標(biāo)簽：DVB-S 數(shù)據(jù)廣播

l 引言

歐洲ETSI協(xié)會(huì)制定的數(shù)字電視廣播DVB系列標(biāo)準(zhǔn)(DVB-T/C/S)不僅可傳送數(shù)字電視業(yè)務(wù)，還可提供數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)[1-2]。DVB數(shù)據(jù)廣播標(biāo)準(zhǔn)定義了7種數(shù)據(jù)廣播方式，但此協(xié)議只規(guī)定了數(shù)據(jù)廣播的下3層協(xié)議，并沒有規(guī)定應(yīng)用層數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是如何封裝的。實(shí)際應(yīng)用中存在著各種類型的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，包括流媒體業(yè)務(wù)、文件業(yè)務(wù)、互動(dòng)信息等，對(duì)于這些應(yīng)用，各公司和廠商都定義了自己的業(yè)務(wù)傳輸協(xié)議。目前的應(yīng)用協(xié)議及實(shí)現(xiàn)主要側(cè)重于特定業(yè)務(wù)的應(yīng)用，而不是針對(duì)于各種業(yè)務(wù)的綜合設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1業(yè)務(wù)載體

為支持各種用戶業(yè)務(wù)，提高系統(tǒng)的擴(kuò)展性，系統(tǒng)將用戶應(yīng)用分成以下4種業(yè)務(wù)載體：

1)數(shù)字電視：以TS流形式傳輸?shù)臄?shù)字電視，包括高清數(shù)字電視和標(biāo)清數(shù)字電視;

2)流媒體：用IP來承載的實(shí)時(shí)音視頻流業(yè)務(wù);

3)文件業(yè)務(wù)：以文件形式播發(fā)的業(yè)務(wù)，例如教學(xué)課件、圖書、文檔等;

4)消息業(yè)務(wù)：消息指不采用文件形式，直接傳輸數(shù)據(jù)內(nèi)容的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，例如即時(shí)通信、天氣預(yù)報(bào)、政府公報(bào)，股票信息等。

這4種業(yè)務(wù)構(gòu)成了系統(tǒng)最基本的業(yè)務(wù)載體，用戶的各種業(yè)務(wù)都可以用這些業(yè)務(wù)載體來承載。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)

整個(gè)衛(wèi)星廣播系統(tǒng)組成如圖1所示，包括數(shù)據(jù)廣播中心、衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)和用戶接收終端。數(shù)字電視、流媒體、文件數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)等各種類型的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)廣播中心完成接入、匯集、封裝及復(fù)用。復(fù)用后的信號(hào)進(jìn)入衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)完成調(diào)制、上變頻、功率放大，此時(shí)的射頻信號(hào)通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)供用戶接收終端完成接收及處理。

2.3系統(tǒng)協(xié)議棧

系統(tǒng)協(xié)議棧如圖2所示。數(shù)字電視業(yè)務(wù)直接通過MPEG一2定義的TS包傳輸;由于廣播是點(diǎn)到多點(diǎn)的單向傳輸，流媒體、文件及消息都通過UDP/IP協(xié)議進(jìn)行傳輸，IP包通過多協(xié)議封裝(MPE)封裝到TS包中。流媒體在UDP層之上，需要RTP/RTCP/RTSP等控制協(xié)議保證音視頻流的服務(wù)質(zhì)量。在UDP層之上，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)載體定義業(yè)務(wù)載體傳輸協(xié)議。

2.4業(yè)務(wù)載體傳輸協(xié)議

接收端的用戶必須能夠識(shí)別信道上傳輸各種媒體和數(shù)據(jù)信息，并下載所需信息，這就要業(yè)務(wù)載體傳輸協(xié)議來提供上述功能。業(yè)務(wù)載體傳輸協(xié)議包括以下幾個(gè)部分：

1)MPEG-PSI[3]：是MPEG定義的協(xié)議，用于解析信道上傳輸?shù)臄?shù)字電視節(jié)目信息，包括信道上的節(jié)目數(shù)、各節(jié)目的音頻和視頻的PID、音視頻所采用的編碼方式等;

2)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)公共頻道：給出了信道所傳輸業(yè)務(wù)的相關(guān)信息，例如某個(gè)文件傳輸?shù)腜ID，IP和端口(Port)、文件名、文件大小等，接收模塊獲取這些信息之后去相應(yīng)的位置獲取文件;

3)文件傳輸協(xié)議：給出文件業(yè)務(wù)的傳輸格式; 4)消息傳輸協(xié)議：給出消息業(yè)務(wù)的傳輸格式。

業(yè)務(wù)載體傳輸協(xié)議格式參考了DVB-SI的協(xié)議格式，采用表(Table)的方式，以段(Section)為基本傳輸單位。一個(gè)表由多個(gè)段組成，每一段開始都有共同字段[1]，標(biāo)準(zhǔn)的DVB-SI段幀頭結(jié)構(gòu)為

其中：Table_ID為表唯一的ID號(hào);Section-syntax-indicator為此數(shù)據(jù)域固定設(shè)為l;Section-length為此段的長(zhǎng)度;Version-number為此表的版本號(hào);Section-number為當(dāng)前段的編號(hào);Last-section-number為一個(gè)表中最后一個(gè)段的編號(hào);Current-next-indicator為表示當(dāng)前的表是否有效。

3 協(xié)議設(shè)計(jì)

3.1數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)公共頻道設(shè)計(jì)

接收端在接收數(shù)據(jù)時(shí)，通過公共頻道獲知當(dāng)前信道中傳輸數(shù)據(jù)的預(yù)報(bào)信息及定位信息，從而從信道中解出其所需要的數(shù)據(jù)，其功能類似于MPEG一2標(biāo)準(zhǔn)中的PAT表。系統(tǒng)中的信息定位方法采用4級(jí)定位：TS流中的PID、廣播IP地址、廣播端口(Port)和Service_ID。在一個(gè)PID中可能傳有多個(gè)IP的數(shù)據(jù)，而相同IP的數(shù)據(jù)包的目的端口不一樣，傳輸?shù)膬?nèi)容也就不一樣。對(duì)于各種業(yè)務(wù)，每個(gè)文件都有一個(gè)File_lD，每個(gè)消息通道都有一個(gè)Mes-sage_ID，每個(gè)流媒體都有一個(gè)stream_ID，這些ID統(tǒng)稱為Service_ID。圖3給出了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的分級(jí)定位結(jié)構(gòu)，將一個(gè)(PID，IP，Port，Service_ID)組合稱為一個(gè)業(yè)務(wù)通道[4]。

公共頻道的PID，IP，Port是已知的，接收端通過固定通道接收公共頻道信息。公共頻道協(xié)議的幀格式為

Data-type給出了業(yè)務(wù)的類型(文件業(yè)務(wù)、消息業(yè)務(wù)和流媒體業(yè)務(wù))。PID，Broadcast_IP和Broadcast-Port分別給出了承載業(yè)務(wù)的PID，IP地址和端口。Service-name給出了業(yè)務(wù)的名稱。描述符Descriptors()給出了與業(yè)務(wù)相關(guān)的其他信息，例如，文件業(yè)務(wù)還需要文件大小、文件類型、版本號(hào)等信息。CRC一32為段的CRC校驗(yàn)。

用戶在收到公共頻道數(shù)據(jù)后，從中解析出當(dāng)前信道中的數(shù)據(jù)廣播內(nèi)容，按(PID，IP，Poit，Seivice_jD去定位其所需要的數(shù)據(jù)并解析。

3.2文件傳輸協(xié)議

在文件傳輸協(xié)議中，為提高文件接收的成功率，發(fā)射端把文件拆分成文件塊進(jìn)行傳輸。每個(gè)文件塊都有唯一的編號(hào)，表示此文件塊在文件中的位置。同時(shí)為每一個(gè)文件塊加上頭和尾形成一個(gè)文件包，以此包為單位進(jìn)行傳輸。圖4顯示了文件拆分和打包過程。

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