DRM系統中電子節目指南信息編碼傳輸的研究與實現

沈向輝

(中國傳媒大學 廣播電視數字化教育部工程研究中心,北京 100024)

DRM系統中電子節目指南信息編碼傳輸的研究與實現

沈向輝

(中國傳媒大學 廣播電視數字化教育部工程研究中心,北京 100024)

簡單介紹DRM系統中電子節目指南(EPG)的應用,詳細描述了EPG的編碼及傳輸方式,最終總結出 EPG編碼傳輸平臺的軟件實現方法,并通過實驗驗證其可行性。

DRM;EPG;MOT;服務信息;節目信息

1 引言

我國是調幅廣播大國,模擬調幅廣播電臺眾多,聽眾數量巨大。作為一種重要的和主要的無線覆蓋手段,模擬 AM廣播具有覆蓋范圍廣、接收成本低、適合固定和移動接收等優點。但其傳輸質量差,業務形式單一,已經無法滿足受眾對大范圍綜合性多元化信息的需求。因此要對其進行數字化改造。數字調幅廣播(DRM)采用高效的信源編碼技術,在保持原有模擬廣播帶寬(9kHz或 10kHz)情況下,可達到調頻單聲道廣播的聲音質量。同時,DRM廣播在傳統的單一聲音廣播基礎上增加了文本、圖像、數據等附加信息廣播能力,將廣播業務推向了多媒體領域,為傳統的廣播電臺提供了新的業務渠道和經濟增長點。電子節目指南(EPG)作為一種可視的多媒體數據業務,為用戶提供音頻和各種數據業務的節目說明信息,它在業務描述信道(SDC)實體 5中聲明,通過主業務信道(MSC)傳輸,通常作為人機界面的一部分。本文詳細介紹了 DRM系統中 EPG編碼傳輸的研究與實現。

2 EPG概述

在 DRM系統中,EPG用來傳輸音頻和各種數據業務的節目說明信息,經接收終端解碼后將這些說明信息顯示給用戶,以方便用戶選擇節目。這些說明信息主要包括信號群(一個固定頻率上的所有電臺稱為一個信號群)說明信息、業務(各種節目的統稱)說明信息以及節目時間表、節目說明信息等與業務和業務內容相關的說明信息。用戶可以通過這些信息了解當天正在播出的節目名稱、播出起止時間、演員及節目背景資料等,也可以查看每個頻道一周內的節目預告信息,還能夠實現節目的預約收看。

3 EPG編碼結構

在 DRM發送端,音頻和各種數據業務的節目說明信息首先被處理成可擴展標識語言(XML)格式的文件,在這一過程中,采用如圖 1所示的層次嵌套結構描述 EPG信息中的音頻和各種數據業務的節目說明信息之間的層次關系。

EPG中用元素表示相關信息的統稱,元素內部可包含多個其它元素和屬性;屬性表達具體含義,比如節目的起始時間、結束時間等。該結構體現了不同層次元素之間的從屬關系,以及屬性與元素的所屬關系。最外層為父元素,父元素的屬性和其子元素屬于同一層,類似的,子元素的屬性和二級子元素屬于同一層。各級元素有其獨有的屬性,屬性值代表了具體的含義。父元素是相對的,任何一級的元素的編碼結構都相同,都是標簽(tag),長度(length)和值(value)的組合,tag標識不同的元素和屬性,length表明 value的長度,value是屬性的值,或者是下級元素和屬性。這樣在 DRM解碼端可以方便地實現有選擇的解碼,通過 tag識別元素,對不感興趣的元素可以直接跳過 length長度的數據,為高效解碼提供了可能途徑。

圖1 EPG編碼結構

4 EPG的傳輸

EPG的編解碼流程如圖2所示。將應用層的待傳輸文件即經過 EPG編碼的文件,經過多媒體對象傳輸(MOT)編碼器產生完整的包括附加信息在內的 MOT對象。把這些對象切割成適當大小的塊,接著將這些塊轉化成適合 DRM傳送的數據包,通過包模式或者在 X-PAD數據區來傳送。

圖2 EPG編解碼流程示意圖

3.1 傳輸層數據處理

經過 EPG編碼之后的碼流采用 MOT數據傳輸協議傳輸。為了便于靈活的處理大量的數據(如文件),MOT編碼器將對象(在正文前面加上頭即成為對象)分割成多個塊,如圖 3所示。

由圖 3中可以看出原始文件首先被加上頭,然后頭信息和正文(原始文件)分別被獨立地分割成許多的塊,然后給每個塊也分別分配一個頭,用來標識塊的大小以及在傳輸中的重復次數等重要信息。最后頭信息塊和正文信息塊組成不同類型的 MSC數據組,數據組的類型及其它相關的信息都在 MSC數據組頭中定義。

圖3 MOT對象的塊處理過程

3.2 網絡層數據處理

DRM系統中,包含 MOT數據的數據組可以通過包模式和 X-PAD數據通道兩種方式來傳送。這里僅以包模式為例來說明數據處理。將包含 MOT的數據組打包,給每個包分別加上包頭和包尾信息,以數據包的形式在 DRM信道中傳輸(如圖 4所示)。

圖4 MSC數據組打包過程

5 EPG編碼傳輸的軟件實現

電子節目指南(EPG)作為一種可視的多媒體數據業務,為用戶提供音頻和各種數據業務的節目說明信息,它在 SDC實體 5中聲明,通過主業務信道(MSC)傳輸。當有大量的 EPG信息需要傳送的時候,常以包模式傳輸,因此這里僅以包模式來討論。

根據 EPG協議,EPG編碼有兩個 Profile可供選擇,分別是 Basic Profile和 Advance Profile,需根據資源進行選擇。本設計選擇 Basic Profile,這樣對硬件和處理速度要求都較低。

(1)根據 EPG信息提供商(本設計中為人機界面)提供的信息進行 EPG編碼。本設計僅實現簡單的 EPG編碼,即播出起止時間 -節目名稱形式,只通知用戶某一天節目的播出時間。電子節目指南信息包括服務信息(Service Information)和節目信息(Program Information),只有這兩種信息都傳到接收機,接收機才能正確地解碼并顯示 EPG信息。因此,本設計中分別對服務信息和節目信息進行了編碼。EPG編碼結構如圖 1所示。本設計涉及到元素、屬性及通用數據類型(例如時間與日期、持續時間)編碼,他們均采用 tag-length-value編碼結構。編碼后生成兩個文件對象,分別攜帶服務信息和節目信息。

(2)利用多媒體對象傳輸(MOT)目錄模式將EPG編碼后的服務信息和節目信息對象進行 MOT編碼。首先創建 MOT目錄,將目錄和待傳輸的信息文件(分別攜帶服務信息和節目信息)分別劃分成有利傳輸的等長的多個數據塊,最后一塊可能較小,目錄應在正文之前傳輸,在傳輸正文之前或過程中,可以重復多次傳送 MOT目錄;給每個數據塊添加一個塊頭,再映射到 DABMSC數據組的數據域,DAB MSC數據組是 MOT協議中數據劃分的最低一層;在 DRM系統中,每一個 DAB MSC數據組都直接映射成一個 DRM數據單元,然后再分成合適大小的數據包,以包模式傳輸。

6 DRM系統中 EPG編碼傳輸軟件平臺實驗結果

我們選用兩臺通用 PC機作為 DRM廣播的發送端和接收端,其中一臺運行已嵌入 EPG編碼傳輸模塊的 DRM發端程序,另一臺運行“Dream”接收機-Dream1.6.42,以聲卡作為連接端口,通過音頻線連接構成閉路接收實驗環境。實驗結果如下:

發送端傳輸系統控制界面中 EPG設置如圖 5所示。通過該 EPG配置界面可以設置某一 DRM服務(DRM最多同時廣播四個服務)某天的節目播出時間表。

圖5 發端EPG配置

我們使用 DRM軟件接收機 Dream 1.6.42作為測試平臺,對接收到的編碼后的 EPG信息進行解碼。EPG的解碼過程需要先從網絡層開始,即先解包,然后處理傳輸層,即 MOT解碼,最后處理應用層,即 EPG解碼。解包的過程就是去掉包頭包尾,從而恢復 MSC數據組。包頭中提供包的長度以及包在 MSC數據組中的位置等重要信息。包尾用作CRC校驗。解 MSC數據組過程同樣也是去掉數據組的首尾,恢復出正文的塊,將塊按照數據組的類型分類并按順序組合,即可恢復正文內容。再對正文進行 EPG解碼,則最終實現 EPG解碼。經 EPG解碼后的信息被緩存為擴展名為.EHB的文件,可在接收機“Program Guide”窗口中顯示,如圖 6所示。

圖6 顯示解碼后的節目播放時間表

7 結束語

本設計研究并實現了 DRM系統中 EPG編碼傳輸平臺的基本架構,并實現 Basic Profile層編碼傳輸,為將來基于該平臺實現 Advanced Profile層 EPG信息的編碼傳輸奠定了基礎。

隨著 DRM系統中 EPG編碼傳輸平臺的不斷完善,EPG可向用戶提供非常豐富的節目信息,通過它用戶可以了解節目名稱、播出起止時間、演員及節目背景資料等,還可以訂閱自己喜歡的頻道和節目,同樣可以取消訂閱,極大地方便了用戶。

[1] ETSI ES 201 980 V 2.2.1.Digital Radio Mondiale(DRM)[J].System Specification,2005.

[2] ETSITS 102 371 V 1.2.1 Digital Audio Broadcasting(DAB);Digital Radio Mondiale(DRM);Transportation and Binary Encoding Specification for Electronic Programme Guide(EPG).2006,02.

[3] ETSI TS 102 818 V1.3.1 Digital Audio Broadcasting(DAB);Digital Radio Mondial(DRM);XML Specification for DAB Electronic Programme Guide(EPG).2006,02

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[7] 叢建剛 .Visual C++6.0編程實戰[M].青島:青島出版社,2000.

Research and Implementation of the Encoding and Transmission of Electronic Program Guide in DRM Broadcasting System

SHEN Xiang-hui
(ECDAV,Communication University of China,Beijing 100024)

This paper simply introduces the Electronic Program Guide serviceapplication in DRM system,deeply describes the means of EPG encoding and transmission,and finally,gives the software imp lementation of EPG encoding and transmission platform,and its feasibility has been verified by experimentation.

DRM;EPG;MOT;Service Information;Program Information

TN911.7

A

1673-4793(2010)01-0046-04

2009-07-27

沈向輝(1982-),女(漢族),天津人,中國傳媒大學廣播電視數字化教育部工程研究中心教師.E-mail:shenxianghui@cuc.edu.cn

(責任編輯

:宋金寶)