國際KBS數據廣播系統研究的論文

　　一概述

　　在韓國，有關(guān)數字電視（DTV）數據廣播的標準是由韓國信息通信部于2001年3月制訂的。包括用于地面電視的ATSCDASE標準和用于衛星電視的DVB—MHP標準。根據這些標準，韓國最大的廣播機構KBS（韓國廣播公司）在2001年底推出了一項地面DTV廣播服務(wù)。

　　KBS的這項數據廣播服務(wù)主要包括創(chuàng )作工具、傳輸系統和一套非節目相關(guān)數據服務(wù)系統。所謂的創(chuàng )作工具用于創(chuàng )作節目增強型數據內容，其功能簡(jiǎn)便易用。該工具采用xHTML、XDML和JavaAPI，支持ATSCDASE和DVB—MHP。傳輸系統包括節目與系統信息協(xié)議（PSIP）生成器/數據管理器和數據注入器。該系統將內容轉換成為PSIP表單和DSM—CC（DigitalStorageMediaCommandandControl）部分，一并傳送至復用系統。而非節目相關(guān)數據服務(wù)系統可以通過(guò)一個(gè)獨立的虛擬通道提供各種實(shí)時(shí)數據，它不同于視聽(tīng)節目的交通、天氣預報、股票和新聞應用等方面的信息。

　　二數據廣播系統

　　作為一個(gè)完整的系統，數據廣播系統可以為觀(guān)眾提供多媒體數據。該系統可以創(chuàng )建數據內容，并可根據數據廣播協(xié)議將已創(chuàng )建的內容傳送給復用系統。它包含一個(gè)創(chuàng )作工具、一個(gè)PSIP生成器/數據管理器和一個(gè)數據插入器。

　　系統中的創(chuàng )作工具可以創(chuàng )建與依循DASE的數據內容，并能很容易地轉換成依循MHP的形式，因為韓國的地面電視和衛星電視兩個(gè)領(lǐng)域采用了不同的數據廣播標準。地面DTV節目要進(jìn)入衛星和有線(xiàn)電視系統，要進(jìn)行轉換以符合MHP的要求。這樣的話(huà)，就要求創(chuàng )作工具所創(chuàng )建的內容既能符合ATSCDASE標準，又符合DVBMHP標準。但問(wèn)題是，傳輸系統是按ATSC數據廣播標準和ARM（ApplicationReferenceModel）第5次修訂版而開(kāi)發(fā)的。事實(shí)上，該系統的傳輸部分能滿(mǎn)足ATSCA/90迄今有關(guān)單向應用所描述對數據輪詢(xún)的DSM—CC部分和可尋址部分的要求；但仍要根據標準化程序進(jìn)行升級。

　　要依照ATSCA/90標準進(jìn)行數據廣播服務(wù)，就需要這樣的PSIP生成器/數據管理器和數據注入系統。PSIP生成器/數據管理器可生成PSIP，包括電子節目指南（EPG）和整個(gè)數據廣播系統的播出時(shí)間表。用于DTV甚至數據廣播的PSIP表單都是自動(dòng)生成的，并經(jīng)由連接到KBS節目編排數據庫網(wǎng)絡(luò )的PSIP生成器發(fā)送。數據注入器的作用是將數據轉換成依循ATSCA/90的傳輸流，并傳送至復用系統。

　　此外，有兩個(gè)不同的數據庫。一個(gè)是KBS播出時(shí)間表數據庫，存儲所有的播出時(shí)間表信息；另一個(gè)是內容數據庫，對播出的內容進(jìn)行管理。該廣播系統還有一個(gè)連接非節目相關(guān)數據服務(wù)系統的接口，以進(jìn)行實(shí)時(shí)數據廣播。系統通過(guò)異步串行接口（ASI）將編好日程的PSIP信息和數據傳輸流送信息和數據內容傳輸流與A/V傳輸流進(jìn)行混合。我們用三星和LG公司生產(chǎn)的機頂盒（STB）對該系統生成的若干個(gè)內容樣本進(jìn)行了測試，同時(shí)也對與2002世界杯相關(guān)的`足球等類(lèi)型的電視節目進(jìn)行了測試。對非節目相關(guān)的內容，如交通信息、天氣報告、股票信息和新聞應用等的測試，是在加載于一個(gè)6MHz的實(shí)有頻道上的一個(gè)獨立虛擬頻道和載送A/V電視的主虛擬頻道上進(jìn)行的。

　　三創(chuàng )作工具

　　與一般的多媒體內容創(chuàng )作相比，數據廣播的內容創(chuàng )作需要更大的工作量，這是因為，從規劃到制作，有比較多的變數和限制。硬編碼方式作為一種專(zhuān)業(yè)化創(chuàng )作工具，可使數據廣播的內容創(chuàng )作變得簡(jiǎn)單，因為它使創(chuàng )作和測試兩步合一。利用該工具可創(chuàng )建依循DASE的數據廣播內容，并可以方便地轉換為依循MHP的格式。

　　KBS采用的創(chuàng )作工具包括一個(gè)基本圖形編輯器、一個(gè)通常用于所創(chuàng )作內容存儲庫管理的對象編輯器、一個(gè)實(shí)現所創(chuàng )作文件鏈接的瀏覽器、一個(gè)可減少重復性編輯工作的頁(yè)面管理器和一種標準的DASE碼生成功能。

　　對各部分的功能簡(jiǎn)介如下：

　�。�1）矢量對象編輯器：是該創(chuàng )作工具的核心部分，負責內容的創(chuàng )建、修飾、編輯和存儲。

　�。�2）頁(yè)面瀏覽器：便于對頁(yè)面的整體布局進(jìn)行管理。

　�。�3）內容庫瀏覽器：便于對所創(chuàng )作內容的再利用。

　�。�4）小型生成器：提高創(chuàng )作的產(chǎn)出，支持菜單、內容顯示區、電視顯示區模板和卷簾按鈕的管理。

　�。�5）代碼生成：將圖形類(lèi)對象數據轉換為依循協(xié)議的代碼。

　�。�6）A/V節目同步編輯器和預覽模擬器：用于所創(chuàng )作節目在傳輸之前的檢驗。

　�。�7）內容數據庫：具有存儲、檢索、輸入和壓縮等功能。

　　四數據注入器

　　根據ATSCA/90標準，數據注入器借助PSIP生成器/數據管理器輸出的播出時(shí)間表信息，要對存儲在內容數據庫中的應用程序進(jìn)行編碼，同時(shí)輸出數據輪詢(xún)或源自實(shí)時(shí)數據的可尋址部分的數據流。同時(shí)，也生成承載數據輸出和加載信息的數據服務(wù)表單（DST），并同樣通過(guò)ASI接口送至復用系統。這項傳送的執行必須與給定的周期同步；數據輪詢(xún)和可尋址部分也要按給定的碼率進(jìn)行傳輸。

　　PSIP生成器/數據管理器與數據注入器之間的通信協(xié)議是TCP/IP。具體來(lái)說(shuō)，數據注入器的作用像服務(wù)器，而PSIP生成器/數據管理器則像用戶(hù)機。前者從內容數據庫中取出內容文件，解壓后存儲于其內置的內容文件系統。同時(shí)，它還從后者獲取并設定包標識符（PID）和應用數據流的碼率。此外，后者也要向前者提供PSIP表單信息，由前者負責PSIP表和數據輪詢(xún)的相關(guān)性。

　　數據生成器可根據ATSCA/90和實(shí)時(shí)數據服務(wù)可尋址部分的規定提供第一層和第二層的下載。

　　數據發(fā)送器的作用是依據每個(gè)發(fā)送周期和傳輸碼率將MPEG—2格式的數據發(fā)送給客戶(hù)機。這個(gè)發(fā)送器內含一個(gè)傳輸流生成器和一個(gè)周期性發(fā)送器。前者可以將DSM—CC、DST和可尋址部分都轉換為MPEG—2格式，并在最后生成MPEG—2傳輸流。后者按照每一部分給定的周期和碼率，將已登錄的MPEG—2傳輸流通過(guò)ASI接口傳送。

　　在這里，實(shí)時(shí)應用和數據注入器之間的通信協(xié)議仍是TCP/IP，而且實(shí)時(shí)應用的代理機成為這項通信的服務(wù)器，數據注入器則成為客戶(hù)機。插在可尋址部分的IP數據報是依照用戶(hù)數據報協(xié)議（UDP）進(jìn)行傳輸的。PSIP生成器/數據管理器負責檢查是否有需傳輸的實(shí)時(shí)應用程序。如果有，數據注入器就會(huì )對這項特別應用程序的實(shí)時(shí)數據進(jìn)行編碼，成為可尋址部分，并進(jìn)行傳送。

　　五PSIP生成器/數據管理器

　　PSIP生成器/數據管理器主要由兩大部分組成：一部分是數據管理器，它通過(guò)時(shí)間表信息和用戶(hù)界面對整個(gè)數據廣播系統進(jìn)行控制；另一部分是PSIP生成器，它可以生成所有的ATSCPSIP表單，以及用于數據廣播恢復和組合的數據廣播表單。

　　這個(gè)PSIP生成器/數據管理器是獨立設置的，在沒(méi)有數據廣播的時(shí)候，可以作為獨立的數字電視PSIP生成器使用。

　　六非節目相關(guān)電視服務(wù)

　　非節目相關(guān)數據服務(wù)是指非A/V節目相關(guān)的電視服務(wù)。目前，第一個(gè)投入使用的以6MHz物理頻道承載的虛擬頻道可以傳輸A/V節目和增強型數據。而同一個(gè)物理頻道上的第二個(gè)虛擬頻道設計為只傳輸數據。根據ATSCA/90標準，虛擬頻道至少可以有100個(gè)。這種虛擬頻道都屬于非節目相關(guān)服務(wù)。

　　圖中連接了4個(gè)不同的非節目相關(guān)電視服務(wù)，如果需要，還可以很容易地增多。這4個(gè)非節目相關(guān)電視服務(wù)是天氣報告、交通信息、股票信息和新聞服務(wù)。

　　由于這些服務(wù)含有許多實(shí)時(shí)數據需要更新，所以選用了Java語(yǔ)言編制的軟件和ATSCDASE規定的API接口。而且每項應用都是用獨立的Xlet開(kāi)發(fā)的，以獲得更高的靈活性，因而不同應用之間既可以相互獨立也可以變換組合。非節目相關(guān)數據服務(wù)都具有周期性?xún)热莞�新的特點(diǎn)，其內容更新的方式有兩種：一種是輪詢(xún)模式；另一種是采用MSE（多協(xié)議封裝）的可尋址部分。這些應用都在主頁(yè)上設置了每項應用的入口，以及分類(lèi)編排的數據服務(wù)信息。

　　這類(lèi)應用系統中包含應用登錄客戶(hù)機、數據代理機和非節目相關(guān)電視服務(wù)的服務(wù)器。應用登錄客戶(hù)機是內容服務(wù)器中面向所創(chuàng )建

　　應用的一種登錄工具，它將壓縮成ZIP格式的應用與附加信息登錄在一起。內容數據庫包含一個(gè)Oracle數據庫和下面列出的一些表單。

　�。�1）AT（應用表單）：其中含有應用本身的信息。在增加新的應用時(shí)，這個(gè)表單中也要相應地增加一個(gè)新的入口。

　�。�2）ET（事件表單）：每項應用都會(huì )有一個(gè)對應的事件表單，這是由內容數據庫的結構所決定的。在增加新的應用時(shí)，也要在這個(gè)表單中增加相應事件的信息。

　�。�3）SDT（數據流表單）：如果某項應用使用的是流式實(shí)時(shí)數據，就要在這個(gè)表單內添加相應數量的入口。要特別指出的是，這個(gè)表單含有對數據流進(jìn)行UDP/IP數據包編碼所必需的信息。

　�。�4）MDT（模塊化數據表單）：如果一項應用采用了模塊化實(shí)時(shí)數據，就要在這個(gè)表單內添加相應數量的入口。要特別指出的是，這個(gè)表單含有模塊名、相關(guān)的說(shuō)明，以及非常重要的模塊更新周期的信息。

　　每項服務(wù)的數據代理機都是獨立的，它能將實(shí)時(shí)的原始數據從一個(gè)外部數據庫轉換成為格式化數據，以便用于該項應用程序。非節目相關(guān)服務(wù)器將根據每項應用的特點(diǎn)把格式化的數據從各個(gè)數據代理機那里選送到內容數據庫或數據注入器。換句話(huà)說(shuō)，如果實(shí)時(shí)數據是模塊化的，該服務(wù)器將把它傳送到內容數據庫；如果是MPE類(lèi)型的數據，服務(wù)器就把它送到數據注入器。

　　結語(yǔ)

　　KBS成功地開(kāi)發(fā)了能提供增強型數據服務(wù)和非節目相關(guān)數據服務(wù)的數據廣播系統。該系統的傳輸部分能很好地配合數據輪詢(xún)和可尋址部分的DSM—CC部分，其創(chuàng )作工具既可以創(chuàng )作發(fā)布類(lèi)的應用，也可以創(chuàng )作程序類(lèi)應用。整個(gè)系統選用了三星和LG的機頂盒進(jìn)行了測試。該系統符合ATSCA/90和DASE—1標準，所以只提供單向服務(wù)。ATSC正在籌備雙向服務(wù)和多內容混合制作、觸發(fā)器、TSFS等方面的技術(shù)標準。隨著(zhù)這些新功能的逐步開(kāi)發(fā)完成，KBS的數據廣播系統也將依次采用。這套最新開(kāi)發(fā)的數據廣播系統按計劃用于2002韓日世界杯報道。

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