DVB-S多業務數據廣播系統的設計與實現

標簽：DVB-S 數據廣播

l 引言

歐洲ETSI協會制定的數字電視廣播DVB系列標準(DVB-T/C/S)不僅可傳送數字電視業務，還可提供數據廣播業務[1-2]。DVB數據廣播標準定義了7種數據廣播方式，但此協議只規定了數據廣播的下3層協議，并沒有規定應用層數據業務是如何封裝的。實際應用中存在著各種類型的數據業務，包括流媒體業務、文件業務、互動信息等，對于這些應用，各公司和廠商都定義了自己的業務傳輸協議。目前的應用協議及實現主要側重于特定業務的應用，而不是針對于各種業務的綜合設計與實現。

2 系統架構設計

2.1業務載體

為支持各種用戶業務，提高系統的擴展性，系統將用戶應用分成以下4種業務載體：

1)數字電視：以TS流形式傳輸的數字電視，包括高清數字電視和標清數字電視;

2)流媒體：用IP來承載的實時音視頻流業務;

3)文件業務：以文件形式播發的業務，例如教學課件、圖書、文檔等;

4)消息業務：消息指不采用文件形式，直接傳輸數據內容的數據業務，例如即時通信、天氣預報、政府公報，股票信息等。

這4種業務構成了系統最基本的業務載體，用戶的各種業務都可以用這些業務載體來承載。

2.2 系統架構

整個衛星廣播系統組成如圖1所示，包括數據廣播中心、衛星傳輸系統和用戶接收終端。數字電視、流媒體、文件數據、消息數據等各種類型的數據在數據廣播中心完成接入、匯集、封裝及復用。復用后的信號進入衛星傳輸系統完成調制、上變頻、功率放大，此時的射頻信號通過衛星轉發器轉發供用戶接收終端完成接收及處理。

2.3系統協議棧

系統協議棧如圖2所示。數字電視業務直接通過MPEG一2定義的TS包傳輸;由于廣播是點到多點的單向傳輸，流媒體、文件及消息都通過UDP/IP協議進行傳輸，IP包通過多協議封裝(MPE)封裝到TS包中。流媒體在UDP層之上，需要RTP/RTCP/RTSP等控制協議保證音視頻流的服務質量。在UDP層之上，根據不同的業務載體定義業務載體傳輸協議。

2.4業務載體傳輸協議

接收端的用戶必須能夠識別信道上傳輸各種媒體和數據信息，并下載所需信息，這就要業務載體傳輸協議來提供上述功能。業務載體傳輸協議包括以下幾個部分：

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

2)數據業務公共頻道：給出了信道所傳輸業務的相關信息，例如某個文件傳輸的PID，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的位置獲取文件;

3)文件傳輸協議：給出文件業務的傳輸格式; 4)消息傳輸協議：給出消息業務的傳輸格式。

業務載體傳輸協議格式參考了DVB-SI的協議格式，采用表(Table)的方式，以段(Section)為基本傳輸單位。一個表由多個段組成，每一段開始都有共同字段[1]，標準的DVB-SI段幀頭結構為

其中：Table_ID為表唯一的ID號;Section-syntax-indicator為此數據域固定設為l;Section-length為此段的長度;Version-number為此表的版本號;Section-number為當前段的編號;Last-section-number為一個表中最后一個段的編號;Current-next-indicator為表示當前的表是否有效。

3 協議設計

3.1數據業務公共頻道設計

接收端在接收數據時，通過公共頻道獲知當前信道中傳輸數據的預報信息及定位信息，從而從信道中解出其所需要的數據，其功能類似于MPEG一2標準中的PAT表。系統中的信息定位方法采用4級定位：TS流中的PID、廣播IP地址、廣播端口(Port)和Service_ID。在一個PID中可能傳有多個IP的數據，而相同IP的數據包的目的端口不一樣，傳輸的內容也就不一樣。對于各種業務，每個文件都有一個File_lD，每個消息通道都有一個Mes-sage_ID，每個流媒體都有一個stream_ID，這些ID統稱為Service_ID。圖3給出了數據業務的分級定位結構，將一個(PID，IP，Port，Service_ID)組合稱為一個業務通道[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。公共頻道協議的幀格式為

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

用戶在收到公共頻道數據后，從中解析出當前信道中的數據廣播內容，按(PID，IP，Poit，Seivice_jD去定位其所需要的數據并解析。

3.2文件傳輸協議

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

上一頁 1 2 下一頁