DRM接收機(jī)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)研究

李 征，馬永濤，劉開華，燕 鵬

（天津大學(xué) 電子信息工程學(xué)院，天津 300072）

DRM（DigitaI Radio Mondiale）廣播系統(tǒng)是由DRM國(guó)際組織提出的，世界上唯一的覆蓋調(diào)頻、調(diào)幅波段的數(shù)字聲音廣播系統(tǒng)，已經(jīng)成為EISI國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并開始試播[1-5]。在國(guó)內(nèi)，對(duì)DRM數(shù)字廣播系統(tǒng)的研究和試驗(yàn)也在進(jìn)行中，并取得了一定的成果。DRM系統(tǒng)在保持與模擬聲音廣播同樣帶寬的情況下，降低了發(fā)射機(jī)功率，提供了更好的傳輸性能和信道利用率，同時(shí)提高了抗干擾能力及聲音質(zhì)量，豐富了廣播業(yè)務(wù)，傳送音頻的同時(shí)還可以傳送靜態(tài)圖片、新聞等附加的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)[6-7]。

1 接收機(jī)軟件設(shè)計(jì)

DRM接收機(jī)設(shè)計(jì)中，準(zhǔn)確獲取FAC單元、SDC單元、MSC單元的數(shù)據(jù)是正確獲得數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的關(guān)鍵，其設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

2 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)描述

DRM系統(tǒng)中數(shù)據(jù)應(yīng)用有的附加在音頻業(yè)務(wù)上（文本信息），有的是獨(dú)立的數(shù)據(jù)應(yīng)用，如靜態(tài)的新聞圖片、Journaline新聞報(bào)紙等。SDC提供如何解碼MSC的信息，其組成結(jié)構(gòu)包括AFS指數(shù)、數(shù)據(jù)域、CRC和填充位。AFS指數(shù)為4 bit；數(shù)據(jù)域數(shù)據(jù)域攜帶可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)實(shí)體，可能包含填充位，取任意n字節(jié)；CRC是基于AFS和數(shù)據(jù)域計(jì)算的校驗(yàn)值，為16 bit；填充位包含0～7 bit的數(shù)據(jù)以使傳輸超幀完整。

數(shù)據(jù)域是由數(shù)據(jù)實(shí)體組成的，DRM系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（包括音頻業(yè)務(wù)中的數(shù)據(jù)應(yīng)用）都由業(yè)務(wù)描述信道SDC的數(shù)據(jù)實(shí)體類型5描述，除頭部信息外，該數(shù)據(jù)實(shí)體包含的信息如圖2所示。

圖2中，ShtID表示相關(guān)業(yè)務(wù)的短ID號(hào)，為2 bit；StrID表示攜帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或數(shù)據(jù)應(yīng)用的流ID，為2 bit；PM為包模式指示；描述符的大小可以取7 bit或15 bit，決定于包模式指示的值。當(dāng)包模式指示為0時(shí)，將使用Rfa，EF和AppDom。其中Rfa為3 bit，定義之前置0；EF是增強(qiáng)標(biāo)志位，為1 bit；AppDom應(yīng)用域表示數(shù)據(jù)應(yīng)用詳細(xì)描述的來(lái)源，為3 bit。當(dāng)包模式指示為1時(shí)，將使用DU，PID，EF，AppDom和PLen。其中DU是數(shù)據(jù)單元指示，為1 bit，值為0表示數(shù)據(jù)流是由單個(gè)包組成的，值為1表示數(shù)據(jù)流是由數(shù)據(jù)單元組成的；PID是包ID，為2 bit；EF是增強(qiáng)標(biāo)識(shí)位，為1 bit；AppDom應(yīng)用域表示數(shù)據(jù)應(yīng)用源的規(guī)范，為3 bit；PLen是以字節(jié)為單位表示數(shù)據(jù)域每個(gè)數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度，為8 bit，無(wú)符號(hào)整數(shù)編碼，范圍為1～255。

3 DRM數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)

DRM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分為流和對(duì)象（文件）兩種傳輸機(jī)制。

1）流形式，DRM中的數(shù)據(jù)流傳輸模式有同步流模式、異步流模式和異步數(shù)據(jù)單元模式[8]。同步流模式占用整個(gè)DRM數(shù)據(jù)流，這也意味著碼率是固定的，當(dāng)沒有數(shù)據(jù)需要發(fā)送時(shí)，復(fù)用器中相應(yīng)的編碼器傳輸0 bit。另外兩種模式采用可變碼率傳輸。當(dāng)發(fā)送端有可用的新數(shù)據(jù)時(shí)，可以隨時(shí)將數(shù)據(jù)傳送到接收端。異步流有著低負(fù)載、低延遲、處理需求簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。異步數(shù)據(jù)單元模式與異步流模式相比又具有以下優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)數(shù)據(jù)單元的重發(fā)來(lái)實(shí)施差錯(cuò)控制，保證數(shù)據(jù)塊以連貫的順序被傳送到接收端以防丟失[9]。

2）對(duì)象（文件）形式，DRM系統(tǒng)采用多媒體對(duì)象傳輸協(xié)議EN 301 234[9]作為DRM中對(duì)象（文件）的標(biāo)準(zhǔn)傳輸。MOT協(xié)議允許從發(fā)射機(jī)端傳輸有限個(gè)對(duì)象到接收機(jī)。MOT提供對(duì)象的可靠連貫的傳輸，每個(gè)對(duì)象最大容量為256 Mbyte[10]。圖3顯示了從一個(gè)給定的負(fù)載組成一個(gè)MOT數(shù)據(jù)組的過(guò)程。

首先創(chuàng)建包含MOT對(duì)象管理信息的MOT頭，然后將該頭部與MOT對(duì)象主體數(shù)據(jù)一起分成大小相等的段（最后一段可能比較?。?。如果一個(gè)文件必須以一個(gè)數(shù)據(jù)塊發(fā)送出去，那么容量大的文件將會(huì)長(zhǎng)時(shí)間占用DRM信道。采用分段的方法，每次只需要傳輸文件的一個(gè)段，不同MOT對(duì)象的段交錯(cuò)傳輸，重要的MOT對(duì)象可以相對(duì)高的比特率傳輸，不太重要的MOT對(duì)象能夠以相對(duì)低的比特率傳輸[11]。每個(gè)數(shù)據(jù)段被映射到DRM的MSC數(shù)據(jù)組，該數(shù)據(jù)組在MOT協(xié)議中處于最低層。圖4為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)解碼的流程圖。

4 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)解碼及功能驗(yàn)證

本文采用Spark軟件生成既攜帶音頻業(yè)務(wù)又?jǐn)y帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的DRM信號(hào)源（.wav格式）作為測(cè)試源。對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行解碼首先需要得到SDC數(shù)據(jù)實(shí)體5中對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的描述信息，如包模式信息、長(zhǎng)度信息等。得到的SDC數(shù)據(jù)實(shí)體5的信息顯示，Spark產(chǎn)生的信號(hào)源攜帶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是DRM應(yīng)用，以包模式傳輸，數(shù)據(jù)流攜帶的是數(shù)據(jù)單元，遵循MOT協(xié)議。取得MSC中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)的比特流，參照MOT協(xié)議對(duì)MOT對(duì)象格式的定義，獲取group_header信息和group_data信息，識(shí)別出連續(xù)的開始段和結(jié)束段，將每段的group_data信息提取出來(lái)，存放到連續(xù)的內(nèi)存地址，將這些數(shù)據(jù)以jpeg格式存儲(chǔ)，就得到Spark生成DRM測(cè)試源時(shí)添加的圖片。Spark軟件以文件形式添加7.50 kbyte的jpeg圖像和文字到數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，如圖5所示。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的DRM接收機(jī)軟件的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)解碼，得到的數(shù)據(jù)解碼信息和接收到的圖片如圖6所示。

5 小結(jié)

DRM數(shù)字廣播系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)是一種嶄新的、功能強(qiáng)的業(yè)務(wù)傳輸形式，它改變了傳統(tǒng)聲音廣播系統(tǒng)“只能聽，不能看”的陳舊模式，給數(shù)字聲音廣播通信行業(yè)帶來(lái)了革新。

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[10]ETSI TS 101 968，Digital radio mondiale(DRM)；Data applications directory[S].2004.

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