DAB電子節(jié)目指南結構優(yōu)化及應用

陳一行 ，王國裕

（1.四川大學 微電子技術四川省重點實驗室，四川 成都 610064；2.重慶郵電大學 微電子重點實驗室，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，作為DAB優(yōu)于調幅、調頻廣播的新特點在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。

目前在許多國家和地區(qū)DAB有了很高的覆蓋率，EPG作為DAB的擴展應用，為用戶提供相關節(jié)目的清單，提供一個良好的導航機制，使用戶能夠方便快捷地找到自己關心的節(jié)目并查看節(jié)目的附加信息，已經成為DAB的重要組成部分。

常規(guī)DAB中傳輸?shù)腅PG共分3層：用戶應用層（EPG編碼）、傳輸層和網絡層。EPG信息先被處理成可擴展置標語言（XML）[2]格式的文件，再經過多媒體對象傳輸（MOT）編碼器產生完整的包括附加信息在內的MOT對象，把這些對象切割成適當大小的塊，最后將這些塊轉化成適合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[4]給出了DAB/DMB便攜式接收機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內容增加，同時EPG內容增加，相對于DAB內容可以增加DAB系統(tǒng)容量[6]，而受傳輸速率的限制，傳統(tǒng)EPG結構使其內容的解碼顯示影響到了用戶的體驗。筆者針對DAB電子節(jié)目指南的內容、結構及其作用，提出一種可以快速獲取EPG主要內容的XML結構方案。

1 EPG結構及內容

為了向上兼容，在EPG中的音頻和各種數(shù)據(jù)業(yè)務的節(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)勢就在于新業(yè)務的添加不會對已有內容產生影響，同時，XML格式的文件在許多應用程序以及API中早已得到廣泛應用。

EPG的XML數(shù)據(jù)結構如圖1所示，是以“標簽-長度-值”形式進行編碼的層次嵌套結構。EPG中每個元素或屬性都有相應的標簽名、長度值（標簽所對應元素或屬性內容的大?。┖椭担ㄔ鼗驅傩运膬热荩3]。這樣的結構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)務的一種，EPG主要提供項目清單信息和數(shù)據(jù)服務，為用戶快速了解DAB節(jié)目信息提供幫助。而一個關鍵的要求是，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)分解為信號群（一個固定頻率上的所有電臺稱為一個信號群）說明信息、業(yè)務（各種節(jié)目的統(tǒng)稱）說明信息（節(jié)目時間表、節(jié)目說明信息和節(jié)目相關內容的說明信息）以及業(yè)務組（多個節(jié)目捆綁在一起）說明信息（主要用于擴展信息）。

對于用戶而言，業(yè)務說明信息（PI）[5]是最主要的內容，它提供了這個頻段各個電臺未來7天內的節(jié)目信息，一個完整的業(yè)務說明信息（見圖2）包括節(jié)目名稱、節(jié)目所屬電臺及頻段、節(jié)目類型、節(jié)目播出結束時間和節(jié)目內容描述等。一個獨立完整的PI包含了一個電臺一天的節(jié)目信息。根據(jù)這些信息，用戶可以根據(jù)自己的需要，靈活地安排時間收聽相應節(jié)目。

2 EPG在接收端中的解碼實現(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換成中頻，再通過ADS模塊轉為數(shù)字信號，最后進行DAB的基帶解碼。文中設計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，ID200可同時對傳輸幀內的兩路音頻、數(shù)據(jù)或視頻節(jié)目進行解碼，這使得在收聽DAB節(jié)目的同時獲取EPG信息成為可能。解碼后的音頻節(jié)目可以通過片內MPEG L2音頻解碼器播放，而EPG信息可以通過SPI接口送出到MCU實現(xiàn)軟件解碼，再顯示在接收機的液晶屏上。

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

測試用的是英國廣播公司（BBC）廣播的EPG數(shù)據(jù)。圖3為接收機關于EPG信號以“臺名-日期-節(jié)目-內容”形式的分層顯示。

由圖3可知，BBC的10個電臺有EPG信息，每個電臺包含未來7天的節(jié)目預告，這樣總共有70個獨立的PI，每個PI的大小經測試為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完整的PI才能將其解碼顯示，即每個PI花費時間在1 s以上，接收全部EPG信息要花費10×7×1 s的時間。這意味著用戶要查看一個電臺其中一天的節(jié)目信息，最大等待時間將超過1 min。在實際應用中，用戶最關心的EPG信息是節(jié)目名稱以及節(jié)目播出時間，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)目播出時間的EPG結構方案。

3 新的PI結構

文獻[2]中給出了PI中各個元素的最大值（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）和簡要節(jié)目描述（ShortDisription，180 byte）這4項是PI的主要內容。其中，前兩項是必要內容，定義為Required即PI-R；后兩項為可選內容，定義為Optional即PI-O。PI中擁有多個節(jié)目，很容易超過5 kbyte。

通常情況下，一個電臺每周都會有一個或幾個固定的節(jié)目，比如新聞播報，以及圖3中的BBCAsian Network每天1∶00都會有的AS BBC 5 Live。PI按每臺每天劃分會有數(shù)據(jù)冗余。另外，完整節(jié)目名和簡要節(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構，即把傳統(tǒng)PI的PI-R和PI-O兩部分分開，建立獨自完整的結構，如圖4所示。

產生這種PI結構的步驟：首先，獲取電臺全部信息；然后，提取所有電臺名、播出日期、節(jié)目名以及播出時間組成一個PI-R，提取完整節(jié)目名以及簡要節(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電臺未來7天節(jié)目預告為例，將傳統(tǒng)結構與本文提出的結構作了對比。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電臺的所有信息需要9 s的時間，總量為38078 byte。而本文提出的將PI劃分為PI-R以及PI-O的結構中，總量為38484 byte，PI-R約占此電臺所有節(jié)目信息的11.2%，即接收端只需要1 s就能顯示該臺未來7天的所有必要信息。新的結構，PI-R和PI-O中重復了一一對應的節(jié)目ID（見圖4），總大小只增加了1%。

表1 BBCAsina Network電臺傳統(tǒng)結構與新PI結構 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的時間將是傳統(tǒng)的1/7，即只需花費很少的時間就能向用戶顯示包括電臺名、節(jié)目名、節(jié)目播出時間在內的該電臺前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器的形式為顯示做準備。

4 小結

本設計針對實際應用提出了一種新的PI結構并利于大的EPG數(shù)據(jù)信息必要內容的快速解碼顯示。這樣的結構有利于接收端快速獲取節(jié)目關鍵信息，為配合接收端其他模塊實現(xiàn)節(jié)目搜索、節(jié)目預定與錄制等EPG擴展應用提供了方便。

[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)目指南的解碼設計及其實現(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)的改進方案[J].電視技術，2009，33（2）：4-5.

[7]陸明瑩，張賢斌，王國裕，等.基于ID200的便攜式DAB接收機的設計和實現(xiàn)[J].電聲技術，2010，34（2）：81-83.