（电路与系统专业论文）dab终端数据业务解码研究和epg解码的实现.pdf

重庆邮电大学硕士论文 摘要 随着人们进入数字时代，对广播的声音质量和业务多样性方面的要求逐步提 高。而模拟广播( 调频f m 、调幅a m ) 这种窄带传输方法对多径传播缺乏抵抗力 的缺点越来越让它与人们的要求相背离，尤其在移动接收时，由于无线信道的频 率选择性和时间选择性，多径传播产生严重的衰落现象，损害了接收质量。同时， 模拟广播使用r d s ( 无线数据系统) 只能提供少量数据信息，也不能满足人们对业务 多样性的要求。在这种背景下数字声音广播( m 也) 进入了人们的视野。如何在 保证d a b 高品质声音质量( c d 音质) 的前提下，实现d a b 各种数据业务，是 d a b 接收端必须致力解决的问题。本文从系统设计的角度出发，围绕d a b 终端 数据业务解码进行研究。 本文首先分析了d a b 的传输帧，重点介绍了用于传输控制信息的快速信息信 道( f i c ) 和用于有效数据传输的主业务信道( m s c ) 。在第三章介绍了d a b 数据 业务传输方法，针对现实应用，重点介绍了电子节目向导( e p g ) 的传输机理和编 码方法。在第四章重点研究了e p g 解码的实现，提出了分层次的e p g 解码设计方 法。e p g 解码依次分为：网络层解码，数据组层解码，块层解码，对象层解码， 用户应用层解码。这五层同样可以用于其它m o t ( 多媒体对象传输) 数据业务的 解码，只需要将用户应用层根据不同的数据业务做相应的改变。同时，改进了f i c 解码，提供了更加适合数据业务的f i c 控制信息。在分析中综合考虑了c r c 校验 和重复机制等因素，使解码更符合实际情况，有助于系统提高容错能力。在第五 章中简要介绍了西芯微电子公司的d a b & d m b 接收机的整机方案。论文课题正是 基于西芯微电子公司的d a b 解码芯片和d a b & d m b 接收机方案进行的，e p g 的 实时解码验证系统也是在西芯微电子的u s b - d m b 接收机方案上进行的。第六章 通过实验室的d a b 信号发生器，验证e p g 的实现。文章最后总结了全文，分析 了e p g 下一步的改进和开发方向，重点分析了e p g 在d a b 接收机中的实现形式。 关键词：电子节目向导，d a b 数据业务，多媒体对象传输，数字声音广播 重庆邮电大学硕士论文 a sp e o p l e 玳e n t c r i o gt h ed i g i t a la g e t h er e q u i r e m e n t so f a u d i oq u a l i t ya n ds e r v i c e d i v e r s i t yo ft h eb r o a d c a s tg r a d l i a l l yi n c r e a s e w h i l ea n a l o g u eb r o a d c a s t ( f m ，a m ) ， w h i c hi sn a r r o w b a n d 蛐i o r lw i t has h o r t c o m i n go fl a c k i n go fd 昆d s 切n t o m u l t i p a t hp r o p a g a t i o n , i sf a ra w a yf r o mp e o p l e sr e q u i m m e n t s e s p e c i a l l yi nm o b i l e r e c e p t i o n , b e c a u s eo ft h ef r e q u e n c y - s e l e c t i v ea n dl i m e s e l e c t i v ew i r e l e s sc h a n n d , m u l t i p a t hp r o p a g a t i o nc , 8 1 1 1 s e ss e r i o u ss i s n a jf a d i n ga n dd a m a g e st h er l c e p t i o nq u a l i t y m e a n w h i l e t h eu s eo fl i d s ( r a d i od a t as y s t e m s ) i na n a l o g u eb r o a d c a s t , w h i c h 啪 o n l yp r o v i d eas m a l la m o u n to f d a l ai n f o r m a t i o n , 啪n o ts a t i s f yt h ep e o p l e s r e q u i r e m e 幽o fs e l v i c ed i v e r s i t y i nt h i sc o n t e x t ，d i s i t a ia u d i ob i m d 明鲥n g ( d a b ) h a s e n t g , r e dt h ep u b f i c se y e s h o wt oa c h i e v i n gd a bd a t as e r v i c e su n d e rt h ep r e m i o f h i g h - q u a l i t ys o u n d ( c d - q u a l i t ys o u n d ) g u a z a n t c ei saq u e s t i o nw h i c hm u s tb es o l v e di n d a bl l 蜊v e l ot h i sp a p e rr e s e a r c h e st h ed e c o d i n go f d a t as o l v i c e sa td a bt e r m i n a l si n t h ep e l _ s p e c t i v co f s y s t e md e s i g n t h i sp a p e rf i r s ta n a l y z e st h ed a bt r a n s m i s s i o nf r a m e f o c u s i n go n 血ei z a n s m i s s i o n o fe o n t z o li n f o r m a t i o ni nt h ef a s ti n f o r m a t i o nc h a n n e l ( f i c ) a n de f f e c t i v ed a t ai nt h e m a i ns e r v i c ec h a n n e l ( m s c ) t h e nd e s c r i b e st h ed a b l a a n s p o r tm e c h a n i s m so fd a t a f l e l v i c c si nc h a p t e rt l l r e e ，f o c u s i n go ne l e c t r o n i cp r o g r a m m eg u i d e ( e p g ) t r a n s p o r t m e c h a n i s ma n dc o d i n gm e t h o d si nv i e wo f t h er e a l i t ya p p l i c a t i o n i nt h ef o u r t hc h a p t e r i tf o c u s e so i lt h ei m p l e m e n t a t i o no fe p g d l 0 d i n g ，a n dd e s c r i b e sah i e r a r e l a i e a ld e s i g n m e t h o d e p t 3 山翻) d i n gl a y e r sa 咒o r d e r e d 鹤f o l l o w s ：n e t w o r kl a y e rd 训m g d a t a f o r m a t i o nd e c o d i n g , b l o c kl a y e rd c c o d i n g ，t h eo b j e c tl a y e rd 茂o d i n g u s e ra p p l i c a t i o n l a y e r l e e o d i n g t h ef i v el a y e 巧c a na l s ob eu s e di no t h e rm o t ( m u l t i m e d i ao b j e c t t r a m f e r ) d a t a , t e c o d i n gs e r v i c e sw l a i c ho n l yn c c d sa e a z o r d i n g l yc h a n g eo ft h eu s e r a p p l i c a t i o nl a y e ri nl i g h to f d i f f e m a td a t as e r v i c e s a n da l s o ，f i cc o n t e n t sa m 伽l h j m c o d ， o f f e r i n gf i cc o n t r o li n f o r m a t i o nw h i c l ai sm o l es u i t a b l ef o rd a t as e r v i c e s i nt h ea n a l y s i s , t h ec r ca n dd u p l i c a t i o nm e c h a n i s ma n do t h e rf a c t o r sa l ec o n s i d e r e d , w h i e l am a k e st h e d a t ar e c e i v i n gm o l er e l i a b l ea n di m p r o v e st h es y s t e mc a p a c i t yo ff a u l t - l 【0 l c r a n e e i nt h e f i f t hc h a p t e r , b r i e f e d 山ed a b & d m br c c e i v c ru n i ts o l u t i f r o mi s i si pl i m i t e d t h i s t h e s i si sb a s e do i lt h ed a bd e c o d e re l a i pa n dd a b & d m bi 饿 i v e rp r o g r a mo ft l a ei s i s 皿a n dt h er e a l - t i m ed e c o d i n gv e r i f i c a t i o ns y s t e mo ft h ee p l 3i sa l s ob a s e do ni s i si p s 重庆邮电大学硕士论文 u s b d m br e c c i v e l s o l u t i o ni nc h a p t e rs i x e p g 出幻蜘r e a l i z a t i o ni sv e r i f i e di nt h e u s eo fd a bs i g n a lg e n e r a t o ri nt h el a b t h i sp a p e rs u m m a r i z e st h ew h o l ea r t i c l ea n d a n a l y z e st h en e x ts t a g ei m p r o v e m e n to f e p gd e c o d i n ga n di t sp r e s e n t a t i o n , f o c u s i n go n t h ee p gr e a l i z a t i o nm e t h o d si nd a br o c e i v e l s k e yw o r d s e l e c t r o n i cp r o g r a m m eg u i d e ( e p o ) ，d a bd a ms e r v i o e ，m u l t i m e d i a o b j e c tt r a n s f e r ( m o t ) ，d i o t a ia u d i ob r o a d c a s t ( d a b ) 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，也不包含为获得重庆噬直太堂或其他教育 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。 学位论文作者签名：泉滴 签字日期： 一口卯年月，口日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 重废鲣皇太堂有关保留、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。本人授权重废蛏虫太堂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适用本授权书) 学位论文作者签名： 泉淆 导师签名= 甲击娟宝 签字日期：3 0 0 7 年占月1 0 日签字日期：j 咿7 年月i o 日 重庆邮电大学硕士论文 第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 音频广播是目前应用最广泛的电子媒体之一，在全世界范围内拥有数十亿接 收群。自从1 9 2 0 年早期诞生以来a m 和f m 音频广播服务就一直是主要的广播方 式。在过去的几十年中它们曾以最好的声音广播质量受到欢迎。但是，这种模拟 的窄带传输方法存在着对多径传播缺乏抵抗能力的问题。尤其在移动接收时，由 于无线电信道的频率选择性和时间选择性，多径传播会产生严重的衰落现象，大 大的降低了接收质量。 为了改进现有广播的技术质量，虽然采用了不少新的方法和技术，也收到了 一定的成效、但都有一定的局限性，并不能彻底改变现有广播的固有弱点，人们 从理论和实践中已经认识到，现有模拟方式的广播已经没有进一步根本改善的可 能性，己经达到技术革新的极限。 随着我们进入数字时代，人们希望数字时代的广播能拥有高品质的声音质量 ( c d 音质) ，数目众多的节目，同时拥有可便携的微型接收设备，不会因为传播 而出现广播质量下降的现象。目前的模拟a m 和f m 音频广播系统显然已经不能 满足这些要求，这时就迫切需要一种全新的适合未来数字时代需求的广播形式出 现。在这种背景下d a b 进入了人们的视野。 d a b e l l 是以数字技术为手段，由广播机构向移动、固定或便携式接收机传送高 质量的声音节目和数据业务的技术体系。d a b 除了声音信号外，也可传送任何形 式的数据信号，如广播电文、静止画面、计算机程序等，甚至可以对移动的t v 接 收机传送电视节目。 1 2 数字声音广播的发展 1 2 1 数字声音广播技术在国际上的发展 d a b 技术是欧洲开发的，于1 9 8 6 年提出该项目，即e u r e k a1 4 7 d a bp r o e c t ， 在经过4 年的研究和发展并不断改进后，d a b 已是一项成熟的技术，e u r e k a 1 4 7 d a b 于1 9 9 5 年标准化，标准规范为e t s3 0 04 0 1 ，是迄今唯一被r r u 推荐的 重庆邮电大学硕士论文第一章绪论 系统。1 9 9 5 年秋在英国和瑞典正式投入使用，同时整个欧洲d a b 频率分配任务已 经完成。除了欧洲外，d a b 技术在世界上其它一些国家和地区也得到了一定的发 展，d a b 在加拿大和亚洲的新加坡等地区也得到了应用。对d a b 推广应用起决 定作用的用户终端设备的开发和生产，也以惊人的速度发展，设备功能越来越齐 全、体积越来越小，同时价格越来越适中。 1 2 2 我国数字声音广播的发展 1 9 9 2 年6 月我国广电部通过了开展d a b 重大科研的可行性报告。1 9 9 6 年五 月国家科委通过实施方案。1 9 9 6 年北京广播电视研究所组建中国d a b 实验室。同 年底，我国和欧共体合作，在广东佛山、中山和广州建起了中国第一个d a b 先导 网，1 9 9 7 年正式试验广播。北京、天津、廊坊地区的s f n ( 单频网) 【l 】也已经于 2 0 0 0 年6 月开通进行试验。北京和上海于2 0 0 5 年也都相继开通了d a b 广播。此 外，我国的香港也进行了d a b 试播，我国台湾已经于2 0 0 0 年正式开通d a b 广播。 d a b 的优越性和发展前景是不容置疑的。但多年来由于其技术含量高，开发 难度大，由此造成了接收机价格昂贵，阻碍了d a b 的普及。近几年，这一情况有 所改观，特别是由陆明莹教授和王国裕教授主持设计的新一代d a b 基带解码芯片 通过前端设计的优化，使得芯片的功耗大大降低，并且随着集成度的提高，极大 的降低了成本，这就使接收机的价格有了很大的下降空间，从而极大地推动了d a b 的产业化进程。 王国裕教授和陆明莹教授从1 9 9 6 年即开始关注d a b ，并从事相关的研究。在 多年研究基础上，带领科研团队于2 0 0 4 年完成了完全自主知识产权的d a b 接收 机基带解码和音频解码芯片的前端设计，成功开发出d a b 接收机f p g a 样机并在 英国通过现场测试，2 0 0 5 年成功流片了d a b 基带芯片。该芯片采用o 1 8 工艺， 包含了d a b 基带解码和m p e g 音频解码，可实现d a b 信号的全速解码。该芯片 自主创新的成份极高，在芯片集成度和功耗方面代表着目前d a b 基带芯片的最高 水平。与国外先进技术相比，芯片集成度提高4 倍以上，大大的降低了功耗和成 本，为d a b 接收机的便携式设计铺平了道路。 由于技术上已基本成熟，2 0 0 4 年下半年开始d a b d m b 在全球趋热，目前国 外的许多厂商均已开始推出d a b d m b 的相关产品，可以说数字广播的时代已经 到来。如何利用我们已经取得的在d a b 基带解码芯片技术上的优势，将其转化为 产品和市场的优势，使我们拥有完全自主知识产权的d a b d m b 接收机已经成为 当前亟待解决的任务。 本课题正是在这一背景下。基于陆明莹教授和王国裕教授已设计成功的d a b 2 重庆邮电大学硕士论文第一章绪论 基带解码芯片，为进一步增强d a b 接收机的功能，方便用户使用，提高市场竞争 力，从而为d a b 接收机添加e p g 【”接收模块。通过e p g 接收模块解决方案，可以 提高d a b 接收机级别，促进d a b 接收机的产业化进程，从而进一步促进d a b 在 我国的普及。 1 3 数字声音广播中的数据业务及e p g 系统的应用 d a b 在传送具有c d 质量的声音节目的同时，还可以附加传送数据业务。数 据业务可以是与声音广播节目有关，也可以是独立的数据业务。与声音广播有关 的数据业务可以是介绍节目概况的广播电文或关于节目主持人的信息等。同时， 它还可以传递控制信息，利用它所带有的信息可以对相关声音广播提供多种控制。 d a b 的独立数据业务，则可以为固定接收、移动接收和职业性领域的用户传送他 们需要的各种信息和业务。数据广播是一个五彩缤纷的世界。目前d a b 最有用的 数据业务是e p g ，同时它也是被使用得最普遍的数据业务。 e p g ( e l e c t r o a i c p r o g r a m m e g u i d e ) 电子节目向导，是一种互动式的应用，目 前被广泛的应用在数字声音广播和数字电视中。e p g 的主要功能是为用户提供节 目的清单，提供一个良好的导航机制，使用户能够方便快捷地找到自己关心的节 目，同时能够查看节目的附加信息。e p g 的基本功能就是提供一个“台一时间一 节目”的列表。它还可以提供很多高级功能，如提供节目附加信息( 节目内容介 绍) ，按节目内容进行分类，节目预定以及对节目内容进行分级控制等，甚至一些 个性化的功能。 随着人们对数码产品的要求越来越高，e p g 作为节目导航，成为d a b 接收机 中重要的一部分，因此本论文研究工作的重点之一将放在e p g 的研究和实现上。 1 4 论文主要工作 l 、在本课题中，本人所做的工作主要包括： ( 1 ) e p g 解码系统的设计和实现 ( 2 ) 对e p g 解码的包模式和流模式在p c 环境的验证 ( 3 ) 将e p g 解码模块嵌入现有实现中 ( 4 ) 优化e p g 的显示功能 ( 5 ) 对f i c 、e p g 解码软件的扩展性进行了优化 ( 6 ) 搭建解码软件模块的p c 验证平台 ( 7 ) 接口驱动的编写包括u s b ，串口驱动的编写 3 重庆邮电大学硕士论文第一章绪论 2 、论文安捧 论文按下面章节组织： 第一章：绪论，阐明了课题的来源和应用背景，并概括了本文的主要工作。 第二章：介绍了d a b 的传输帧结构，其中f i c 是d a b 控制信息的载体，m s c 是有效数据的载体。 第三章：介绍了d a b 的信道传输机制，包括f i c 信息编码的帧结构、m s c 包 模式传输下的帧结构、m s c 流模式传输下的p a d 编码结构等，还介绍了d a b 数据业务的传输方法和m o t 及e p g 的相关协议。 第四章：改进了f i c 解码，同时分层次实现了e p g 的软件解码。 第五章：从软硬件两个方面，介绍了两个d a b 接收机整机的设计方案。 第六章：介绍了实验室d a b 信号发生器以及发射端既 g 信息的配置方法，并 给出直观的e p g 测试结果。 第七章：全文的总结，分析e p g 在d a b 接收机中的实现形式和下一步的改进 和发展方向。 4 重庆邮电大学硕士论文 第二章d a b 传输帧结构 第二章d a b 传输帧结构 为了充分利用d a b 传输信道，由声音节目和数据业务共同构成复合信号传送， 如图2 1 所示【2 】。d a b 是一种透明的传输系统，从技术的观点看，所传送的数字 信息本身所代表的内容无关紧要。然而，复合信号的组织必须按照明确的处理方 法实现，这样接收机才能正确地恢复出各种业务。 图2 1 发射端业务复合 本章将详细介绍复合信号的组织，也就是d a b 的传输帧结构，及传输帧的各 组成部分。 2 1d a b 传输帧 d a b 数据的传输是以传输帧 3 1 的格式进行的，即所有要发送的数据被组合成 长度固定，格式统一的一个一个的传输帧，然后才进行发送。d a b 传输帧的结构 如图2 2 所示： l 同步信道( s c ) l 快速信息信道( f i c ) l主业务信道( m s c ) i 图2 2 d a b 传输帧结构 位于传输帧最开头的是同步信道( s c - - s y n cc h a n n e l ) 3 1 ，它是用来使发射端 和接收端在时问和频率上保持同步的。接下来的是快速信息信道( f i c f a s t i n f o r m a t i o n c h a n n e l ) 3 1 它给出了d a b 中传输的所有节目的复合结构信息以及每 个节目的相关信息。传输帧的主体是主业务信道( m s c - - m a i ns e l v i c ec h a n n e l ) 3 1 ， 所有节目和数据业务都是经过复合然后在这个信道传输的。 对不同的工作模式1 3 1 ，d a b 传输帧在时间和总比特上的长度是不一样的，但 都是由上述三个信道组成。对主业务信道，不论哪种工作模式，信道的传输速率 都是一样的，即2 3 0 4 m b p s 。 重庆邮电大学硕士论文 第二章d a b 传输帧结构 2 2 快速信息信道f i c 快速信息信道，顾名思义是为了快速传递信息给接收机，这些信息主要是与 主业务信道相关的控制和解码信息，由于快速信息信道未经过时间交织，同时它 的信道保护等级最高，因此可以满足信息传送的实时性和安全性。 2 2 1 快速信息信道传输内容 快速信息信道( f i c ) 总是携带接收机所需要的信息，以便识别d a b 中各子 信道的业务和业务成分，这一部分信息称为复合结构信息( m c i ) 【3 1 ，它描述了各 种业务成分将m s c 分割成许多子信道( s c ) 3 1 的情况，并说明子信道在m s c 中 的位置、容量、差错保护等。能明确业务及其所属成分。此外，f i c 能及时准确的 反映复用结构的变化。完成有条件接收的指示与控制信息的提供，以及指示h c 中所存在数据业务的功能。 f i c 还提供各种业务信息( s i ) 唧，它给出关于信号群的名字和它的业务和业 务成分、语言、国家识别、节目类型等。 快速信息信道传送的内容主要是复合结构信息( m c i ) 和业务信息( s i ) ，另 外也可以作为专用的数据通道传送部分数据业务( 例如：数字式交通信息 刑c ) 。现将快速信息信道中传送的信息归纳如下： ( 1 ) 复合结构信息( m c i ) ： a 、子信道复合结构信息，包括子信道的位置、大小、保护等级等； b 、节目群( e n s e m b l e ) 中提供的业务清单： c 、业务和业务成分之间的相关信息； d 、业务成分和子信道之间的相关信息； e 、复合结构重组指示信息。 ( 2 ) 业务信息 a 、各业务成分使用的语言种类； b 、时间、日期、地区； c 、节目编号、类型； d 、通告、新业务预告； e 、频率信息、发射台信息； f 、标签信息，包括节目群名称、业务名称、各个业务成分名称等； g 、其它还包括f m 节目信息、节目联系信息等。 6 重庆邮电大学硕士论文 第二章d a b 传输帧结构 ( 3 ) 快速信息数据信道( f d c ) a 、无线寻呼； b 、交通信息信道( n 胍1 - 佃茄cm e s s a g ec h a n n e l ) ： c 、紧急报警系统( e w s _ _ 】巳n 埘辨眦yw a r n i n gs y s t e m s ) ( 4 ) 条件接收信息 如果f i c 的容量不够用，必要时可以将主业务信道的第6 3 号子信道用作f i c 的扩展。此时，该子信道也称为a i c ( 附加信息信道) 1 3 1 。 2 2 2 快速信息信道的帧结构 快速信息信道是由多个快速信息块( f m f a s ti n f o r m a t i o nb l o c k ) 构成 3 1 的。不同的工作模式，快速信息信道中所包含的f i b 的数量也不同，如图2 3 所示 但每个f i b 的大小是固定的，总是包含7 6 8 比特数据( 净比特2 5 6 ，编码率为l 3 ) ， 即净数据为3 2 字节，其中3 0 字节数据( 有用信息) ，2 字节循环校验码( c r c 一 c y c l i cr e d u n d a n c yc h e c k ) 。 模式1 模式2 模式3 模式4 图2 3 不同模式下d a b 传输帧的f i b 和c i f f i b 中包含一个或多个快速信息组( f i o f a s ti n f o r m a t i o ng r o u p ) 【引，而每 一个f i g 总是包含l 字节的组头，在组头中定义了f i g 的内容( f i g 类型) 和长 度，其中长度域占5 个b i t s ，用于表示f i g 数据域的长度，不包括组头，其值规定 为l 2 9 个b y t e s ，如图2 4 所示。当f i g 数据域的长度为2 9 b y t e s 时，和组头信息， 共同占用了3 0 个b y t e s ，恰好占用一个f i b 。如果f i b 中的3 0 个字节没有被f i g 完全利用，则应在f i g 数据的末端插入结束标志和填充字节一般情况下，f i g 7 重庆邮电大学硕士论文第二章d a b 传输帧结构 在f i b 中的顺序和长度可以是任意的。 图2 4f i b 结构示意图 在f i g 中一共定义了8 种不同的类型，如表2 1 所示，并且可以根据子组头进 一步区分各自的信息子类型。子组头如图2 5 所示，其中e x t e n s i o n 用来区分信息 的子类型。这些不同类型的f i g 分别用于传送特定内容的f i c 信息，例如f i g0 1 ( 即f i gt y p e = o ，e x t e n s i o n = 1 ) 用于传送子信道信息，f i g0 2 ( 即f i gt y p e - - - 0 ， e 栅i o n = 2 ) 则用于传送复合结构信息。这种将f i c 信息分类传送的机制既满足 了d a b 复合结构灵活性的要求，同时也有利于接收端的解码实现。 表2 1f i g 类型列表 f i g t y p ef i g t y p e f i ga p p l i c a t i o n r l u m b e r 0 0 0 0m c ia n dp a r to f t h e s i 10 0 1 l a b e l s e t c ( p a r to ft h es 1 ) 20 1 0 l a b e l s e t c ( p a r to ft h es 1 ) 30 1 1r e s e r v e d 4 1 0 0r e s e r v e d 51 0 1f i cd a t ac h a n n e l ( f i d c ) 61 1 0 c o n d i t i o n a la c c e s s ( c a ) 71 1 1 r e s e r v e d ( e x c e p tf o rl e n c l t h3 1 ) 1 b i t1 晰 1 b n5b i t s、 b bb 5b 4b 0 0 ep ，de x t e n s i o n t y p en f i e l d 图2 5f i gd a t af i e l d 结构示意图 s 重庆邮电大学硕士论文第二章d a b 传输帧结构 2 3 主业务信道( m s c ) 主业务信道的总数据传输率为2 3 0 4 m b p s ，其传输内容主要包括d a b 信号群 的声音节目和数据业务。不同的业务及其成分采用复合的方式被分配在子信道中 传送。 2 3 1 主业务信道的帧结构 主业务信道由公共交织帧( c m c 叩瑚加i n t e r l e a v e df r a m e s ) ( 3 1 构成，不 同模式下d a b 传输帧中包含的c i f 数量也不同( 如图2 2 所示) ，每个c i f 包含 5 5 2 9 6 比特数据，被划分为8 6 4 个容量单元( c i 卜印i t yu n i t ) ，每个c u 为 “比特，同时按顺序把c u 编上o _ _ 8 6 3 的地址编号。通过信道编码，具有相等差 错保护等级的一些地址连续的c u 构成一个组，形成一个子信道( s u b - c h a n n e l ) 。 一个子信道携带一个业务成分( 子信道可以通过数据包组织再细分) 。d a b 规定最 多可以构成6 4 个子信道，如图2 6 所示。 i s u b - c h a n n ：e l s u b - c h a n ：n e m l l 朗加9is u b - c h “! l sub-chann：elsubchld p s u b c h l ds u b c h i dks u b c h l d i9 州删叼i i = = m ll = ll c i f c ua d d r e s s e s 图2 6 m s c 结构示意图 c 皿中子信道的构成需要遵循以下原则：子信道不允许重叠；每个c u 最多安 捧一个子信道，而一个子信道可以包含多个c u ；子信道需要有明确的地址：子信 道可以重构，即子信道中c u 的位置和数量可以改变；不同子信道其保护等级可以 不同。 2 3 2 主业务信道的传输模式 主业务信道有两种传输模式，一种是流模式( s t r e a mm o d e ) 【3 1 ，一种是包模 式( p a c k e tm o d e ) 3 1 。 ( 1 ) 流模式 一般情况下，流模式传输具有恒定的数据率，因此主要适用于同步数据业务 的传送。在流模式中，一个子信道固定的提供n x 8 k b s 的净比特率供使用，并且 容量完全被一种业务成分占据，d a b 的音频业务就主要是通过流模式传送的，此 外特定的流模式子信道也可以应用于其它的连续的信号源，例如视频和数据业务 9 重庆邮电大学硕士论文 第二章d a b 传输帧结构 每个d a b 音频帧的末尾总分配有一个节目伴随数据( p a 肛一p l o g 舢m e a s s o c i a l e dd a t a ) 区，该数据区主要传送与声音节目有关系的数据。 p a d 区分为固定p a d ( f p a d ) 3 1 和扩展p a d ( x p a d ) 【3 1 ，f - p a d 位于音频 帧的最后两个字节，然后向前分别是c r c 校验区和x - p a d 区，p a d 区的帧结构 如图2 7 所示。 i 一b y l e ， l 1l f p a d x - p a df i e 旧 s c f 仃e i d f i x e d5 i z e 图2 7 d a b 音频帧p a d 区结构 其中舳a d 主要传送实时性要求较强的信息，诸如动态范围控制信号、音乐， 语言标志，还有对x p a d 的长度、类型的定义信息等。x - p a d 主要传送节目动态 标签信息和用户应用数据信息，内容指示信息( c o n t e n ti n d i c a t o r ) 定义了x - 队d 中所传送内容的类型，其类型列表见表2 2 。x - p a d 区包含一个以上子数据区， 每一个子数据区都通过其携带的内容指示信息说明其传输的内容类型，x p a d 类 型以及长度。需要注意的是在x p a d 中传输的数据与其逻辑编码顺序正好相反， 即逻辑编码的第一个字节在传输时最后一个送出。 表2 2x - 队d 应用类型 a p p l i c a t i o nt y p ed e s c r i p t i o n 0e n dm a r k e r 1d a t aq r o u pl e n c l t hi n d i c a t o r 2 d y n a m el a b e ls e g m e n t ，s t a r to fx - p a dd a t aa r o u p 3d y n a m = cl a b e ls e l m e n t c o n t i n u a t i o no fx p a dd a t ac l r o u d 4 t 0 1 1u s e rd e f m e d 1 2m o ts t a r to fx - p a dd a t a 口r o u ps e ee n3 0 12 3 4 1 3m o tc o n b n u a t i o no fx - p a dd a t ag r o u ps e ee n3 0 12 3 4 1 4m o ts t ar to fc am e s s a g e ss e ee n3 0 12 3 4 1 5m o tc o n t i n u a t i o no fc am e s s a g e s s e ee n3 0 12 3 4 1 6 t o3 0u s e rd e f i n e d 3 1n o tu s e d 图2 8x - p a d 数据传输方式一 1 0 重庆邮电大学硕士论文 第二章d a b 传输帧结构 x - p a d 有两种传输方式，其传输结构分别如图2 8 和2 9 所示。这两种传输方 式的区别在于，第一种传输方式里每个x p a d 区只包含一个子数据区，相应的也 只传送一个x - p a d 数据组的内容，而第二种传输方式里，每个x - p a d 区包含多个 子数据区，各子数据区可以并行传送不同x - p a d 数据组的内容。 f r 皿聊l i 奠n 佣 ： f r e t 。p p h 咖bf r 皿叩一1 4 h c 回回 fm mi k 些叫 图2 9x p a d 数据传输方式二 ( 2 ) 包模式 在d a b 中采用包模式主要传送具有可变数据率和数据率小于8 k b s 的非同步 数据业务。因为如果还采用流模式来传送的话会使信道的传输容量不能被完全利 用。这些数据业务在传送时被打包然后分配在同一子信道中传送。 数据在以包模式传输时首先经过主业务层打包组成主业务数据组，然后再经 过网络层打包成多个相连的具有相同的包地址的数据包传送。如图2 1 0 所示。 _! 苎! 塑塑- h ! 竺皇竺! 塑! 竺。 图2 1 0 包模式传输 重庆邮电大学硕士论文第二章d a b 传输帧结构 图2 1 l m s c 数据组结构 数据组由组头、数据区( 最大8 1 9 2 字节) 和c r c 组成，在组头中定义了数 据组的类型、是否分块( s e g m e n t ) 以及块的数量、数据组传输i d ( t r a n s p o r t1 d ) 、 重复传输次数等信息，如图2 1 1 所示。其中数据组类型3 、4 、5 、6 、7 被用来传 送m o t 格式的数据，有关m o t 数据传输将在后面作进一步介绍。 数据包的构成与数据组相类似，也是由包头、数据区和c r c 组成。如图2 1 2 所示。其中在包头里定义了数据包的地址信息，以此来识别该数据包属于哪一种 业务成分。数据包的地址与业务成分的关系是通过快速信息信道的解码来建立的 此外在包头中还定义了数据包的类型( 规定数据包的大小，可以是2 4 b y t e s 、 4 8 b y t e s 、7 2 b y t e s 、9 6 b y t e s 中的一种) 、在数据组中的位置( 起始、结束或中间位 置) 、模4 计数器( c o n t i n u i t yi n d e x 一用来确定连续的相同地址包) 。 、， 2b i t s2b i t s2b i t s1 0b i t s1b i t7b i t s1 6 断t s b 1 56 1 4 i b l 3b 1 2b 1 1 b 1 0b 9b 0 b 7b 6b 0b 1 5 b 0 u s e f u i u s e f u i p a c k e ti c o n t i n u i t y f i r a t l l a s ta d d r e s sc o m m a n d d a t a d a t af i e l d p a d d i n g p a c k e t l e n g t hl i n d e xl e n g t h c r c 图2 1 2 数据包结构 1 2 重庆邮电大学硕士论文第三章d a b 数据业务及e p g 编码介绍 第三章d a b 数据业务及e p g 编码介绍 d a b 的数据业务种类繁多，本章将首先介绍d a b 的数据业务的分类及传输 方法，然后针对当前应用最广泛的数据业务e p g ，介绍其传输机理和编码。 3 1d a b 的数据业务 3 1 1 数据业务的分类 数字声音广播( d a b ) 是一种新型的广播系统，属于多媒体技术。d a b 在传 送声音广播的同时，还可以附加传送数据业务。d a b 系统的数据流可以传送到住 宅、办公室、p c 和其它的终端设备。数据信息可以以数据、电文和图像的形式在 d a b 接收机的显示器上显示，或者通过插在p c 机上d a b 卡接收数据业务并在 p c 的显示器上显示。 数据业务的数据可以是与声音广播有关( 称为节日伴随数据，简称p a d ) 的 业务，也可以是与声音广播节目无关的数据业务，称为非p a d 数据业务。 p a d 含有关于正在传送的声音节目的重要信息。例如，它可以是介绍节目概 况的广播电文或是关于节目主持人的信息，或者听众热线电话号码等。利用p a d 也可以进行多种控制信息的传送，例如传送动态范围控制和音乐语言识别控制等 信息。 d a b 中与声音广播无关的独立数据业务，对于固定接收来说主要有：电子报 纸( 可根据自己的需要选择某部分内容) 、软件或计算机游戏、公共信息和大型公 众活动的通告。对于移动接收来说，独立数据业务变成了同汽车司机或用户的公 共联络工具，为他们传送急需的信息，这些信息可以包括：详尽的交通信息、城 市停车场信息、旅馆床位信息、个人寻呼信息、地图信息、图文信息、天气信息、 导游信息等等。 此外，还可以传送职业性领域的信息：丢失的信用卡禁用信息、交易所信息、 价格信息的发布( 在加油站或连锁店) 、电子广告片信息。 总之，d a b 数据业务是一个五彩缤纷的世界。 1 3 重庆邮电大学硕士论文第三章d a b 数据业务及e p g 编码介绍 3 1 2 数据业务的传输方法 根据信息量的多少，重要程度以及和声音广播的相关程度，数据业务可以采 用三种不同的方式进行传送，下面将详细介绍这三种方式。 1