陳一行 ，王國(guó)裕

（1.四川大學(xué) 微電子技術(shù)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610064；2.重慶郵電大學(xué) 微電子重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400065）

0 概述

電子節(jié)目指南（EPG）[1]是數(shù)字音頻廣播（DAB）的一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，作為DAB優(yōu)于調(diào)幅、調(diào)頻廣播的新特點(diǎn)在DAB中被廣泛使用。它可以包含聲音、圖像、文字、數(shù)據(jù)及視頻等業(yè)務(wù)。

目前在許多國(guó)家和地區(qū)DAB有了很高的覆蓋率，EPG作為DAB的擴(kuò)展應(yīng)用，為用戶提供相關(guān)節(jié)目的清單，提供一個(gè)良好的導(dǎo)航機(jī)制，使用戶能夠方便快捷地找到自己關(guān)心的節(jié)目并查看節(jié)目的附加信息，已經(jīng)成為DAB的重要組成部分。

常規(guī)DAB中傳輸?shù)腅PG共分3層：用戶應(yīng)用層（EPG編碼）、傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層。EPG信息先被處理成可擴(kuò)展置標(biāo)語言（XML）[2]格式的文件，再經(jīng)過多媒體對(duì)象傳輸（MOT）編碼器產(chǎn)生完整的包括附加信息在內(nèi)的MOT對(duì)象，把這些對(duì)象切割成適當(dāng)大小的塊，最后將這些塊轉(zhuǎn)化成適合DAB傳送的數(shù)據(jù)包，通過包模式[3]或者在X-PAD[3]數(shù)據(jù)區(qū)來傳送。文獻(xiàn)[4]給出了DAB/DMB便攜式接收機(jī)EPG的解碼顯示方案。但無論采用包模式還是X-PAD通道，EPG的最大傳輸速率為64 kbit/s[5]。

隨著DAB節(jié)目豐富，DAB內(nèi)容增加，同時(shí)EPG內(nèi)容增加，相對(duì)于DAB內(nèi)容可以增加DAB系統(tǒng)容量[6]，而受傳輸速率的限制，傳統(tǒng)EPG結(jié)構(gòu)使其內(nèi)容的解碼顯示影響到了用戶的體驗(yàn)。筆者針對(duì)DAB電子節(jié)目指南的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)及其作用，提出一種可以快速獲取EPG主要內(nèi)容的XML結(jié)構(gòu)方案。

1 EPG結(jié)構(gòu)及內(nèi)容

為了向上兼容，在EPG中的音頻和各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的節(jié)目說明信息將被處理成XML[2]格式的文件，采用XML格式的優(yōu)勢(shì)就在于新業(yè)務(wù)的添加不會(huì)對(duì)已有內(nèi)容產(chǎn)生影響，同時(shí)，XML格式的文件在許多應(yīng)用程序以及API中早已得到廣泛應(yīng)用。

EPG的XML數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖1所示，是以“標(biāo)簽-長(zhǎng)度-值”形式進(jìn)行編碼的層次嵌套結(jié)構(gòu)。EPG中每個(gè)元素或?qū)傩远加邢鄳?yīng)的標(biāo)簽名、長(zhǎng)度值（標(biāo)簽所對(duì)應(yīng)元素或?qū)傩詢?nèi)容的大?。┖椭担ㄔ鼗?qū)傩运膬?nèi)容）[3]。這樣的結(jié)構(gòu)方便接收端跳過不需要或者沒有定義的元素，為提高解碼效率提供了條件。

作為DAB數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的一種，EPG主要提供項(xiàng)目清單信息和數(shù)據(jù)服務(wù)，為用戶快速了解DAB節(jié)目信息提供幫助。而一個(gè)關(guān)鍵的要求是，EPG必須能在具有不同顯示能力以及不同性能的DAB接收器上工作。為了增加EPG信息的靈活性，EPG數(shù)據(jù)分解為信號(hào)群（一個(gè)固定頻率上的所有電臺(tái)稱為一個(gè)信號(hào)群）說明信息、業(yè)務(wù)（各種節(jié)目的統(tǒng)稱）說明信息（節(jié)目時(shí)間表、節(jié)目說明信息和節(jié)目相關(guān)內(nèi)容的說明信息）以及業(yè)務(wù)組（多個(gè)節(jié)目捆綁在一起）說明信息（主要用于擴(kuò)展信息）。

對(duì)于用戶而言，業(yè)務(wù)說明信息（PI）[5]是最主要的內(nèi)容，它提供了這個(gè)頻段各個(gè)電臺(tái)未來7天內(nèi)的節(jié)目信息，一個(gè)完整的業(yè)務(wù)說明信息（見圖2）包括節(jié)目名稱、節(jié)目所屬電臺(tái)及頻段、節(jié)目類型、節(jié)目播出結(jié)束時(shí)間和節(jié)目?jī)?nèi)容描述等。一個(gè)獨(dú)立完整的PI包含了一個(gè)電臺(tái)一天的節(jié)目信息。根據(jù)這些信息，用戶可以根據(jù)自己的需要，靈活地安排時(shí)間收聽相應(yīng)節(jié)目。

2 EPG在接收端中的解碼實(shí)現(xiàn)

接收端的硬件部分主要工作為：首先通過RF模塊將接收到的射頻轉(zhuǎn)換成中頻，再通過ADS模塊轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，最后進(jìn)行DAB的基帶解碼。文中設(shè)計(jì)的基帶解碼采用西芯微電子公司的ID200作為DAB基帶解碼芯片[7]，其主要作用是數(shù)字混頻、同步/跟蹤和解調(diào)，ID200可同時(shí)對(duì)傳輸幀內(nèi)的兩路音頻、數(shù)據(jù)或視頻節(jié)目進(jìn)行解碼，這使得在收聽DAB節(jié)目的同時(shí)獲取EPG信息成為可能。解碼后的音頻節(jié)目可以通過片內(nèi)MPEG L2音頻解碼器播放，而EPG信息可以通過SPI接口送出到MCU實(shí)現(xiàn)軟件解碼，再顯示在接收機(jī)的液晶屏上。

軟件部分，EPG解碼采用逐層遞進(jìn)的方式，即先獲取一組完整的包，去除包頭包尾從中恢復(fù)出完整的MSC數(shù)據(jù)組，再從MSC數(shù)據(jù)組中恢復(fù)出EPG數(shù)據(jù)，最后解XML格式數(shù)據(jù)，通過液晶屏顯示。

測(cè)試用的是英國(guó)廣播公司（BBC）廣播的EPG數(shù)據(jù)。圖3為接收機(jī)關(guān)于EPG信號(hào)以“臺(tái)名-日期-節(jié)目-內(nèi)容”形式的分層顯示。

由圖3可知，BBC的10個(gè)電臺(tái)有EPG信息，每個(gè)電臺(tái)包含未來7天的節(jié)目預(yù)告，這樣總共有70個(gè)獨(dú)立的PI，每個(gè)PI的大小經(jīng)測(cè)試為5～9 kbyte，而BBC廣播EPG信息的傳輸速率只有32 kbit/s。接收端只有獲取一個(gè)完整的PI才能將其解碼顯示，即每個(gè)PI花費(fèi)時(shí)間在1 s以上，接收全部EPG信息要花費(fèi)10×7×1 s的時(shí)間。這意味著用戶要查看一個(gè)電臺(tái)其中一天的節(jié)目信息，最大等待時(shí)間將超過1 min。在實(shí)際應(yīng)用中，用戶最關(guān)心的EPG信息是節(jié)目名稱以及節(jié)目播出時(shí)間，即圖3中的前3層信息，而節(jié)目描述是次要信息。本文針對(duì)這種情況提出了一種適用于接收端快速顯示EPG節(jié)目名稱以及節(jié)目播出時(shí)間的EPG結(jié)構(gòu)方案。

3 新的PI結(jié)構(gòu)

文獻(xiàn)[2]中給出了PI中各個(gè)元素的最大值（見圖2），其中節(jié)目名（mediumName，16 byte）、節(jié)目位置（location，22 byte）、完整節(jié)目名（longName，128 byte）和簡(jiǎn)要節(jié)目描述（ShortDisription，180 byte）這4項(xiàng)是PI的主要內(nèi)容。其中，前兩項(xiàng)是必要內(nèi)容，定義為Required即PI-R；后兩項(xiàng)為可選內(nèi)容，定義為Optional即PI-O。PI中擁有多個(gè)節(jié)目，很容易超過5 kbyte。

通常情況下，一個(gè)電臺(tái)每周都會(huì)有一個(gè)或幾個(gè)固定的節(jié)目，比如新聞播報(bào)，以及圖3中的BBCAsian Network每天1∶00都會(huì)有的AS BBC 5 Live。PI按每臺(tái)每天劃分會(huì)有數(shù)據(jù)冗余。另外，完整節(jié)目名和簡(jiǎn)要節(jié)目描述并不是PI中必要元素，且占了很大一部分空間。因此，筆者提出一種新的結(jié)構(gòu)，即把傳統(tǒng)PI的PI-R和PI-O兩部分分開，建立獨(dú)自完整的結(jié)構(gòu)，如圖4所示。

產(chǎn)生這種PI結(jié)構(gòu)的步驟：首先，獲取電臺(tái)全部信息；然后，提取所有電臺(tái)名、播出日期、節(jié)目名以及播出時(shí)間組成一個(gè)PI-R，提取完整節(jié)目名以及簡(jiǎn)要節(jié)目描述，以天為單位組成PI-O；最后，按照PI-R∶PI-O=n∶1（n=1，2，3，4，5，6，7，…）的比例放入包中傳輸。

表1以BBC的BBCAsina Network電臺(tái)未來7天節(jié)目預(yù)告為例，將傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)與本文提出的結(jié)構(gòu)作了對(duì)比。從表1中可以看出，傳統(tǒng)的PI按天劃分，并按順序傳輸，以32 kbit/s的傳輸速率要獲取這個(gè)電臺(tái)的所有信息需要9 s的時(shí)間，總量為38078 byte。而本文提出的將PI劃分為PI-R以及PI-O的結(jié)構(gòu)中，總量為38484 byte，PI-R約占此電臺(tái)所有節(jié)目信息的11.2%，即接收端只需要1 s就能顯示該臺(tái)未來7天的所有必要信息。新的結(jié)構(gòu)，PI-R和PI-O中重復(fù)了一一對(duì)應(yīng)的節(jié)目ID（見圖4），總大小只增加了1%。

表1 BBCAsina Network電臺(tái)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)與新PI結(jié)構(gòu) byte

PI-R與PI-O的比值越高，接收端獲取PI-R的幾率越大，將其解碼顯示所等待的時(shí)間就越少。如PI-R與PI-O的比值以7∶1的比例交叉?zhèn)鬏?，接收端解碼顯示PI-R的時(shí)間將是傳統(tǒng)的1/7，即只需花費(fèi)很少的時(shí)間就能向用戶顯示包括電臺(tái)名、節(jié)目名、節(jié)目播出時(shí)間在內(nèi)的該電臺(tái)前3層（見圖3）的EPG信息，而最后一層節(jié)目描述則可以通過先存入接收端存儲(chǔ)器的形式為顯示做準(zhǔn)備。

4 小結(jié)

本設(shè)計(jì)針對(duì)實(shí)際應(yīng)用提出了一種新的PI結(jié)構(gòu)并利于大的EPG數(shù)據(jù)信息必要內(nèi)容的快速解碼顯示。這樣的結(jié)構(gòu)有利于接收端快速獲取節(jié)目關(guān)鍵信息，為配合接收端其他模塊實(shí)現(xiàn)節(jié)目搜索、節(jié)目預(yù)定與錄制等EPG擴(kuò)展應(yīng)用提供了方便。

[1]ETSI EN 301234，Digital audio broadcasting（DAB）；multimedia object transfer（MOT）protocol[S].2006.

[2]ETSI TS 102818，Digital audio broadcasting（DAB）；XML specification for DAB electronic programme guide（EPG）[S].2008.

[3]LU Mingying，WANG Guoyu，ZHANG Hongsheng.Embedded DAB decoder IP for 3G/4G mobile application[J].Global Mobile Congress，2005（10）：236-240.

[4]宋清，陸明瑩.DAB電子節(jié)目指南的解碼設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)[EB/OL].[2011-03-03].http：//www.eet-china.com.

[5]ETSI TS 102371，Digital audio broadcasting（DAB）；digital radio mondiale（DRM）；transportation and binary encoding specification for electronic programme guide（EPG）[S].2008.

[6]施玉海，李繼龍，楊明.一種新的基于DAB系統(tǒng)的改進(jìn)方案[J].電視技術(shù)，2009，33（2）：4-5.

[7]陸明瑩，張賢斌，王國(guó)裕，等.基于ID200的便攜式DAB接收機(jī)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].電聲技術(shù)，2010，34（2）：81-83.