（计算机应用技术专业论文）基于cmmb的数据广播平台的设计与实现.pdf

摘要 摘要 从2 0 0 4 年中国移动和中国联通先后推出手机电视业务至今，手机已被称作继 电视机、互联网之后的“第三电视 。目前，手机电视业务的实现方式主要有两种。 第一是利用蜂窝移动网络实现，如美国的s p r i n t 、我国的中国移动和中国联通公司 就是利用这种方式。第二是利用卫星地面广播的方式，韩国的运营商已采用这种 方式。c m m b ( 移动多媒体广播) 是支持各种移动终端的新一代的多媒体广播技 术，采用了卫星地面广播的方式。它由国家广电总局领导完全自主研发，符合中 国国情。c m m b 标准的第五部分是数据广播，它满足了广大用户对各种各样信息 的需求，不仅为用户带来更多的图形、文本、游戏、数据下载、在线升级等功能， 在网络支持的情况下还能够实现交互功能。我们应国家广电总局的要求，建立了 c m m b 数据广播平台，其实现具有较大的实用价值和经济效益。 本文首先研究和分析c m m b 标准产生的背景以及国内外相似技术的发展状 况，介绍c m m b 标准体系，重点论述了数据广播部分的原理、特点和关键技术点。 根据数据广播的业务特征和功能需求，以数据广播前端网络为基础，设计并实现 了一套解决方案，即c m m b 数据广播平台，实现对c m m b 数据广播网络中的数 据广播业务进行全程的管理，包括节目播放控制、业务数据的协议封装及发送和 对数据进行实时地监测及分析。该平台包括文件发生器、x p e 封装机和码流分析 三个系统。 为满足提高数据广播的性能需求，在实现文件发生器时，进一步分析了数据 广播中f a t 文件的s c h e m a 语法结构以及数据文件和f a t 文件的分割和传输原理， 从而设计并实现了一套对数据文件和f a t 文件进行分割和封装流程。同时根据数 据文件和f a t 文件的不同特性分别设计了文件轮播策略。在实现码流分析系统时， 针对前端网络和运营情况，根据终端接收原理，设计一套还原仿真流程，包括总 体流程、x p e x p e f e c 数据包处理流程、f a t 文件处理流程和数据文件处理流程， 可以准确、快速地完成仿真。最后深入研究和分析了数据广播中的数据校验机制， 重点研究了r s ( 2 5 5 ，2 0 7 ) 纠错校验和l d g c 纠删校验算法，并实现了部分关键 校验算法，确保了数据在传输过程中的完整性和准确性的。 关键词：手机电视，c m m b ，数据广播 a b s t r a c t a b s t r a c t s i n c ec h i n am o b i l ea n dc h i n au m c o ml a u n c h e dm o b i l e i vb u s i n e s sm2 0 0 4 ， m o b i l et vh a sb e e nc a l l e d t h et h i r dt v ，f o l l o w i n gt va n di m e m e t a tp r e s e n t ， t h e r ea r et w om a i nm e t h o d so fi m p l e m e n t i n gt h em o b i l et vb u s i n e s s t h ef i r s ti st h e u s eo fc e l l u l a rm o b i l en e t w o r k s f o re x a m p l e ，a m e r i c a ns p r i n t , c h i n am o b i l ea n d c h i n au r t i c o ma r eu s i n gt h i sa p p r o a c h t h es e c o n di st h eu s eo fs a t e l l i t e t e r r e s t r i a l b r o a d c a s t i n gs y s t e m ，w h i c hk o r e a no p e r a t o r sa d o p t c m m b ( c h i n am o b i l em u l t i m e d i a b r o a d c a s t i n g ) i san e wg e n e r a t i o no fm u l t i m e d i ab r o a d c a s t i n gt e c h n o l o g ya n ds u p p o r t s av a r i e t yo fm o b i l et e r m i n a l s i tu s e st h es e c o n da p p r o a c hm e n t i o n e da b o v e i ti s i n d e p e n d e n t l yd e v e l o p e db yt h es t a t ea d m i n i s t r a t i o no fr a d i o ，f i l m ，a n dt e l e v i s i o n ( s a r f a 3 ，a n di si nl i n ew i t hc h i n a sn a t i o n a lc o n d i t i o n s t h ep a r tv o ft h ec m m b s t a n d a r di sd a t ab r o a d c a s t i n g ，w h i c hm e tt h ed e m a n df o ri n f o r m a t i o nb yv a s tn u m b e r o fu s e r s i te n a b l e su s e r st oo b t a i nm o r eg r a p h i c s ，t e x t ，g a m e s ，d a t a , a n do n l i n eu p d a t e o t h e rf u n c t i o n ss u c ha si n t e r a c t i v ef e a t u r e sc a na l s ob ea c h i e v e dw i t hn e t w o r ks u p p o r t p e rs a r f t sr e q u e s t , w es e tu pt h ec m m bd a t ab r o a d c a s t i n gp l a t f o r m ，w h i c hp r o v i d e s s i g n i f i c a n tp r a c t i c a lm e a n i n g sa n de c o n o m i cb e n e f i t t h i sd i s s e r t a t i o nf i r s ts t u d i e sa n da n a l y s e sc m m b sb a c k g r o u n d ，a sw e l la ss o m e t e c h n o l o g i e sa th o m ea n da b r o a dw h i c ha r es i m i l a rt oc m m b t h e ni t o u t l i n e st h e c m m bs t a n d a r ds y s t e m ，e m p h a s i z i n go nt h ep r i n c i p l e ，c h a r a c t e r i s t i c sa n dk e y t e c h n o l o g yo f d a t ab r o a d c a s t i n g a c c o r d i n gt od a t ab r o a d c a s t i n g sb u s i n e s sf e a t u r e sa n d f u n c t i o n a lr e q u i r e m e n t s ，as o l u t i o nn a m e dc m m bd a t ab r o a d c a s t i n gp l a t f o r mh a sb e e n d e s i g n e da n di m p l e m e n t e db a s e do nt h ed a t ab r o a d c a s t i n g f r o n t - e n dn e t w o r k t h i s p l a t f o r mc a nm a n a g et h ee n t i r ec m m b d a t ab r o a d c a s t i n gp r o c e s s ，i n c l u d i n gc o n t r o l l i n g p r o g r a mp l a y i n g ，e n c a p s u l a t i n gt h eb u s i n e s sd a t aa n dm o n i t o r i n gr e a l - t i m ed a t a t h i s p l a t f o r mi n c l u d e st h r e es u b s y s t e m s ：d o c u m e n tg e n e r a t o r ，x p ep a c k a g ea n db i ts t r e a m a n a l y s i ss y s t e m i no r d e rt oi m p r o v et h ep e r f o r m a n c eo fd a t ab r o a d c a s t i n gw h e ni m p l e m e n t i n gt h e d o c u m e n tg e n e r a t o r ，t h i sd i s s e r t a t i o np r o v i d e si n d e p t ha n a l y s i so ft h ed a t ab r o a d c a s t i n g p r o t o c o lf o rd a t af i l e sa n df a tp a r t i t i o nf i l et r a n s f e rt h e o r y ，a n dc o n s e q u e n t l yd e s i g n s i i a b s t r a c t a n dr e a l i z e sas e to fp a r t i t i o na n de n c a p s u l a t i o nf l o w s a tt h es a m et i m e ，d i f f e r e n tf i l e c a r o u s e ls t r a t e g i e sh a v eb e e nd e s i g n e da c c o r d i n g1 ：ot h ef e a t u r e so fd a t af i l ea n df a t f i l e w h e ni m p l e m e n t i n gb i ts t r e a ma n a l y s i ss y s t e m ，i nv i e wo ft h ef r o n t e n dn e t w o r k a n do p e r a t i o ns i t u a t i o n , as e to fr e v e r t i n ga n de m u l a t i n gf l o w sh a v eb e e nd e s i g n e d b a s e do nt e r m i n a lr e c e i v i n gp r i n c i p l e ，i n c l u d i n gg e n e r a lf l o w ，x p e x p e f e cd a t a p a c k a g eh a n d l i n gf l o w , f a tf i l eh a n d l i n gf l o wa n dd a t af i l eh a n d l i n gf l o w a tl a s t ，t h i s d i s s e r t a t i o np r o v i d e s i n - d e p t ha n a l y s i s o ft h ed a t av a l i d a t i o nm e c h a n i s mo fd a t a b r o a d c a s t i n g ，e m p h a s i z i n go nr s ( 2 5 5 ，2 0 7 ) e r r o rc o l l e c t i o nv a l i d a t i o na l g o r i t h ma n d l d g ce r a s u r ev a l i d a t i o na l g o r i t h m ，t h e nr e a l i z e ss o m ek e y p a r t so ft h e mt om a k es t i l e d a t ai n t e g r a l i t ya n d a c c u r a c yd u r i n gt r a n s m i s s i o n k e y w o r d s ：m o b i l e c m m b ，d a t ab r o a d c a s t i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 签名：丞q 毕日期：妒7 年莎月日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 签名：辑导师签名：j 垃 日期：圳年5 月1 日 第一章引言 1 1 课题背景 第一章引言 随着现代信息技术的迅猛发展，手机电视作为新兴的多媒体业务成为炙手可 热的研究热点。所谓“手机电视”，是指利用具有操作系统和视频功能的智能手机 传输电视内容的技术手段和技术应用u 】。它开辟了一种全新的、不受时间和空间限 制的信息传播渠道，使观众能够通过手机以最快的速度观看最新的动态信息。手 机电视是一种全新的传播方式，具备电视媒体的直观性、广播媒体的便携性、报 纸媒体的滞留性以及网络媒体的交互性【2 】。 手机电视技术概括来讲包括两种，一种是基于移动通信频率支持上行数据的3 g 技术，以w c d m a 、c d m a 2 0 0 0 、t d s c d m a 为代表；一种是基于广播电视频 率的广播式技术，国外以d v b h 、t d m b 、m e d i a f l o 为代表，国内以t - m m b 、 c m m b 为代表。 d v b h 标准全称为d i g i t a l v i d e ob r o a d c a s t i n gh a n d h e l d ，是欧洲数字电视标准 组织( d v b ) 为通过地面数字广播网络向便携手持终端提供多媒体业务所制定的 传输标准，是欧洲数字电视d v b t 的扩展应用。和d v b t 相比，d v b h 终端具 有功耗更低，移动接收和抗干扰性能更强的特点。2 0 0 4 年2 月，d v b h 获得了 d v b 技术研讨小组的批准，成为正式的标准。 t - d m b 标准是由韩国提出的，d m b 全称为数字多媒体广播( d i g i t a l m u l t i m e d i a b r o a d c a s t i n g ) ，是在数字音频广播d a b ( d i g i t a la u d i ob r o a d c a s t i n g ) 基础上发展 起来的，除了采用d a b 标准原先所使用的相关技术外，为了进行视频广播，还使 用了一系列新技术，包括在视频压缩上采用了适合低比特速率视频业务的视频编 码标准m p e g - 4a v c h 2 6 4 ，节目伴音压缩则采用b s a c 等。 m e d i a f l o 标准由美国高通主导，采用综合优化，实现了以很小的功耗提供优 良的移动性和频谱利用率，能够大大降低同时向大批量用户发送相同多媒体内容 的成本。 t - m m b 标准是由新岸线、中国传媒大学和东南大学联合开发完成，是以韩国 d m b 标准为基础进行深度研发的一个标准，可兼容韩国的t - d m b 3 1 。 c m m b ( c h i n am o b i l em u l t i m e d i ab r o a d c a s t i n g ：中国移动多媒体广播) 是中 电子科技大学硕士学位论文 华人民共和国国家广播电影电视总局发布的行业标准。它指通过卫星和地面无线 广播的方式，供手机、p d a 等小屏幕便携手持终端以及车载电视等接收设备，随 时随地接收广播电视节目和信息服务等业务。 c m m b 是针对我国幅员辽阔、传输环境复杂、东部地区城市密集、西部地区 人口稀疏的特点，以及用户众多和业务需求多样化的情况，立足我国国情，通过 吸纳成熟的先进技术设计的“天地一体化的技术体系，拥有低成本、可快速实 现移动多媒体广播信号全国覆盖的优点，从而可以促进东西部“数字鸿沟”的弥 合【4 1 。 c m m b 标准具有完全自主知识产权，并采用我国自主研发的先进传输技术 s t i m i 技术，更能适应中国市场，具有广阔的市场前景。 1 2 课题来源 论文课题来自电子科技大学嵌入式软件工程中心c m m b 数据广播平台项目， 该项目目的是针对c m m b 的数据广播业务实现一个依据g 2 2 0 5 2 0 0 8 移动 多媒体广播第5 部分：数据广播的处理( 封装、处理及发送) 文件数据或流数 据的前端平台。此平台包括三个产品，分别是文件发生器( u f s ) 、x p e 封装机( u o ) 和码流分析系统( u d b a ) 。 主要工作内容有： 1 ) 分析研究国内外手机电视标准的发展状况。 2 ) 深入研究c m m b 数据广播业务的相关标准。 3 ) 文件发生器的设计与实现。 4 ) x p e 封装机的设计与实现。 5 ) 码流分析系统的设计与实现。 6 ) c m m b 数据广播平台测试。 课题从技术研究，原型产品的发布，产品的最终投入使用历时近一年，本人 在该课题项目中担任码流分析系统的小组负责人和软件开发人员，负责项目产品 功能定义、总体设计、部分源代码的编写与部分测试工作。现在码流分析系统已 经交付国家广播电影电视总局使用，并获得了用户的好评。接下来，本文将详细 介绍课题各个部分工作的详细情况及本人的心得体会。 2 第一章引言 1 3 论文结构 本文详细探讨了基于c m m b 的数据广播平台的设计与实现的相关技术，并介 绍了整个系统的设计和实现过程，针对其中的一些关键技术进行了深入的讨论。 整个论文的结构安排如下： 第一章说明了课题的背景、来源和内容安排。 第二章介绍了c m m b 标准体系结构、特点及总体构成等，着重介绍了数据 广播的特点、协议层次、与c m m b 标准体系其他协议的关系和数据 业务的两种模式。另外，为了方便阅读和理解本文，对用到的c m m b 标准的术语定义和缩略语作了简要介绍。 第三章介绍了c m m b 数据广播平台的总体设计。将介绍文件发生器( u f s ) 、 x p e 封装机( 口) 和码流分析系统( u d b a ) 的相互关系以及他们 各部分的架构与功能。 第四章针对文件发生器和x p e 封装机的部分关键模块的原理，关键模块和相 关实现流程做了详细论述。论述重点放在数据文件和f a t 文件的分割 过程，f a t 文件的s c h e m a 语法结构、文件轮播的策略以及 x p e x p e f e c 的语法结构。 第五章介绍了码流分析系统的关键模块实现，包括关键的技术、数据结构和 接口。其中重点介绍了数据还原仿真模块进行还原仿真的具体流程和 数据广播的数据校验机制。 第六章介绍了平台的测试部分，包括测试的总体要求、测试环境以及功能测 试。 第七章全文内容总结。讨论本课题的成功与不足之处，指出下一步的改进方 向和目标。 电子科技大学硕士学位论文 2 1c m m b 标准 第二章c m m b 标准分析 根据中央的要求，自2 0 0 3 年以来，国家广电总局组织了大量资源开展移动多 媒体广播的技术研发和科技攻关工作，从2 0 0 6 年1 0 月开始，国家广播电影电视 总局颁布了行业标准g y t2 2 0 1 2 0 0 6 移动多媒体广播第1 部分：广播信道帧 结构、信道编码和调制，至今已颁布了1 0 个标准，已经研发出具有自主知识产 权的移动多媒体广播技术，芯片等关键器件和发射、接收等关键设备的研发工作 也取得突破性进展。目前，c m m b 信号已经覆盖上百个城市，使用结果表明，我 国自主研发的移动多媒体广播技术在技术先进性和经济可行性方面具有世界领先 水平。根据技术发展规律，我国移动多媒体广播技术已经从标准研发阶段进入到 形成共用技术阶段。 2 1 1c m m b 的主要特点 1 ) 可提供数字广播电视节目、综合信息和紧急广播服务，实现卫星传输与地 面网络相结合的无缝协同覆盖，支持公共服务。 2 ) 支持手机、p d a 、m p 3 、m p 4 、数码相机、笔记本电脑以及在汽车、火车、 轮船、飞机上的小型接收终端，接收视频、音频、数据等多媒体业务。 3 ) 采用具有自主知识产权的移动多媒体广播电视技术，系统可运营、可维护、 可管理，具备广播式、双向式服务功能，可根据运营要求逐步扩展。 4 ) 支持中央和地方相结合的运营体系，具备加密授权控制管理体系，支持统 一标准和统一运营，支持用户全国漫游。 5 ) 系统安全可靠，具有安全防范能力，具有良好的可扩展性，能够适应移动多 媒体广播电视技术和业务的发展要求1 5 】。 2 1 2c m m b 可提供的服务 根据移动多媒体广播电视的特点和业务发展需要，c m m b 业务平台主要由公 共服务平台、基本业务平台、扩展业务平台等三个平台构成。 4 第二章c m 船标准分析 1 ) 公共服务平台是向用户提供公益服务的移动多媒体广播电视业务平台，主 要由公益类广播电视节目和政务信息、紧急广播信息构成。c m m b 公共服务平台 播出的内容和开展的业务，为向合法用户提供的无偿服务。 2 ) 基本业务平台是向用户提供基本数字音视频广播服务和数据服务的业务平 台，包括卫星平台和地方平台传送的数字音视频广播服务和数据服务。c m m b 基 本业务平台向合法用户提供的服务，为有偿服务。 3 ) 扩展业务平台是根据用户不同消费需求向用户提供扩展广播电视节目服务 和综合信息服务的业务平台。提供的服务主要由四方面构成，一是经营类的广播 电视付费节目；二是经营类的音视频点播推送服务，利用系统闲置时间将用户订 制的广播电视节目推送到用户终端：三是综合数据信息服务，主要有股票信息、 交通导航、天气预报、医疗信息等；四是双向交互业务，主要有音视频点播、移 动娱乐、商务服务等。目前，c m m b 主要以音视频服务为主，扩展服务中综合信 息、双向交互等服务将随着业务的发展逐渐推广应用。c m m b 扩展业务平台向合 法用户提供的服务，为有偿服务1 6 】。 2 1 3c m m b 的体系结构 c m m b 采用“天地一体”的技术体系，即：利用大功率s 波段卫星覆盖全国 1 0 0 国土、利用地面覆盖网络进行城市人口密集区域有效覆盖、利用双向回传通 道实现交互，形成单向广播和双向互动相结合、中央和地方相结合的无缝覆盖的 系统。c m m b 的总体构成如图2 1 所示。 电子科技人学硕i 学位论文 图2 - 】移动多媒体广播电视总体构成 在c m m b 的系统构成中，c m m b 信号主要由s 波段卫星覆盖网络和u 波段 地面覆盖网络实现信号覆盖。s 波段卫星网络广播信道用于直接接收k u 波段上 行，s 波段下行：分发信道用于地面增补转发接收，k u 波段上行，k u 渡段下行， 由地面增补网络转发嚣转为s 波段发送到c m m b 终端。为实现城市人口密集区域 移动多媒体广播电视信号的有效覆盖，采用u 波段地面无线发射构建城市u 波段 地面覆盖网络】7 1 。 214c m m b 的技术路线 】) 采用卫星和地面网络相结合的方式实现“天地一体”协同覆盖，信道传输采 用s e l 技术。 2 ) 全国节目通过s 波段卫星对全国实现覆盖，卫星遮挡地区可采取地面同频 增补方式，在城市人口密集区域采用u 波段增补。 3 ) 地方节目采用u 波段地面网络实现覆盖。 4 ) 电视业务视频压缩编码采用a v s 、h2 6 4 a v c ，伴音压缩编码采片jm p e g 4 h e a a c ；广播业务音频压缩编码采用d r a 。 第二章c i g i l 3 标准分析 5 ) 数据广播采用可扩展的多协议封装复用传输，支持流模式、文件模式传输。 6 ) 加密授权系统对音视频流和数据广播流采用i s m a c r y p 进行加扰，系统前 端支持同密，终端采用多密，系统支持单向、双向和基于电子钱包的授权管理方 式。 7 ) 运营支撑系统原则上采用两级架构体系，对内容统一加密，统一管理，支 持公共服务、基本服务和扩展服务，实现各类终端用户的合法注册【8 1 。 2 1 5c m m b 的标准体系 当前，c m m b 已经具备了一套非常完整的技术标准体系，从2 0 0 6 年1 0 月至 今，广电总局已经正式颁布了十个国家行业标准，包括： g y 厂r2 2 0 1 2 0 0 6 移动多媒体广播第1 部分：广播信道帧结构、信道编码 和调制规定了在3 0 m h z 3 0 0 0 m h z 的频率范围内，移动多媒体广播系统广播信 道传输信号的帧结构、信道编码和调制，适用于在3 0 m h z 3 0 0 0 m h z 的频率范围 内，通过卫星和或地面无线发射电视、广播、数据信息等多媒体信号的广播系统 【9 】 o g y t2 2 0 2 2 0 0 6 移动多媒体广播第2 部分：复用规定了移动多媒体广 播系统中视频、音频、数据与控制信息的复用帧结构，适用于通过卫星和或地面 无线发射视频、音频、数据信息等多媒体信号的广播系纠1 0 j 。 g y t2 2 0 3 2 0 0 7 移动多媒体广播第3 部分：电子业务指南规定了移动 多媒体广播系统中电子业务指南的数据结构、封装和传输方式，适用于通过卫星 和或地面无线发射视频、音频、数据信息等多媒体信号的广播系统i l 。 g y t2 2 0 4 2 0 0 7 移动多媒体广播第4 部分：紧急广播规定了移动多媒 体广播系统中的紧急广播技术要求【1 2 1 。 g y t2 2 0 5 2 0 0 8 移动多媒体广播第5 部分：数据广播规定了移动多媒 体广播系统中数据广播业务的数据封装协议和传输方式【1 3 1 。 g y f f2 2 0 6 2 0 0 8 移动多媒体广播第6 部分：条件接收规定了移动多媒 体广播条件接收系统的系统构成、总体要求、技术体系、逻辑架构和功能、分系 统间接接1 3 、电子钱包模块、移动多媒体广播系统复用传输的适配等u4 。 g 2 2 0 7 2 0 0 8 移动多媒体广播第7 部分：接收解码终端技术要求规 定了移动多媒体广播接收解码终端( 简称移动多媒体广播终端) 可实现的业务、 功能要求、性能要求、用户界面要求等【1 引。 电子科技大学硕士学位论文 g 2 2 0 8 。2 0 0 8 移动多媒体广播第8 部分：复用器技术要求和测量方法 规定了移动多媒体广播复用器的主要技术要求与测量方法。对于能够确保同样测 量不确定度的任何等效测量方法也可采用l l 纠。 g 2 2 0 9 2 0 0 8 移动多媒体广播第9 部分：卫星分发信道帧结构、信道 编码和调制规定了移动多媒体广播卫星分发信道帧结构、信道编码和调制。适 用于通过分发信道向地面转发系统分发移动多媒体广播信道数据，使地面转发系 统与卫星广播信道同步分发移动多媒体广播视频、音频和数据信号【l 7 。 g 2 2 0 1 0 - - 2 0 0 8 移动多媒体广播第l o 部分：安全广播规定了安全广 播系统构成、安全广播信息的生成和数据定义、复用传输方式以及终端处理安全 广播信息的方法。通过在移动多媒体广播信号中插入安全广播信息，使得移动多 媒体终端具备鉴别业务合法性的能力【1 引。 此外还包括各类标准业务实施指南、系统建设白皮书、设备技术规范、设备 测试规范等等。依托这一完备的标准体系，c m m b 能够开展电视声音广播、电子业 务指南、紧急广播业务等基本业务，同时也能够开展金融、交通、政务等增值业 务，为产业化、商业化发展奠定了坚实的基础。 2 1 6c m m b 的主要系统参数和指标 c m m b 主要系统参数和指标是移动多媒体广播电视系统建立过程中的基本要 求。c m m b 的主要系统参数和指标为： 2 1 6 1 音视频编码 表2 - 1 音视频编码主要系统参数和指标 名称 9 主要指标参数 视频压缩标准：a v s ，h 2 6 4 音频压缩标准：m p e g 一4a a c 视频广播业务帧率：2 5 帧秒 图像分辨率：q v g a ( 3 2 0 x 2 4 0 ) 、q c i f ( 1 7 6 x 1 4 4 ) 采样格式：4 ：2 ：0 音频压缩标准：d r a 音频广播业务音频声道：单声道、立体声 采样率：4 8 k h z 、4 4 1 k h z 、3 2 k h z 8 第二章c m m b 标准分析 2 1 6 2 信道传输 表2 - 2 信道传输主要系统参数和指标 名称 8 主要指标参数 卫星：3 x 8 姗z 带宽 地面：8 姗z 调制方式 o f d m 卫星：b p s k 、q p s k 映射方式 地面：b p s k 、q p s k 、1 6 q a m 外编码：r s 编码方式 内编码：l d p c 循环前缀 5 1 2 9 s 系统净荷 怯0 4 6 1 6 2 4 3 m b p s 2 1 6 3s 波段卫星 表2 - 3 s 波段卫星主要系统参数和指标 名称 8 主要指标参数 卫星功率l ， 1 7 0 0 0 w 上行频率：1 3 7 5 1 4 0 0 g h z 下行频率：2 6 3 3 2 6 6 0 g h z 广播信道 卫星e i r p 值：东部地区：e i r p 6 7 d b w 两部地区：e i r p 6 4 d b w 上行频率：1 3 7 5 1 4 o o g h z 下行频率：1 2 2 0 - 1 2 2 5 g h z 分发信道 卫星e i r p 值：东部地区：e i r p 5 4 d b w 两部地区：e i r p 5 0 d b w 2 1 6 4 地面覆盖网络 表2 - 4 地面覆盖网络主要系统参数和指标 名称 l l 主要指标参数 s 波段：2 6 3 3 2 6 6 0 g h z 频率 u 波段：4 7 0 一7 9 8 栅z 9 电子科技大学硕士学位论文 便携接收：覆盖区域边缘至少7 0 以上的地点概率 可接收 基本覆盖 移动接收：覆盖区域内至少9 0 以上的地点概率可 接收 便携接收：覆盖区域边缘至少9 5 以上的地点概率 可接收 良好覆盖 移动接收：覆盖区域内至少9 9 以上的地点概率可 接收 单频网相邻发射 1 5 3 6 k m 台间距 2 1 7c m m b 加密授权方式 c m m b 加密授权系统是用于对播出节目进行加密授权控制的关键系统。 c m m b 加密授权采用条件接收系统( c a s ) 和电子钱包系统两种方式进行授权控 制管理。无论采用何种方式，均使用加扰器对内容进行加扰，并通过条件接收系 统的授权控制信息( e c m ) 对加扰控制字( c w ) 进行加密传输。 1 ) 采用条件接收系统进行授权控制管理时，前端使用加扰器对内容进行加扰， 授权控制信息( e c m ) 经复用传输至用户终端；用户终端收到c a s 根据b o s s 要 求生成的授权管理信息( e m m ) 后，对内容进行解密解扰操作后播放。 2 ) 采用电子钱包系统进行授权控制管理时，前端使用加扰器对内容进行加扰， 授权控制信息( e c m ) 和产品信息经复用传输至用户终端；用户终端根据产品信 息及电子钱包余额判断是否可以获得授权。如可获得授权，终端扣除电子钱包相 应费用后，通过条件接收模块对内容进行解密解扰操作后播放【引。 2 2c m m b 数据广播 数据广播是指除音、视频基本业务之外的，一种利用广播信道传输数据流或 数据文件的增值业务，以一点到多点的广播方式向用户传输多种信息内容，包括 视频、音频、文本、图片、网页、软件程序或者其他多媒体信息数据，满足用户 的各类信息需求。还可以借助回传信道开展交互业务，如视频点播、电视购物等。 数据广播的系统结构如图2 2 所示。 l o 第二章c 砌, t b 标准分析 交通导航股票行情阳光政务 文件下载 上上 上上 l 数据广播平台 上t i 广播信道 ： 回传信道 1 l r一一一一f 一一一 i 接收终端 图2 2 数据广播系统结构图 无论是有线、地面或卫星数字电视，其数据广播系统的结构是大同小异的。 但移动多媒体广播作为一种新兴的传输媒体，与传统的传输媒体相比有着移动性、 高误码率、低数据率等特点，这些特点决定了移动多媒体广播系统中开展的数据 业务将有别于有线、地面或卫星数字电视，适用于有线、地面或卫星数字电视的 数据广播标准不能全盘照搬到移动多媒体广播系统中，因此需要专门制定适用于 移动多媒体广播的数据广播标准f i9 】。 2 2 1 数据广播标准概述 c m m b 的数据广播标准全称为移动多媒体广播第5 部分：数据广播，标 准号为g y t 2 2 0 5 2 0 0 8 ，于2 0 0 8 年1 月2 1 日发布，2 0 0 8 年2 月1 日开始实施。 它描述和约定移动多媒体广播系统中数据广播业务的数据传输和封装方法，能够 有效地扩展并丰富移动多媒体广播的业务内容，应用该标准能够支持视频、音频、 文本、图片、软件程序等多媒体信息传输，为终端用户提供股票资讯、交通导航、 气象服务、网站广播等各类信息服务。 2 2 2 数据广播的特点 在数据链路层和应用层增加前向纠错措施，确保数据传输的可靠性。 数据链路层增加前向纠错解决字节误码错误，应用层增加前向纠错解决丢 包错误。根据数据业务对时间延时的要求和数据可靠性的要求，灵活配置选 择前向纠错算法，确保数据业务的开展。 支持采用轮播机制，确保接收数据的完整性。 电子科技大学硕士学位论文 在信道条件很差时，即使采用了前向纠错，终端接收到的数据仍有可能 会不完整，因此可以通过轮播机制回补数据，确保数据的完整性。 采用压缩技术，提高数据传输的效率。 对数据进行压缩是提高业务数据传输效率的有效方法，针对不同业务的 特点，选择不同的算法，解决数据传输效率的问题。 采用多协议封装方法，将业务数据统一封装成一种格式，确保数据广播业 务前端系统的可扩展性。 在数据广播业务前端和复用器之间增加协议转换设备，将来自不同数据业 务、不同协议格式的业务数据包封装成统一的格式，传输给复用器，增强数 据广播前端子系统的可扩展性。 2 2 3 术语和定义 纠删编码e r a s u r ec o r r e c t i o ne n c o d i n g 针对数据传输的擦除特性，采用纠删算法对数据进行保护的一种编码方 式。 数据文件d a t a f i l e 文件模式数据业务的组成文件。 文件片f i l es l i c e 数据文件分割的最小单元。 文件片传输包f i l es l i c et r a n s p o r tp a c k e t 用以传输文件片的数据包。 文件块f i l eb l o c k 文件片的集合，若数据文件进行纠删编码，则纠删编码以文件块为单位进 行。 纠删校验块e r a s u r ec o r r e c t i o nb l o c k 文件块经过纠删编码后得到的校验数据。 纠删校验片e r a s u r ec o r r e c t i o ns l i c e 纠删校验块分割的最小单元，与文件片等长。 纠删校验片传输包e r a s u r ec o r r e c t i o ns l i c et r a n s p o r tp a c k e t 用以传输纠删校验片的数据包。 f a t 文件f a t f i l e 1 2 第二章c 加旧标准分析 文件模式数据业务的属性描述文件。 f a t 片f a ts l i c e f a t 文件分割的最小单元。 f a t 片传输包f a ts l i c et r a n s p o r tp a c k e t 用以传输f a t 片的数据包。 文件模式传输包f i l em o d et r a n s p o r tp a c k e t 文件片传输包、纠删校验片传输包和f a t 片传输包的统称。 x p e 包x p e p a c k e t 经过x p e 语法封装后形成的数据包。 纠错编码e r r o rc o r r e c t i o ne n c o d i n g 针对数据传输的随机或突发错误特性，采用纠错算法对数据进行保护的一 种编码方式。 纠错校验数据e r r o rc o r r e c t i o nd a t a 具有相同传输序号的x p e 包的净荷经过前向纠错编码后得到的校验数据。 x p e f e c 包x p e f e cp a c k e t 纠错校验数据经过x p e f e c 语法封装后形成的数据包。 2 2 4 缩略语 c r c ( c y c l i cr e d u n d a n c yc h e c k ) 循环冗余校验 f a t ( f i l ea t t r i b u t et a b l e ) 文件属性表 f e c ( f o r w a r de r r o rc o r r e c t i o n ) 前向纠错 l d g c ( l o wd e n s i t yg e n e r a t o r m a t r i xc o d e ) 低密度生成矩阵码 x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) 可扩展标记语言 x p e ( e x t e n s i b l ep r o t o c o le n c a p s u l a t i o n ) 可扩展协议封装 x p e f e c ( e x t e n s i b l ep r o t o c o le n c a p s u l a t i o n f o r w a r de r r o rc o r r e c t i o n ) 可 扩展协议封装前向纠错 2 2 5 数据广播协议层次 数据广播协议层次包括数据业务、流模式文件模式、可扩展协议封装 沁e 脚e f e c ) 、复用、广播信道，见图2 3 。其中复用遵循g y t2 2 0 2 2 0 0 6 移 动多媒体广播第2 部分：复用，广播信道遵循g y t2 2 0 1 2 0 0 6 移动多媒体 电子科技大学硕士学位论文 广播第l 部分：广播信道帧结构、信道编码和调制。 数据业务 流模式 i 文件模式 可扩展协议封装( x p e x p e f e c ) 复用 广播信道 图2 - 3 数据广播协议层次 把数据广播的协议层次与i s o o s i 七层协议模型有相应的对应关系见图2 4 。 图2 - 4 与i s o o s i 七层协议模型层次对应图 2 2 6 数据广播与复用的关系 数据广播的业务数据经过x p e x p e f e c 封装后适配到复用帧中复用子帧的 数据段，见图2 5 。 1 4 第二章c 岫标准分析 图2 - 5 数据广播业务数据与复用关系示意图 2 2 7 数据业务的两种模式 数据业务的模式分流模式和文件模式。 流模式是指数据业务以连续流的方式展现，通常有时序要求、传输有时间标 签指示或数据流内部有同步要求。流模式数据业务直接进行可扩展协议封装，适 配到复用子帧的数据段中，实现透明传输。 文件模式是指数据业务以离散数据文件的方式展现，通常无时序要求、传输 无时间标签指示或同步要求。使用f a t 文件描述数据业务所包含的数据文件的构 成、路径、分割参数等信息，见图2 6 。 电子科技大学硕士学位论文 流模式和文件模式均可进行可扩展协议封装。但流模式直接对数据流进行可 扩展协议封装；文件模式先对文