DRM接收機的數據業務研究

李 征，馬永濤，劉開華，燕 鵬

（天津大學 電子信息工程學院，天津 300072）

DRM（DigitaI Radio Mondiale）廣播系統是由DRM國際組織提出的，世界上唯一的覆蓋調頻、調幅波段的數字聲音廣播系統，已經成為EISI國際標準，并開始試播[1-5]。在國內，對DRM數字廣播系統的研究和試驗也在進行中，并取得了一定的成果。DRM系統在保持與模擬聲音廣播同樣帶寬的情況下，降低了發射機功率，提供了更好的傳輸性能和信道利用率，同時提高了抗干擾能力及聲音質量，豐富了廣播業務，傳送音頻的同時還可以傳送靜態圖片、新聞等附加的數據業務[6-7]。

1 接收機軟件設計

DRM接收機設計中，準確獲取FAC單元、SDC單元、MSC單元的數據是正確獲得數據業務的關鍵，其設計流程如圖1所示。

2 數據業務描述

DRM系統中數據應用有的附加在音頻業務上（文本信息），有的是獨立的數據應用，如靜態的新聞圖片、Journaline新聞報紙等。SDC提供如何解碼MSC的信息，其組成結構包括AFS指數、數據域、CRC和填充位。AFS指數為4 bit；數據域數據域攜帶可變長度的數據實體，可能包含填充位，取任意n字節；CRC是基于AFS和數據域計算的校驗值，為16 bit；填充位包含0～7 bit的數據以使傳輸超幀完整。

數據域是由數據實體組成的，DRM系統中所有的數據業務（包括音頻業務中的數據應用）都由業務描述信道SDC的數據實體類型5描述，除頭部信息外，該數據實體包含的信息如圖2所示。

圖2中，ShtID表示相關業務的短ID號，為2 bit；StrID表示攜帶數據業務或數據應用的流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。當包模式指示為0時，將使用Rfa，EF和AppDom。其中Rfa為3 bit，定義之前置0；EF是增強標志位，為1 bit；AppDom應用域表示數據應用詳細描述的來源，為3 bit。當包模式指示為1時，將使用DU，PID，EF，AppDom和PLen。其中DU是數據單元指示，為1 bit，值為0表示數據流是由單個包組成的，值為1表示數據流是由數據單元組成的；PID是包ID，為2 bit；EF是增強標識位，為1 bit；AppDom應用域表示數據應用源的規范，為3 bit；PLen是以字節為單位表示數據域每個數據包的長度，為8 bit，無符號整數編碼，范圍為1～255。

3 DRM數據傳輸的實現

DRM系統的數據分為流和對象（文件）兩種傳輸機制。

1）流形式，DRM中的數據流傳輸模式有同步流模式、異步流模式和異步數據單元模式[8]。同步流模式占用整個DRM數據流，這也意味著碼率是固定的，當沒有數據需要發送時，復用器中相應的編碼器傳輸0 bit。另外兩種模式采用可變碼率傳輸。當發送端有可用的新數據時，可以隨時將數據傳送到接收端。異步流有著低負載、低延遲、處理需求簡單等優點。異步數據單元模式與異步流模式相比又具有以下優點：通過數據單元的重發來實施差錯控制，保證數據塊以連貫的順序被傳送到接收端以防丟失[9]。

2）對象（文件）形式，DRM系統采用多媒體對象傳輸協議EN 301 234[9]作為DRM中對象（文件）的標準傳輸。MOT協議允許從發射機端傳輸有限個對象到接收機。MOT提供對象的可靠連貫的傳輸，每個對象最大容量為256 Mbyte[10]。圖3顯示了從一個給定的負載組成一個MOT數據組的過程。

首先創建包含MOT對象管理信息的MOT頭，然后將該頭部與MOT對象主體數據一起分成大小相等的段（最后一段可能比較小）。如果一個文件必須以一個數據塊發送出去，那么容量大的文件將會長時間占用DRM信道。采用分段的方法，每次只需要傳輸文件的一個段，不同MOT對象的段交錯傳輸，重要的MOT對象可以相對高的比特率傳輸，不太重要的MOT對象能夠以相對低的比特率傳輸[11]。每個數據段被映射到DRM的MSC數據組，該數據組在MOT協議中處于最低層。圖4為數據業務解碼的流程圖。

4 數據業務解碼及功能驗證

本文采用Spark軟件生成既攜帶音頻業務又攜帶數據業務的DRM信號源（.wav格式）作為測試源。對數據業務進行解碼首先需要得到SDC數據實體5中對數據業務的描述信息，如包模式信息、長度信息等。得到的SDC數據實體5的信息顯示，Spark產生的信號源攜帶的數據業務是DRM應用，以包模式傳輸，數據流攜帶的是數據單元，遵循MOT協議。取得MSC中數據業務對應的比特流，參照MOT協議對MOT對象格式的定義，獲取group_header信息和group_data信息，識別出連續的開始段和結束段，將每段的group_data信息提取出來，存放到連續的內存地址，將這些數據以jpeg格式存儲，就得到Spark生成DRM測試源時添加的圖片。Spark軟件以文件形式添加7.50 kbyte的jpeg圖像和文字到數據業務中，如圖5所示。經過設計的DRM接收機軟件的數據業務解碼，得到的數據解碼信息和接收到的圖片如圖6所示。

5 小結

DRM數字廣播系統中的數據傳輸業務是一種嶄新的、功能強的業務傳輸形式，它改變了傳統聲音廣播系統“只能聽，不能看”的陳舊模式，給數字聲音廣播通信行業帶來了革新。

[1]耿欽，竺小松.基于DRM的視頻節目傳輸的軟件實現探究[J].電視技術，2011，35（6）：74-77.

[2]HOFMANN F，HANSEN C，SCHAFER W，et al.Digital radio mondiale(DRM)digital sound broadcasting in the AM bands[J].IEEE Trans.Broadcasting，2003，49（3）：319-328.

[3]陳旭東，徐淑正.DRM硬件接收機的設計與實現[J].電聲技術，2009，3（2）：36-40.

[4]張麗，徐淑正，王鵬軍.DRM軟件接收機及開場測試[J].電聲技術，2008，32（10）：25-39.

[5]田曦，董在望.基于SoC的DRM接收機ASIC設計[J].電聲技術，2005，29（3）：61-63.

[6]沈向輝，侯亞輝.DRM系統中復雜數據業務傳輸的研究和實現[J].中國傳媒大學學報：自然科學版，2007，2：29-32.

[7]LEE K T ，KIM S J，PAIK J H，et al.Implementation of portable digital radio mondiale(DRM)receiver[C]//Proc.IEEE 13th International Symposium on Consumer Electronics.[S.l.]：IEEE Press，2009：150-154.

[8]耿欽，竺小松，管超.基于DRM的視頻數據幀研究[J].電視技術，2011，35（16）：30-32.

[9]EN 301 234，Digital audio broadcasting(DAB);multimedia object transfer(MOT)protocol[S].1999.

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

[11]施海華，侯亞輝，王慧慧.MOT在DRM廣播系統中的應用[J].北京廣播學院學報：自然科學版，2004，11（4）：77-81.