DRM接收机的数据业务研究

李 征，马永涛，刘开华，燕 鹏

（天津大学 电子信息工程学院，天津 300072）

DRM（DigitaI Radio Mondiale）广播系统是由DRM国际组织提出的，世界上唯一的覆盖调频、调幅波段的数字声音广播系统，已经成为EISI国际标准，并开始试播[1-5]。在国内，对DRM数字广播系统的研究和试验也在进行中，并取得了一定的成果。DRM系统在保持与模拟声音广播同样带宽的情况下，降低了发射机功率，提供了更好的传输性能和信道利用率，同时提高了抗干扰能力及声音质量，丰富了广播业务，传送音频的同时还可以传送静态图片、新闻等附加的数据业务[6-7]。

1 接收机软件设计

DRM接收机设计中，准确获取FAC单元、SDC单元、MSC单元的数据是正确获得数据业务的关键，其设计流程如图1所示。

2 数据业务描述

DRM系统中数据应用有的附加在音频业务上（文本信息），有的是独立的数据应用，如静态的新闻图片、Journaline新闻报纸等。SDC提供如何解码MSC的信息，其组成结构包括AFS指数、数据域、CRC和填充位。AFS指数为4 bit；数据域数据域携带可变长度的数据实体，可能包含填充位，取任意n字节；CRC是基于AFS和数据域计算的校验值，为16 bit；填充位包含0～7 bit的数据以使传输超帧完整。

数据域是由数据实体组成的，DRM系统中所有的数据业务（包括音频业务中的数据应用）都由业务描述信道SDC的数据实体类型5描述，除头部信息外，该数据实体包含的信息如图2所示。

图2中，ShtID表示相关业务的短ID号，为2 bit；StrID表示携带数据业务或数据应用的流ID，为2 bit；PM为包模式指示；描述符的大小可以取7 bit或15 bit，决定于包模式指示的值。当包模式指示为0时，将使用Rfa，EF和AppDom。其中Rfa为3 bit，定义之前置0；EF是增强标志位，为1 bit；AppDom应用域表示数据应用详细描述的来源，为3 bit。当包模式指示为1时，将使用DU，PID，EF，AppDom和PLen。其中DU是数据单元指示，为1 bit，值为0表示数据流是由单个包组成的，值为1表示数据流是由数据单元组成的；PID是包ID，为2 bit；EF是增强标识位，为1 bit；AppDom应用域表示数据应用源的规范，为3 bit；PLen是以字节为单位表示数据域每个数据包的长度，为8 bit，无符号整数编码，范围为1～255。

3 DRM数据传输的实现

DRM系统的数据分为流和对象（文件）两种传输机制。

1）流形式，DRM中的数据流传输模式有同步流模式、异步流模式和异步数据单元模式[8]。同步流模式占用整个DRM数据流，这也意味着码率是固定的，当没有数据需要发送时，复用器中相应的编码器传输0 bit。另外两种模式采用可变码率传输。当发送端有可用的新数据时，可以随时将数据传送到接收端。异步流有着低负载、低延迟、处理需求简单等优点。异步数据单元模式与异步流模式相比又具有以下优点：通过数据单元的重发来实施差错控制，保证数据块以连贯的顺序被传送到接收端以防丢失[9]。

2）对象（文件）形式，DRM系统采用多媒体对象传输协议EN 301 234[9]作为DRM中对象（文件）的标准传输。MOT协议允许从发射机端传输有限个对象到接收机。MOT提供对象的可靠连贯的传输，每个对象最大容量为256 Mbyte[10]。图3显示了从一个给定的负载组成一个MOT数据组的过程。

首先创建包含MOT对象管理信息的MOT头，然后将该头部与MOT对象主体数据一起分成大小相等的段（最后一段可能比较小）。如果一个文件必须以一个数据块发送出去，那么容量大的文件将会长时间占用DRM信道。采用分段的方法，每次只需要传输文件的一个段，不同MOT对象的段交错传输，重要的MOT对象可以相对高的比特率传输，不太重要的MOT对象能够以相对低的比特率传输[11]。每个数据段被映射到DRM的MSC数据组，该数据组在MOT协议中处于最低层。图4为数据业务解码的流程图。

4 数据业务解码及功能验证

本文采用Spark软件生成既携带音频业务又携带数据业务的DRM信号源（.wav格式）作为测试源。对数据业务进行解码首先需要得到SDC数据实体5中对数据业务的描述信息，如包模式信息、长度信息等。得到的SDC数据实体5的信息显示，Spark产生的信号源携带的数据业务是DRM应用，以包模式传输，数据流携带的是数据单元，遵循MOT协议。取得MSC中数据业务对应的比特流，参照MOT协议对MOT对象格式的定义，获取group_header信息和group_data信息，识别出连续的开始段和结束段，将每段的group_data信息提取出来，存放到连续的内存地址，将这些数据以jpeg格式存储，就得到Spark生成DRM测试源时添加的图片。Spark软件以文件形式添加7.50 kbyte的jpeg图像和文字到数据业务中，如图5所示。经过设计的DRM接收机软件的数据业务解码，得到的数据解码信息和接收到的图片如图6所示。

5 小结

DRM数字广播系统中的数据传输业务是一种崭新的、功能强的业务传输形式，它改变了传统声音广播系统“只能听，不能看”的陈旧模式，给数字声音广播通信行业带来了革新。

[1]耿钦，竺小松.基于DRM的视频节目传输的软件实现探究[J].电视技术，2011，35（6）：74-77.

[2]HOFMANN F，HANSEN C，SCHAFER W，et al.Digital radio mondiale(DRM)digital sound broadcasting in the AM bands[J].IEEE Trans.Broadcasting，2003，49（3）：319-328.

[3]陈旭东，徐淑正.DRM硬件接收机的设计与实现[J].电声技术，2009，3（2）：36-40.

[4]张丽，徐淑正，王鹏军.DRM软件接收机及开场测试[J].电声技术，2008，32（10）：25-39.

[5]田曦，董在望.基于SoC的DRM接收机ASIC设计[J].电声技术，2005，29（3）：61-63.

[6]沈向辉，侯亚辉.DRM系统中复杂数据业务传输的研究和实现[J].中国传媒大学学报：自然科学版，2007，2：29-32.

[7]LEE K T ，KIM S J，PAIK J H，et al.Implementation of portable digital radio mondiale(DRM)receiver[C]//Proc.IEEE 13th International Symposium on Consumer Electronics.[S.l.]：IEEE Press，2009：150-154.

[8]耿钦，竺小松，管超.基于DRM的视频数据帧研究[J].电视技术，2011，35（16）：30-32.

[9]EN 301 234，Digital audio broadcasting(DAB);multimedia object transfer(MOT)protocol[S].1999.

[10]ETSI TS 101 968，Digital radio mondiale(DRM)；Data applications directory[S].2004.

[11]施海华，侯亚辉，王慧慧.MOT在DRM广播系统中的应用[J].北京广播学院学报：自然科学版，2004，11（4）：77-81.