輸，降低傳輸比特速率，保證數據傳輸速率降低，信號波形周期加長，進而避免信號波形間產生不必要干擾。

此外，OFDM技術能夠為數字無線電廣播平臺技術實現頻域內給定信道多正交子信道建設，基于單獨子載波來調制信號數據內容，并通過子載波實施信號傳輸，保證信道頻響曲線是非平坦的。換言之，就是要豐富無線電廣播的頻率可選擇性，通過子載波來傳輸信號數據。而如果子信道是平坦結構，則要通過窄帶傳輸，它的信號寬帶小于信道帶寬，可通過這種技術應用類型來有效消除無線電廣播信號傳輸過程中的信號波形間干擾，從某種程度上提高頻譜效率。

當然，OFDM軟件無線電技術的使用也為數字無線電廣播平臺提出了更高要求，因為該技術對于相位噪聲相當敏感，這是因為子信道中的頻譜可能存在相互覆蓋現象，這就間接為系統(tǒng)正交性提出了更高要求。在應用OFDM技術的過程中應充分考慮到無線信道中所存在的時變形，以及OFDM系統(tǒng)子載波中所存在的正交性，這也是為了避免子信道信號受到相互干擾而影響無線電廣播信號傳播質量。所以，在設置OFDM接受機時，應深入研究其載波頻偏所對應的估計與恢復技術應用過程，保證數字無線電廣播平臺中的數字調幅廣播系統(tǒng)與OFDM同步接收機技術相互協(xié)調，最終達到載波頻率同步的技術目的。

如圖1所示，在數字無線電廣播平臺中應用OFDM技術，可以看到其結構復雜，各個模塊之間可能會存在相互影響。為避免這一相互影響問題，必須消除這些干擾（主要是符號間干擾與子載波間干擾）。一般可在信號數據中插入循環(huán)前綴，配合OFDM時域符號來擴大信號延擴展值，并明確符號起點、時延以及導頻三者之間的關系[3]。

圖1 數字無線電廣播平臺中OFDM技術應用系統(tǒng)示意圖

4 結語

本文對數字無線電廣播中的軟件無線電技術——數字調幅廣播軟件化接收技術與OFDM技術進行了深入分析，指出二者對于當前數字無線電廣播平臺應用的具體功能作用，即它們都能實現對平臺信號數據的有效傳播與干擾降低，并具有較高的控制單元分散處理能力，有效減少信號傳輸時延，對未來無線電廣播技術領域發(fā)展具有極高的實用價值。

[1]薛虎.無線電廣播中軟件無線電技術的應用[J].科技傳播,2017(22):157-158.

[2]席鶴鵬.關于數字廣播電視系統(tǒng)中的軟件無線電技術探究[J].電子制作,2015(17):93.

[3]陳曉毅.數字廣播接收機的軟件無線電研究[D].杭州:浙江大學,2005.