DAB信道利用率提高與播出控制技術研究與實現(xiàn)

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(xiàn)

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(tǒng)，從技術的觀點來看，所傳送的數(shù)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(xiàn)。這樣，接收端才能正確的恢復出各種業(yè)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(xiàn)了一種利用單個信道多業(yè)務復合傳輸?shù)乃枷耄ㄖ饕肨S流傳輸），并對節(jié)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(shù)字音頻廣播（DAB）就是適應社會發(fā)展體現(xiàn)科技進步的產物的一種新的廣播系統(tǒng)。為了滿足用戶的使用需求，擬實現(xiàn)一個節(jié)目單的功能，而當前的發(fā)射系統(tǒng)節(jié)目類型單一，即每個信道只能是單一的視頻節(jié)目或者圖片節(jié)目或者音頻節(jié)目，這對于帶寬有限的DAB/DMB系統(tǒng)是無法接受的，故本文主要采用一種業(yè)務復合的思想，對單個信道的節(jié)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(xié)議來實現(xiàn)。對于節(jié)目播出控制，本文設計了基于access數(shù)據庫的節(jié)目播出控制軟件。

1 TS合成模塊的設計與實現(xiàn)

1.1 TS合成模塊介紹

TS即傳輸流（Transport Stream），它是MPEG2標準中規(guī)定的一種傳輸協(xié)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(shù)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(shù)據編碼實現(xiàn)

在TS的合成過程中，除了需要原始的數(shù)據之外，還需要進行節(jié)目專用信息表以及一些節(jié)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(guī)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(shù)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(guī)定0xc5為圖片數(shù)據，0xc6為字幕數(shù)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(shù)據的內容分別播出。

PSI編碼完成之后便要進行基本流數(shù)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(shù)據進行重采樣，取得PCM原始數(shù)據，對PCM數(shù)據進行AAC編碼，輸出AAC音頻，最后將AAC數(shù)據編碼進TS流，數(shù)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(shù)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(yè)務復用傳輸?shù)乃枷肽軌蚴∠聨?，因為可以利用本來的視頻業(yè)務通道不僅僅傳輸視頻，理論上可以傳輸任何數(shù)據。這與傳統(tǒng)的不同數(shù)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(xiàn)

DAB信號在時間上是逐幀傳輸?shù)模@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(shù)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(yè)務分發(fā)不同的終端（即若要實現(xiàn)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(tài)生成終端ID復選框供用戶選取。

3 節(jié)目播出控制的設計與實現(xiàn)

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(xiàn)對數(shù)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(shù)據庫，并讀取數(shù)據庫內容，存入一個鏈表中去，并對鏈表中的數(shù)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(shù)據與終端信息一并合成DAB數(shù)據幀傳輸給服務器端，由服務器進行最后的發(fā)送。

通過該軟件用戶可以接入本實驗室開發(fā)的發(fā)射系統(tǒng)服務器端，并且，該軟件可以實時合成DAB數(shù)據幀，通過TCP/IP連接傳輸給服務器進行發(fā)送。access數(shù)據庫對節(jié)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(jié)目進行控制.

通過該軟件可以實現(xiàn)對節(jié)目定點播放的控制，經過長時間測試，該軟件可以實現(xiàn)功能，并且可以穩(wěn)定運行。

4 結論

本文提出了一種基于DMB的TS協(xié)議的業(yè)務復用傳輸?shù)姆椒?，以及TPEG終端ID編碼的方法，經測試該方法能有效改善DAB數(shù)據業(yè)務傳輸時的信道利用率，并且通過數(shù)據庫編排方式，對節(jié)目進行有效控制。該軟件經過長時間測試可以實現(xiàn)功能并穩(wěn)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(shù)字廣播的發(fā)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(tǒng)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：