DAB復用重配置時STI幀重配原理及實現方法

沈向輝，孟祁

(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)

DAB復用重配置時STI幀重配原理及實現方法

沈向輝，孟祁

(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)

本文闡述了在數字聲音廣播DAB復用重配置時，STI(業務傳輸接口)幀重配置的原理、過程以及STI-D(LI)幀結構，并給出了STI-D(LI)幀重配置的軟件實現方法。

DAB復用重配置；復合結構信息；業務提供商；STI；STI-C；STI-D(LI)

1 引言

DAB復用器是DAB網的集中輸入接口，它將所有要在DAB網中傳輸的各種業務組合起來，作為一個唯一的數據流再進行信道編碼、調制、發射。DAB傳輸幀中數據被分配到三種信道：同步信道、快速信息信道(FIC)和主業務信道(MSC)。FIC由多個快速信息塊(FIB)構成，在每個FIB中可以傳送多個快速信息組(FIG)。FIC中傳送復合結構信息(MCI)，MCI用于描述當前及下一個復用配置，復用重配置等信息，信號群中的子信道、業務和業務成分都是由MCI管理的。MCI包括以下信息：

——各個子信道的位置、大小和保護程度。即公共交織幀(CIF)的哪些容量單位(CU)分配給哪一個子信道，該子信道采取何種差錯保護方式，保護等級如何。

——每個子信道的數據傳輸方式(流模式或包模式)；

——何種業務成分在哪個子信道中傳送以及在必要時它們備有什么樣的包地址；

——何種業務成分屬于何種業務。

在DAB復用中，任何改變影響到了MCI都需要執行重配置。因此任何業務提供商(Service Provider，簡稱SP)修改其所擁有的業務組織結構時，都會導致復用重配置。DAB復用重配置時必須保證：

——任何業務提供商的新配置不能影響其它共享DAB復用的業務提供商；

——新的配置必須符合DAB標準；

——新配置的MCI信息必須在重配置之前傳輸；

——重配置必須在恰當的時刻執行。

復用重配置時業務提供商需要正確地修改其提供給DAB復用器的STI數據流，即STI-D數據幀。

2 STI重配置

多路DAB是非常靈活的，它允許以如下方式動態改變復用路數：

——業務可以從多路DAB中加入或刪除；

——業務成分可以從業務中加入或刪除；

——分配給業務成分的比特率可以變化。

這些改變既影響復用配置信息MCI，也影響主業務信道MSC的組織結構。對MSC的影響如下：

——子信道可以從傳輸幀中加入或刪除；

——子信道的大小可以因數據率或保護等級的改變而改變；

——子信道在CIF中的位置可以改變。

2.1 多路DAB的配置管理

多路DAB是由一系列的業務組成的，每種業務成分在MSC子信道或快速信息數據信道(FIDC)中傳輸。業務成分由一個或多個業務提供商提供。

MCI有任何改變，多路DAB都需執行重配。由于多路DAB重配置過程的約束，重配置操作的管理由信號群提供商(Ensemble Provider)負責。

2.2 STI重配置過程

多路DAB重配置過程必須滿足業務提供商的要求和信號群提供商的管理。這個過程涉及到：

——定義新配置

——選擇重配置發生時刻

——發出重配置的請求

——執行重配置

2.2.1 定義新配置

新配置必須預先通知信號群提供商?？梢允褂肧TI-C(LI)來定義配置信息或者由業務提供商與信號群提供商協商定義。

2.2.2 選擇重配置發生時刻

許多時候，業務提供商可以在不知道準確重配時刻的情況下要求重配，但有一些情況，業務提供商會在接近一個特定時刻的幀的時候要求重配，這個時刻與業務成份的內容有關。計數器信息可以用來獲取STI-D(LI)中相關數據與準確的傳輸標準時間之間的關系。業務提供商根據相關數據進入收集網絡的時間能計算出在DAB網絡中傳輸的總時間。相應地，業務提供商若支持這種特性就可以使用STI-D(LI)時間戳設置在DAB網絡中總的傳輸時間。

業務提供商需在配置信息中設置數據幀數(Data Frame Count ，簡稱DFCT)和協調世界時(Coordinated Universal Time ，簡稱UTC)如下：

——DFCT在配置開始時給出數據幀數；

——UTC在最近的一秒給出新配置開始的時間；

信號群提供商需解析如下兩個域：

——DFCT給出的新配置生效的數據幀數；

——UTC給出的新配置開始時正負一秒的時間。

2.2.3 請求重配置

重配置可以由任何業務提供商發起或由信號群提供商發起。

當一個業務提供商發出重配置請求時，信號群提供商需第一時間核對被請求的新配置是否已被定義，轉換業務提供商的DFCT為重配置發生時的CIF數。如果在這個CIF的重配置被允許了，信號群提供商就要校驗新配置在沒有干擾其它業務提供商的業務情況下的可行性(例如：是否擁有所需的資源，包括MSC和FIC的容量)。

如果所有這些標準都滿足了，信號群提供商就接受重配置。

2.2.4 執行重配置

實施重配置時 ，STI-D(LI)數據流可能會有以下改變：

—— STI-D(LI)流的數量改變；

——已存在的STI-D(LI)流的大小發生變化。

STI-D(LI)流的數量僅在發生重配置的時刻被改變。已存在的STI-D(LI)流改變的時間要根據流的類型確定，規則如下：

——MSC子信道流以完全子信道的方式攜帶數據。僅僅對于長度的改變需在STI-D(LI)上進行精確的更改。在MSC包模式流中改變業務成分但不改變STL的重配置對于STI-D(LI)是沒有作用的。

——MSC子信道貢獻流與其它業務提供商的類似的流以下行實體方式聯合形成一種全子信道。流長度的改變可以隨時發生。內容必須反應出當前配置的成分。

——FIC FIG流與其它業務提供商的類似的流以下行實體的方式聯合形成FIC。流長度的改變可以隨時發生。內容必須反應出當前配置的成分。

——使用異步插入式的FIC FIB流與其它業務提供商的類似的流以下行實體的方式聯合形成FIC。流長度的改變可以隨時發生。內容必須反應出當前配置的成分。

——使用同步插入方式的FIC FIB流由FIB柵格來管理，并且不會受配置的影響。內容必須反應出當前配置的成分。

因此，只有MSC子信道流需要與重配置時刻配合。重配置時刻由DFCT控制。若新配置的第一幀出現在DFCT=R幀，則應用如下規則：

——MSC子信道流與STI-D(LI)在DFCT=R幀時聯合(加入子信道)；

——MSC子信道流與STI-D(LI)在DFCT=R-15幀時分離(減少子信道)；

——MSC子信道流在DFCT=R時增加大小(原子信道變大)；

——MSC子信道流在DFCT=R-15時減少大小(原子信道變小)。

STI-D(LI) 幀中流長度域(Stream Length，簡稱STL)應在指定的幀發生改變。流特征域(Stream Character，簡稱ISTC)應在DFCT=R時發生改變。

3 STI-D(LI)幀重配置實現方法

3.1 STI-D(LI)幀結構

STI-D(LI)層是STI數據部分的邏輯定義，它是由邏輯幀組成的。邏輯幀包含了一個狀態(status)域和一個數據域，狀態域給出了協作網絡質量的信息，在STI的其他物理層都有可能改變狀態域的值。數據域所包含的信息對于STI的所有物理層來說是透明的，在無差錯傳輸過程中其他層不能改變其內容。

STI-D(LI)所包含的邏輯幀的字節數是變化的，每個邏輯幀的長度是由數據長度(Data Length)域定義的。其幀結構如圖1所示，每一幀包括以下幾部分：

——1字節的狀態域-STAT，由一個8比特的差錯狀態域ERR組成；

——數據域-D-LIDATA，包括：

①幀特征域-FC，8字節；

②流特征域-STC，可變長度；

③幀頭結束域-EOH，4字節；

④主數據流域-MST，可變長度；

⑤幀結束域-EOF，4字節；

⑥時間戳域-TIST，4字節。

3.2 STI-D(LI)幀重配置軟件實現

STI-D幀傳輸過程中接收到STI-C重配置信息，傳輸數據要進行相應變化。其軟件實現方法如下：

——啟動傳輸線程的同時啟動重配置線程(重配置線程阻塞監聽重配置發生信號量)。

——計算出重配置發生的幀號。

——設置重配置發生信號量為有效。

——傳輸線程：設置傳輸線程與重配置線程公有信號量，包括重配置幀的前1幀(R-1)指針、重配置幀的前15幀(R-15)指針和重配置幀的前16幀(R-16)指針，標識信號量準備好的信號量；截斷第R-16幀的next域，以便重配置線程修改R-15到R-1幀(修改后重新鏈回)。

——重配置線程：

①監聽重配置信號量；

②讀配置文件參數，打包數據；

③成重配置的新幀的鏈表(單循環鏈表)，仿傳輸線程成幀鏈表過程；

④根據不同情況，修改原幀鏈表；

判斷原各子信道變化情況，針對原各子信道不同變化情況進行如下處理：

?子信道變小時，將重配置前的15幀(R-15到R-1幀)對應子信道的數據置成新配置的數據(順序包括：STL、DL、CRCH、ISTD和CRCST)。

?修改STL。從新幀鏈表中讀出STL，將其寫入原幀對應子信道對應位置。

?修改DL。讀出當前幀中各子信道STL，作和，并按標準計算出DL。

?修改CRCST。定位待校驗數據指針，調用CRC生成函數。

圖1 STI-D(LI)24ms幀結構

圖2 STI-D(LI)幀傳輸鏈表

?修改ISTD：

(A)計算出當前幀待修改子信道的STL(STL_i)和新幀中對應子信道STL(STL_Count)；

(B)計算第Count路前各STL和以定位數據源指針pSrc，計算第i路前各STL和以定位目標指針pDst，從數據源讀出數據寫入目標地址(讀出新幀數據寫入待修改幀)。

(C)將原幀中無效數據覆蓋，將有效數據向前移，有效數據起點指針為pMoveSrc，被覆蓋地址指針為pMoveDst。

?修改CRCST。定位待校驗數據指針，調用CRC生成函數。

?子信道刪除時，將重配置前的15幀(R-15到R-1幀)的對應子信道的STL置0即可；

?子信道變大、不變和新增子信道時都不進行處理；

先將重配置的前1幀斷開，再將修改過的15幀(R-15到R-1幀)鏈回原鏈表。

——將新配置的鏈表鏈到原鏈表上。(傳輸起點設為第16幀，即重配置的前1幀要鏈到新鏈表的第16幀)；將鏈表指針指向新幀鏈表的第16幀，再將重配置的前1幀鏈到第16幀上。

圖3 重配置時STI-D(LI)幀修改方法

4 結束語

DAB復用中，任何修改影響到了MCI都需要執行重配置，因此任何業務提供商修改其所擁有的業務組織結構，都會導致復用重配置。本文給出了DAB復用重配置時，來自業務提供商的STI-D(LI)數據幀相應的重配流程及軟件實現方法。

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Re-distributionPrincipleandImplementationofSTIFrameinDABMultiplexRe-configuration

SHEN Xiang-hui，MENG Qi

(ECDAV，Communication University of China ，Beijing 100024，China)

This article formulates the reconfiguration principle、processing and structure of STI (Service Transport Interface) frame during Digital Audio Broadcasting (DAB) multiplex re-configuration，and gives the software implementation of STI-D (LI) frame reconfiguration.

DAB multiplex re-configuration；multiplex configuration information；service provider；STI；STI-C；STI-D(LI)

2010-04-08

沈向輝(1982-)，女(漢族)，天津人，中國傳媒大學助理研究員.E-mail：shen_xiang_hui10@sina.com。

TN911.7

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1673-4793(2013)02-0056-05

(責任編輯：龍學鋒)