研究无线电多媒体通信技术及其在卫星通信中运用

研究无线电多媒体通信技术及其在卫星通信中运用

吴永坚

海华电子企业（中国）有限公司510656

摘要：无线电多媒体通信技术是基于对信息多样性的需求，利用通用可编程数字信号处理器，采用高效的数据压缩算法，减小系统传愉数据量，实现多媒体信息的窄带传愉，窄带无线电多媒体通信技术具有高效的传愉效率，其在卫星通信等无线电通信领域具有广泛的应用前景。

关键词：多媒体通信；技术卫星通信

随着信息技术的不断发展，传统单一通信媒体已很难适应当今多元化信息的发展需求。高速设备、大容量存储装置和高性能计算机快速发展为多媒体通信技术的发展奠定了基础，多媒体通信是一种新兴的信息科学技术，是多媒体、通信、计算机和网络等相互渗透和发展的产物，它为文字、数据、图形、图像、视频和音频等不同格式的诸种消息和信息的存储、传输和处理提供支撑环境和手段。

1无线电多媒体通信技术的特点和设备

无线电多媒体通信技术的最主要的特点：此通信技术的功能能够用软件来进行定义。无线电多媒体通信技术通信的功能涵盖了其系统的功能以及设备的功能。

在卫星通信技术系统概念之中，系统功能则主要指的是CDMA码分多址的方式、并有网络结构、组网协议等等内容；而设备功能指的是接口的标准、调制解调的方式等。而无线电多媒体通信技术主要就是指使用尖端新科技的技术，能够促使以上功能可以利用软件就能完全定义。

让我们总结一下目前的无线电多媒体通信技术的特点：首先，无线电多媒体通信技术实现完全可编程，涵盖有可编程天线波段，通信的信道接入，通信的调制解调，以及传输速率等等，全部都可以通过软件来提供指令，实现操作，管理和维护的功能。

第二，就是无线电多媒体通信技术系统的结构是通用的，功能可以灵活实现，改进或者更新都是十分高效便捷。高速A/D/A实为一个标准接口，作用就是把RF/IF部分与通用的数字/软件部分做一个链接。只要其带宽和处理能力满足系统要求，都具有良好的通用性。

第三，就是无线电多媒体通信技术使不同系统之间互操作的实现提供契机。

第四，就是无线电多媒体通信技术的复用优势，无线电多媒体通信技术的结构一致，能使得模块化思想更好地实现，并让这些模块具有良好通用性，在不同系统和升级过程中便于复用。

第五，就是在无线电多媒体通信技术中，软件的生存期决定了通信系统的生存期。通常来说，软件开发周期相比硬件要短，耗费的成本要更低。

最后，就是由于无线电多媒体通信技术的主要功能由软件来实现，所以更方便采用各类新信号处理手段让抗干扰性能提升，使系统频带监控、在线改变信号调制方式等功能的实现也成为可能。

无线电多媒体通信技术的设备最主要的为信道的设备、接口的设备以及网络的控制终端。而信道的设备以及接口的设备全部都有一致的标准化的外型，其中内部的电路设计已全部选用了模块化的设计，每一个模块都具有软件接口作定义，某些参数升级与更新都无需重设系统。模块化设计能够便于把设备的功能分成许多个模块，每个模块都采用的是最为标准的插件电板。

图1无线多媒体通信终端系统框图

2无线电多媒体通信技术的关键技术及实现方案

2.1多频段宽带天线它的作用就是保证整个系统可以依次或同时接入多个通信频段。这是无线电多媒体通信技术不可替代的硬件出入口，只能靠硬件本身来完成，但能用程序控制的方法对功能及参数进行设置。无线电多媒体通信技术的工作频率范围应尽可能地覆盖2～2000MHz。天线应该能覆盖10倍频程（如0.4MHz～3GHz），但目前的技术水平还不能研制出2MHz～2GHz的全频段天线。

实现方案有两种方法可供选择：（1）对于每个系统和波段使用单独的天线；（2）采用多模式天线。此外，要求能高质量、低成本地接收到大范围的射频信号，需要在频频进行数字化处理。就目前的硬件性能而言，在射频实行数字化处理还无法实现，而射频放大器的线性的实现也是需要解决的问题。

2.2宽带AD、DA变换技术

宽带AD、DA变换技术及其在无线电体系结构所处的位置非常关键，其中靠近天线的AD方案应用于接收部分，射频信号通过AD变换为数字信号提供给DSP处理；而对应的DA方案则应用于发射部分，DSP处理后的数字信号通过DA变换成为射频信号。

对于理想的无线电多媒体通信技术而言，AD、DA变换器的动态范围必须在100～120dB或者16～20位，最大输入信号频率要在1GHz到5GHz之间。就目前的技术发展水平，很难实现这些技术要求。为此可暂时先考虑将AD、DA变换器设置在中频（10MHz左右）进行，这样就需要提供一个降低了一定要求的、可实现的相应中频宽带AD、DA变换技术。

实现方案有下面三种选择：（1）并行采样。就是采用多个AD并行工作的方式，每个AD处理一定子带带宽内的信号，以降低对单个AD采样率的要求，从而获得一定的分辨率。（2）∑ΔA/D转换器。它由抗混叠滤波器、∑Δ调制器、数字滤波器三部分组成。先将模拟信号经滤波后进行∑Δ调制，可得到一系列高速、低分辨率的数字信号，再经过高性能的数字滤波重构出略高于奈奎斯特频率的高分辨率数字信号。（3）带通采样。就是理想的带通信号在低于一定的频率和高于一定频率范围内的频率分量为零，只要采样率不低于2倍的信号带宽，时域采样就不会导致信号频谱的混叠，显然可见带通采样可较好地降低采样率。当然应以被采样信号的最高频率不能超过ADC转换器的全功率模拟输入带宽为限。

2.3高速数字信号处理技术

通信系统所需要的信号处理工作，均是基于可编程DSP芯片对数据流的实时或近实时处理来实现的，以体现无线电的软件化。目前，普通的DSP可提供200MIPS的处理能力，在中频宽带采样后的信号需要信道选择滤波器选中某一窄带信道，而一个优良的FIRIIR滤波器大约需要每个采样点100次操作，对于30MSPS的采样率，即需要3000MIPS完成信道选择和下变频。因此在DSP上使用软件实现下变频目前还无法实现，DSP只能完成基带处理。解决上述问题的有效方案就是引入“数字上/下变频”环节。其中“数字下变频”的基本功能是从输入的宽带高数据流的数字信号中提取所需的窄带信号，将其下变频为数字基带信号，并转换成较低的数据流；“数字上变频”为“数字下变频”的逆过程。

结语

无线电多媒体通信技术是一种新兴的综合通信技术，应用此技术可以满足窄带条件下信息传输多样化的需求，实现了实时视频传输。无线电多媒体通信技术可应用于卫星实时视频通信系统，具有广泛的应用前景。

参考文献

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