DAB信道利用率提高與播出控制技術研究與實現

重慶郵電大學光電工程學院 程 康 張殿堯

?

DAB信道利用率提高與播出控制技術研究與實現

重慶郵電大學光電工程學院 程 康 張殿堯

【摘要】由于DAB是一種透明的傳輸系統，從技術的觀點來看，所傳送的數字信息本身所代表的內容并不重要，然而，復合信號的組織必須按照明確的處置方法來實現。這樣，接收端才能正確的恢復出各種業務。即單個子信道的容量完全被一種應用占據。該論文在該背景下提出并實現了一種利用單個信道多業務復合傳輸的思想（主要利用TS流傳輸），并對節目的播出進行合理控制的方法，用以提高DAB的信道利用率。

【關鍵詞】多媒體應用；TS流；DAB信道利用率

0 引言

數字音頻廣播（DAB）就是適應社會發展體現科技進步的產物的一種新的廣播系統。為了滿足用戶的使用需求，擬實現一個節目單的功能，而當前的發射系統節目類型單一，即每個信道只能是單一的視頻節目或者圖片節目或者音頻節目，這對于帶寬有限的DAB/DMB系統是無法接受的，故本文主要采用一種業務復合的思想，對單個信道的節目播出進行控制，使其能夠不僅僅做單一的應用，這樣便能將其他的空余時間用作他用，提高單個信道的利用率。考慮到文件復合，本文主要采用MPEG2-TS協議來實現。對于節目播出控制，本文設計了基于access數據庫的節目播出控制軟件。

1 TS合成模塊的設計與實現

1.1 TS合成模塊介紹

TS即傳輸流（Transport Stream），它是MPEG2標準中規定的一種傳輸協議。TS合成模塊主要依據MPEG-2 TS標準，ISO/IEC 14496-1 標準以及ISO/ IEC 13818-1標準，本模塊主要是在原有的視頻TS封裝模塊上加上私有數據流的封裝，改模塊由同步層打包器、PES層打包器、ISO_IEC_14496_SECTION封裝器以及TS層打包器組成。

1.2 私有數據編碼實現

在TS的合成過程中，除了需要原始的數據之外，還需要進行節目專用信息表以及一些節目描述類信息的打包。

首先進行PAT編碼，在該步驟中，會將PMT的PID信息寫進PAT表格的凈荷中去，PAT編碼完成之后，對PMT進行編碼，將各種原始流的PID信息寫進PMT TS的凈荷中去，在PMT編碼的時候，根據MPEG2標準規定的TS允許的流類型進行自定義.

編碼時，本文中對涉及到的流進行如下定義：

0x25表示的是字幕流，0x26表示的是圖片數據流。

每個Stream Type在Private_Descriptor_Encode中的解碼器專用信息描述符（DSI,Decoding Specific Information）都對應一個objectTypeIndication.

本文中規定0xc5為圖片數據，0xc6為字幕數據。

經過上述步驟，即完成了PSI表格信息打包，當接受端收到TS流之后，首先找到PAT表的信息，再找PMT表信息，再根據Private_Descriptor_Encode中的描述符信息，解出源數據的內容分別播出。

PSI編碼完成之后便要進行基本流數據（即原始音頻、圖片、字幕信息）的編碼，為了兼容原來的解碼程序，本文中對輸入mp3音頻進行處理，先對mp3數據進行重采樣，取得PCM原始數據，對PCM數據進行AAC編碼，輸出AAC音頻，最后將AAC數據編碼進TS流，數據為圖片與字幕信息直接編碼進TS流。

通過上述步驟即可完成TS合成，完成了私有數據的TS編碼，與實驗室原有的TS視頻信道兼容.解碼示例如圖1所示。

圖1 解碼示例

顯然，利用單信道多業務復用傳輸的思想能夠省下帶寬，因為可以利用本來的視頻業務通道不僅僅傳輸視頻，理論上可以傳輸任何數據。這與傳統的不同數據類型分別開一個信道去傳輸相比，信道利用率大大提高。

2 TPEG加終端識別編碼的實現

DAB信號在時間上是逐幀傳輸的，這些幀成為傳輸幀，DAB傳輸幀的結構如圖2所示。

圖2 DAB傳輸幀結構

為了便于對接收終端管理，在每個信道的快速信息信道(FIC, Fast Information Channel)中加入了終端ID的編碼，因為接收端只有在對FIC計值之后才可以對真正的有用數據進行解碼。由于該種編碼方式目前無法滿足單個信道里面的業務分發不同的終端（即若要實現不同的終端接收則需要另開一個或者多個信道），所以本文在原有的TPEG編碼基礎上加上了終端ID編碼，并編寫了友善的人機界面，該編碼軟件讀取excel表格中的終端列表，動態生成終端ID復選框供用戶選取。

3 節目播出控制的設計與實現

為了解決對DAB信道使用的控制，本文采用的解決辦法是建立多個連接池，并采用多線程編程技術實現對數據庫的讀取和修改操作，軟件的工作流程如下：根據不同的工作模式選擇連接的數據庫，并讀取數據庫內容，存入一個鏈表中去，并對鏈表中的數據按照播出時間字段進行排序，在一個讀取時間的線程中與鏈表中的播出時間進行比較，若時間到了則將數據與終端信息一并合成DAB數據幀傳輸給服務器端，由服務器進行最后的發送。

通過該軟件用戶可以接入本實驗室開發的發射系統服務器端，并且，該軟件可以實時合成DAB數據幀，通過TCP/IP連接傳輸給服務器進行發送。access數據庫對節目播出表進行管理，用戶可以指定日期與星期兩種模式，對節目進行控制.

通過該軟件可以實現對節目定點播放的控制，經過長時間測試，該軟件可以實現功能，并且可以穩定運行。

4 結論

本文提出了一種基于DMB的TS協議的業務復用傳輸的方法，以及TPEG終端ID編碼的方法，經測試該方法能有效改善DAB數據業務傳輸時的信道利用率，并且通過數據庫編排方式，對節目進行有效控制。該軟件經過長時間測試可以實現功能并穩定運行。

參考文獻

[1]Bodson D. Digital audio around the world[J]. IEEEVehicular Technology Magazine,2010, 5(4):24-30.

[2]王國裕,張紅升,陸明瑩.我國數字廣播的發展方向[J].科學通報,2014,59(23):2320-2327.

程康（1993—），通訊作者，重慶郵電大學光電工程學院碩士研究生在讀，主要研究方向：集成電路系統與芯片設計，熟悉windows編程，unix編程，音視頻封裝。

張殿堯（1988—），重慶郵電大學光電工程學院碩士研究生在讀，主要研究方向：集成電路工程，熟悉vc++編程、圖像處理。

作者簡介：