基于軟件無線電的直擴(kuò)通信終端設(shè)計

1 引言

　　近幾年來隨著數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，廣播電視也正經(jīng)歷由模擬信號轉(zhuǎn)向數(shù)字信號的巨大變革。清晰度大幅提升、交互性、多媒體信息豐富等是數(shù)字信號電視帶給人們的直觀感受。數(shù)字高清晰度電視(HDTV)、數(shù)字視頻廣播(DVB)、數(shù)字音頻廣播(DAB)已經(jīng)慢慢走近我們的生活。

　　在這場變革中，由數(shù)字電視衍生出來的一些增值技術(shù)也越來越受到人們的關(guān)注，高速多媒體數(shù)據(jù)廣播是其中非常重要的一種。它利用現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)資源，可提供文件、數(shù)據(jù)、音頻、視頻和綜合業(yè)務(wù)的廣播服務(wù)；接收終端為PC卡，系統(tǒng)兼容DVB系列標(biāo)準(zhǔn)；通過IP包可傳輸基于MPEG-l、MPEG-2或MPEG-4格式的視頻數(shù)據(jù)流，使用戶能享受到高質(zhì)量的視頻實(shí)況圖像，充分體現(xiàn)寬帶的技術(shù)優(yōu)勢。

　　同時，互聯(lián)網(wǎng)的普及和當(dāng)今寬帶通信網(wǎng)絡(luò)(以下簡稱寬帶網(wǎng))技術(shù)的突飛猛進(jìn)，也使我們更加傾向于選擇有交互性特點(diǎn)的信息。寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是多種多樣的，有基于PSTN網(wǎng)絡(luò)的xDSL技術(shù)、基于有線電視網(wǎng)絡(luò)的Cable Modem技術(shù)、基于LAN的社區(qū)寬帶綜合布線技術(shù)，以及將成為未來主流的FTTH技術(shù)，這些都為我們的交互式應(yīng)用打下了堅實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

　　當(dāng)今，語音通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)和電視網(wǎng)絡(luò)之間的界限越來越模糊，三網(wǎng)融合的趨勢越來越明顯。

　　2 有線電視網(wǎng)絡(luò)多媒體數(shù)據(jù)廣播的概念

　　高速多媒體數(shù)據(jù)廣播是繼音頻和視頻廣播之后融合音頻、視頻以及文字為一體的第四代廣播方式。數(shù)據(jù)廣播分為逆程數(shù)據(jù)廣播（又可稱之為圖文電視）和正程數(shù)據(jù)廣播（又被稱為高速多媒體數(shù)據(jù)廣播）兩種。

　　有線電視網(wǎng)絡(luò)多媒體數(shù)據(jù)廣播利用電視信號加載的數(shù)字信號，可由一點(diǎn)向多點(diǎn)高速傳送數(shù)字化信息。它使用有線電視網(wǎng)絡(luò)作為傳輸媒體，充分發(fā)揮有線電視網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣、價格低廉、寬帶高速、穩(wěn)定可靠的入戶優(yōu)勢，為廣大有線電視用戶提供影視節(jié)目、數(shù)字音頻、遠(yuǎn)程教育、因特網(wǎng)網(wǎng)站廣播、金融和證券信息、電子報刊訂閱、高速點(diǎn)播下載及因特網(wǎng)游覽等服務(wù)。

　　與有線電視網(wǎng)一樣，高速數(shù)據(jù)廣播也是一種從上到下的單向傳輸機(jī)制。由于采用的是數(shù)字信號，用戶端可通過使用一些功能強(qiáng)大的軟件，有選擇地接收廣播數(shù)據(jù)，并根據(jù)自己的需要對這些信息進(jìn)行存儲、瀏覽、分析；它的交互方式是一種虛擬的交互，實(shí)際上是由PC首先將數(shù)據(jù)存儲到本地硬盤中，用戶再從本地選擇所需的內(nèi)容，如果用戶提交的需求信息不在廣播內(nèi)容之中，那么信息將無法取得。

　　3 寬帶通信網(wǎng)絡(luò)的概念

　　寬帶通信網(wǎng)絡(luò)指的是速率在1.544Mbps以上，等待時間在幾十毫秒以內(nèi)的高速數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，是建立在IP協(xié)議基礎(chǔ)上的計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)。在短短的10年內(nèi)，用戶接入速率便從早期的9.6kbps發(fā)展到現(xiàn)在的1Mbps、10/100Mbps，增長了成千上萬倍，而且接入方式也多種多樣，比如xDSL、WLAN、Cable Mode、WLAN、FTTH等。

　　電力線上網(wǎng)(PLC)是目前的主要接入技術(shù)。用戶端以PC為主，操作系統(tǒng)大多數(shù)采用微軟的Windows平臺，可在其上開展視頻音頻點(diǎn)播及下載，遠(yuǎn)程教育網(wǎng)絡(luò)游戲、即時通信、網(wǎng)頁瀏覽等交互性強(qiáng)的業(yè)務(wù)，同時各種網(wǎng)站數(shù)量更是以億計，幾乎沒有找不到的信息。如此豐富的內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)已成為人們生活、工作、學(xué)習(xí)必不可少的工具，它的突出特點(diǎn)是雙向性，實(shí)時性、交互性，這也是高速多媒體數(shù)據(jù)廣播所欠缺的，且目前多媒體內(nèi)容在寬帶網(wǎng)上的傳輸還不夠完善，比如，IPTV用戶接入帶寬的要求達(dá)到3Mbps-4Mbps(使用MPEG-2編碼)或2Mbps(使用MPEG-4或更高壓縮率的編碼)，一些清晰度較高的視頻節(jié)目帶寬需求更大，寬帶網(wǎng)難以滿足，這點(diǎn)正是高速多媒體數(shù)據(jù)廣播的特點(diǎn)，所以，融合多媒體數(shù)據(jù)廣播和寬帶網(wǎng)的應(yīng)用有一定的互補(bǔ)性和必然性。

　　4 有線電視網(wǎng)絡(luò)多媒體數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)的組成及功能

　　有線電視網(wǎng)絡(luò)多媒體數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)播出子系統(tǒng)、用戶子系統(tǒng)、外交互子系統(tǒng)、視頻直播子系統(tǒng)和衛(wèi)星接收子系統(tǒng)等部分組成，各部分的功能分述如下。

　　4.1 數(shù)據(jù)播出子系統(tǒng)

　　數(shù)據(jù)播出子系統(tǒng)是寬帶多媒體數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)的一個核心部分，它的主要功能是有效地組織各種信息資源，通過特定的播出設(shè)備和軟件將資源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可以在有線電視網(wǎng)上廣播的信息，并且把信息送到有線電視播出設(shè)備上，同時，對數(shù)據(jù)播出實(shí)行監(jiān)控、對系統(tǒng)用戶進(jìn)行管理。數(shù)據(jù)播出子系統(tǒng)的主要設(shè)備包括：數(shù)據(jù)播出管理網(wǎng)絡(luò)、播放服務(wù)器和多媒體數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)前端調(diào)制器等。

　　4.2 用戶子系統(tǒng)

　　用戶為了接收多媒體數(shù)據(jù)廣播的數(shù)據(jù)或者利用寬帶網(wǎng)進(jìn)行Internet接入，需要配備相應(yīng)的硬件設(shè)備和應(yīng)用軟件，這些硬件、軟件就構(gòu)成了用戶子系統(tǒng)。

　　4.3 外交互子系統(tǒng)

　　外交互子系統(tǒng)的主要功能是為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙向接入業(yè)務(wù)，它是在單向數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上的一個重要擴(kuò)展。外交互子系統(tǒng)主要部件包括：城域網(wǎng)的匯聚層交換機(jī)、骨干路由器和網(wǎng)管服務(wù)器等。

　　4.4 視頻直播子系統(tǒng)

　　視頻直播子系統(tǒng)的主要功能是通過視頻采集模塊實(shí)時采集視頻信號，并將其送入播出系統(tǒng)，從而在數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)視頻信號的實(shí)時轉(zhuǎn)播或直播。

　　4.5 衛(wèi)星接收子系統(tǒng)

　　衛(wèi)星接收子系統(tǒng)主要用于接收來自衛(wèi)星信道的各種信息資源，并將接收到的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)播出管理網(wǎng)絡(luò)存儲或直接通過播放服務(wù)器轉(zhuǎn)播到有線電視網(wǎng)上。