國(guó)際KBS數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)研究的論文

　　一概述

　　在韓國(guó)，有關(guān)數(shù)字電視（DTV）數(shù)據(jù)廣播的標(biāo)準(zhǔn)是由韓國(guó)信息通信部于2001年3月制訂的。包括用于地面電視的ATSCDASE標(biāo)準(zhǔn)和用于衛(wèi)星電視的DVB—MHP標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)，韓國(guó)最大的廣播機(jī)構(gòu)KBS（韓國(guó)廣播公司）在2001年底推出了一項(xiàng)地面DTV廣播服務(wù)。

　　KBS的這項(xiàng)數(shù)據(jù)廣播服務(wù)主要包括創(chuàng)作工具、傳輸系統(tǒng)和一套非節(jié)目相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)。所謂的創(chuàng)作工具用于創(chuàng)作節(jié)目增強(qiáng)型數(shù)據(jù)內(nèi)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(tǒng)包括節(jié)目與系統(tǒng)信息協(xié)議（PSIP）生成器/數(shù)據(jù)管理器和數(shù)據(jù)注入器。該系統(tǒng)將內(nèi)容轉(zhuǎn)換成為PSIP表單和DSM—CC（DigitalStorageMediaCommandandControl）部分，一并傳送至復(fù)用系統(tǒng)。而非節(jié)目相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)可以通過(guò)一個(gè)獨(dú)立的虛擬通道提供各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，它不同于視聽(tīng)節(jié)目的交通、天氣預(yù)報(bào)、股票和新聞應(yīng)用等方面的信息。

　　二數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)

　　作為一個(gè)完整的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)可以為觀眾提供多媒體數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)可以創(chuàng)建數(shù)據(jù)內(nèi)容，并可根據(jù)數(shù)據(jù)廣播協(xié)議將已創(chuàng)建的內(nèi)容傳送給復(fù)用系統(tǒng)。它包含一個(gè)創(chuàng)作工具、一個(gè)PSIP生成器/數(shù)據(jù)管理器和一個(gè)數(shù)據(jù)插入器。

　　系統(tǒng)中的創(chuàng)作工具可以創(chuàng)建與依循DASE的數(shù)據(jù)內(nèi)容，并能很容易地轉(zhuǎn)換成依循MHP的形式，因?yàn)轫n國(guó)的地面電視和衛(wèi)星電視兩個(gè)領(lǐng)域采用了不同的數(shù)據(jù)廣播標(biāo)準(zhǔn)。地面DTV節(jié)目要進(jìn)入衛(wèi)星和有線(xiàn)電視系統(tǒng)，要進(jìn)行轉(zhuǎn)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(nèi)容既能符合ATSCDASE標(biāo)準(zhǔn)，又符合DVBMHP標(biāo)準(zhǔn)。但問(wèn)題是，傳輸系統(tǒng)是按ATSC數(shù)據(jù)廣播標(biāo)準(zhǔn)和ARM（ApplicationReferenceModel）第5次修訂版而開(kāi)發(fā)的。事實(shí)上，該系統(tǒng)的傳輸部分能滿(mǎn)足ATSCA/90迄今有關(guān)單向應(yīng)用所描述對(duì)數(shù)據(jù)輪詢(xún)的DSM—CC部分和可尋址部分的要求；但仍要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化程序進(jìn)行升級(jí)。

　　要依照ATSCA/90標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)廣播服務(wù)，就需要這樣的PSIP生成器/數(shù)據(jù)管理器和數(shù)據(jù)注入系統(tǒng)。PSIP生成器/數(shù)據(jù)管理器可生成PSIP，包括電子節(jié)目指南（EPG）和整個(gè)數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)的播出時(shí)間表。用于DTV甚至數(shù)據(jù)廣播的PSIP表單都是自動(dòng)生成的，并經(jīng)由連接到KBS節(jié)目編排數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)的PSIP生成器發(fā)送。數(shù)據(jù)注入器的作用是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成依循ATSCA/90的傳輸流，并傳送至復(fù)用系統(tǒng)。

　　此外，有兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)。一個(gè)是KBS播出時(shí)間表數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)所有的播出時(shí)間表信息；另一個(gè)是內(nèi)容數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)播出的內(nèi)容進(jìn)行管理。該廣播系統(tǒng)還有一個(gè)連接非節(jié)目相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)的接口，以進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)廣播。系統(tǒng)通過(guò)異步串行接口（ASI）將編好日程的PSIP信息和數(shù)據(jù)傳輸流送信息和數(shù)據(jù)內(nèi)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(jī)頂盒（STB）對(duì)該系統(tǒng)生成的若干個(gè)內(nèi)容樣本進(jìn)行了測(cè)試，同時(shí)也對(duì)與2002世界杯相關(guān)的`足球等類(lèi)型的電視節(jié)目進(jìn)行了測(cè)試。對(duì)非節(jié)目相關(guān)的內(nèi)容，如交通信息、天氣報(bào)告、股票信息和新聞應(yīng)用等的測(cè)試，是在加載于一個(gè)6MHz的實(shí)有頻道上的一個(gè)獨(dú)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(nèi)容創(chuàng)作相比，數(shù)據(jù)廣播的內(nèi)容創(chuàng)作需要更大的工作量，這是因?yàn)椋瑥囊?guī)劃到制作，有比較多的變數(shù)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(shù)據(jù)廣播的內(nèi)容創(chuàng)作變得簡(jiǎn)單，因?yàn)樗�使�?chuàng)作和測(cè)試兩步合一。利用該工具可創(chuàng)建依循DASE的數(shù)據(jù)廣播內(nèi)容，并可以方便地轉(zhuǎn)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(nèi)容存儲(chǔ)庫(kù)管理的對(duì)象編輯器、一個(gè)實(shí)現(xiàn)所創(chuàng)作文件鏈接的瀏覽器、一個(gè)可減少重復(fù)性編輯工作的頁(yè)面管理器和一種標(biāo)準(zhǔn)的DASE碼生成功能。

　　對(duì)各部分的功能簡(jiǎn)介如下：

　　（1）矢量對(duì)象編輯器：是該創(chuàng)作工具的核心部分，負(fù)責(zé)內(nèi)容的創(chuàng)建、修飾、編輯和存儲(chǔ)。

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

　　（3）內(nèi)容庫(kù)瀏覽器：便于對(duì)所創(chuàng)作內(nèi)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(nèi)容顯示區(qū)、電視顯示區(qū)模板和卷簾按鈕的管理。

　　（5）代碼生成：將圖形類(lèi)對(duì)象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為依循協(xié)議的代碼。

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

　　（7）內(nèi)容數(shù)據(jù)庫(kù)：具有存儲(chǔ)、檢索、輸入和壓縮等功能。

　　四數(shù)據(jù)注入器

　　根據(jù)ATSCA/90標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)注入器借助PSIP生成器/數(shù)據(jù)管理器輸出的播出時(shí)間表信息，要對(duì)存儲(chǔ)在內(nèi)容數(shù)據(jù)庫(kù)中的應(yīng)用程序進(jìn)行編碼，同時(shí)輸出數(shù)據(jù)輪詢(xún)或源自實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的可尋址部分的數(shù)據(jù)流。同時(shí)，也生成承載數(shù)據(jù)輸出和加載信息的數(shù)據(jù)服務(wù)表單（DST），并同樣通過(guò)ASI接口送至復(fù)用系統(tǒng)。這項(xiàng)傳送的執(zhí)行必須與給定的周期同步；數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)管理器與數(shù)據(jù)注入器之間的通信協(xié)議是TCP/IP。具體來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)注入器的作用像服務(wù)器，而PSIP生成器/數(shù)據(jù)管理器則像用戶(hù)機(jī)。前者從內(nèi)容數(shù)據(jù)庫(kù)中取出內(nèi)容文件，解壓后存儲(chǔ)于其內(nèi)置的內(nèi)容文件系統(tǒng)。同時(shí)，它還從后者獲取并設(shè)定包標(biāo)識(shí)符（PID）和應(yīng)用數(shù)據(jù)流的碼率。此外，后者也要向前者提供PSIP表單信息，由前者負(fù)責(zé)PSIP表和數(shù)據(jù)輪詢(xún)的相關(guān)性。

　　數(shù)據(jù)生成器可根據(jù)ATSCA/90和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)可尋址部分的規(guī)定提供第一層和第二層的下載。

　　數(shù)據(jù)發(fā)送器的作用是依據(jù)每個(gè)發(fā)送周期和傳輸碼率將MPEG—2格式的數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶(hù)機(jī)。這個(gè)發(fā)送器內(nèi)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(zhuǎn)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(yīng)用和數(shù)據(jù)注入器之間的通信協(xié)議仍是TCP/IP，而且實(shí)時(shí)應(yīng)用的代理機(jī)成為這項(xiàng)通信的服務(wù)器，數(shù)據(jù)注入器則成為客戶(hù)機(jī)。插在可尋址部分的IP數(shù)據(jù)報(bào)是依照用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）進(jìn)行傳輸?shù)摹�PSIP生成器/數(shù)據(jù)管理器負(fù)責(zé)檢查是否有需傳輸?shù)膶?shí)時(shí)應(yīng)用程序。如果有，數(shù)據(jù)注入器就會(huì)對(duì)這項(xiàng)特別應(yīng)用程序的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，成為可尋址部分，并進(jìn)行傳送。

　　五PSIP生成器/數(shù)據(jù)管理器

　　PSIP生成器/數(shù)據(jù)管理器主要由兩大部分組成：一部分是數(shù)據(jù)管理器，它通過(guò)時(shí)間表信息和用戶(hù)界面對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)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(shù)據(jù)廣播恢復(fù)和組合的數(shù)據(jù)廣播表單。

　　這個(gè)PSIP生成器/數(shù)據(jù)管理器是獨(dú)立設(shè)置的，在沒(méi)有數(shù)據(jù)廣播的時(shí)候，可以作為獨(dú)立的數(shù)字電視PSIP生成器使用。

　　六非節(jié)目相關(guān)電視服務(wù)

　　非節(jié)目相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)是指非A/V節(jié)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(jié)目和增強(qiáng)型數(shù)據(jù)。而同一個(gè)物理頻道上的第二個(gè)虛擬頻道設(shè)計(jì)為只傳輸數(shù)據(jù)。根據(jù)ATSCA/90標(biāo)準(zhǔn)，虛擬頻道至少可以有100個(gè)。這種虛擬頻道都屬于非節(jié)目相關(guān)服務(wù)。

　　圖中連接了4個(gè)不同的非節(jié)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(jié)目相關(guān)電視服務(wù)是天氣報(bào)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(shù)據(jù)需要更新，所以選用了Java語(yǔ)言編制的軟件和ATSCDASE規(guī)定的API接口。而且每項(xiàng)應(yīng)用都是用獨(dú)立的Xlet開(kāi)發(fā)的，以獲得更高的靈活性，因而不同應(yīng)用之間既可以相互獨(dú)立也可以變換組合。非節(jié)目相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)都具有周期性?xún)?nèi)容更新的特點(diǎn)，其內(nèi)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(yīng)用都在主頁(yè)上設(shè)置了每項(xiàng)應(yīng)用的入口，以及分類(lèi)編排的數(shù)據(jù)服務(wù)信息。

　　這類(lèi)應(yīng)用系統(tǒng)中包含應(yīng)用登錄客戶(hù)機(jī)、數(shù)據(jù)代理機(jī)和非節(jié)目相關(guān)電視服務(wù)的服務(wù)器。應(yīng)用登錄客戶(hù)機(jī)是內(nèi)容服務(wù)器中面向所創(chuàng)建

　　應(yīng)用的一種登錄工具，它將壓縮成ZIP格式的應(yīng)用與附加信息登錄在一起。內(nèi)容數(shù)據(jù)庫(kù)包含一個(gè)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)和下面列出的一些表單。

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

　　（2）ET（事件表單）：每項(xiàng)應(yīng)用都會(huì)有一個(gè)對(duì)應(yīng)的事件表單，這是由內(nèi)容數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)所決定的。在增加新的應(yīng)用時(shí)，也要在這個(gè)表單中增加相應(yīng)事件的信息。

　　（3）SDT（數(shù)據(jù)流表單）：如果某項(xiàng)應(yīng)用使用的是流式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，就要在這個(gè)表單內(nèi)添加相應(yīng)數(shù)量的入口。要特別指出的是，這個(gè)表單含有對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行UDP/IP數(shù)據(jù)包編碼所必需的信息。

　　（4）MDT（模塊化數(shù)據(jù)表單）：如果一項(xiàng)應(yīng)用采用了模塊化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，就要在這個(gè)表單內(nèi)添加相應(yīng)數(shù)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(xiàng)服務(wù)的數(shù)據(jù)代理機(jī)都是獨(dú)立的，它能將實(shí)時(shí)的原始數(shù)據(jù)從一個(gè)外部數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)換成為格式化數(shù)據(jù)，以便用于該項(xiàng)應(yīng)用程序。非節(jié)目相關(guān)服務(wù)器將根據(jù)每項(xiàng)應(yīng)用的特點(diǎn)把格式化的數(shù)據(jù)從各個(gè)數(shù)據(jù)代理機(jī)那里選送到內(nèi)容數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)注入器。換句話(huà)說(shuō)，如果實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是模塊化的，該服務(wù)器將把它傳送到內(nèi)容數(shù)據(jù)庫(kù)；如果是MPE類(lèi)型的數(shù)據(jù)，服務(wù)器就把它送到數(shù)據(jù)注入器。

　　結(jié)語(yǔ)

　　KBS成功地開(kāi)發(fā)了能提供增強(qiáng)型數(shù)據(jù)服務(wù)和非節(jié)目相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)。該系統(tǒng)的傳輸部分能很好地配合數(shù)據(jù)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(yīng)用，也可以創(chuàng)作程序類(lèi)應(yīng)用。整個(gè)系統(tǒng)選用了三星和LG的機(jī)頂盒進(jìn)行了測(cè)試。該系統(tǒng)符合ATSCA/90和DASE—1標(biāo)準(zhǔn)，所以只提供單向服務(wù)。ATSC正在籌備雙向服務(wù)和多內(nèi)容混合制作、觸發(fā)器、TSFS等方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。隨著這些新功能的逐步開(kāi)發(fā)完成，KBS的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)也將依次采用。這套最新開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)按計(jì)劃用于2002韓日世界杯報(bào)道。

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