DAB电子节目指南结构优化及应用

陈一行 ，王国裕

（1.四川大学 微电子技术四川省重点实验室，四川 成都 610064；2.重庆邮电大学 微电子重点实验室，重庆 400065）

0 概述

电子节目指南（EPG）[1]是数字音频广播（DAB）的一种数据业务，作为DAB优于调幅、调频广播的新特点在DAB中被广泛使用。它可以包含声音、图像、文字、数据及视频等业务。

目前在许多国家和地区DAB有了很高的覆盖率，EPG作为DAB的扩展应用，为用户提供相关节目的清单，提供一个良好的导航机制，使用户能够方便快捷地找到自己关心的节目并查看节目的附加信息，已经成为DAB的重要组成部分。

常规DAB中传输的EPG共分3层：用户应用层（EPG编码）、传输层和网络层。EPG信息先被处理成可扩展置标语言（XML）[2]格式的文件，再经过多媒体对象传输（MOT）编码器产生完整的包括附加信息在内的MOT对象，把这些对象切割成适当大小的块，最后将这些块转化成适合DAB传送的数据包，通过包模式[3]或者在X-PAD[3]数据区来传送。文献[4]给出了DAB/DMB便携式接收机EPG的解码显示方案。但无论采用包模式还是X-PAD通道，EPG的最大传输速率为64 kbit/s[5]。

随着DAB节目丰富，DAB内容增加，同时EPG内容增加，相对于DAB内容可以增加DAB系统容量[6]，而受传输速率的限制，传统EPG结构使其内容的解码显示影响到了用户的体验。笔者针对DAB电子节目指南的内容、结构及其作用，提出一种可以快速获取EPG主要内容的XML结构方案。

1 EPG结构及内容

为了向上兼容，在EPG中的音频和各种数据业务的节目说明信息将被处理成XML[2]格式的文件，采用XML格式的优势就在于新业务的添加不会对已有内容产生影响，同时，XML格式的文件在许多应用程序以及API中早已得到广泛应用。

EPG的XML数据结构如图1所示，是以“标签-长度-值”形式进行编码的层次嵌套结构。EPG中每个元素或属性都有相应的标签名、长度值（标签所对应元素或属性内容的大小）和值（元素或属性所包含的内容）[3]。这样的结构方便接收端跳过不需要或者没有定义的元素，为提高解码效率提供了条件。

作为DAB数据业务的一种，EPG主要提供项目清单信息和数据服务，为用户快速了解DAB节目信息提供帮助。而一个关键的要求是，EPG必须能在具有不同显示能力以及不同性能的DAB接收器上工作。为了增加EPG信息的灵活性，EPG数据分解为信号群（一个固定频率上的所有电台称为一个信号群）说明信息、业务（各种节目的统称）说明信息（节目时间表、节目说明信息和节目相关内容的说明信息）以及业务组（多个节目捆绑在一起）说明信息（主要用于扩展信息）。

对于用户而言，业务说明信息（PI）[5]是最主要的内容，它提供了这个频段各个电台未来7天内的节目信息，一个完整的业务说明信息（见图2）包括节目名称、节目所属电台及频段、节目类型、节目播出结束时间和节目内容描述等。一个独立完整的PI包含了一个电台一天的节目信息。根据这些信息，用户可以根据自己的需要，灵活地安排时间收听相应节目。

2 EPG在接收端中的解码实现

接收端的硬件部分主要工作为：首先通过RF模块将接收到的射频转换成中频，再通过ADS模块转为数字信号，最后进行DAB的基带解码。文中设计的基带解码采用西芯微电子公司的ID200作为DAB基带解码芯片[7]，其主要作用是数字混频、同步/跟踪和解调，ID200可同时对传输帧内的两路音频、数据或视频节目进行解码，这使得在收听DAB节目的同时获取EPG信息成为可能。解码后的音频节目可以通过片内MPEG L2音频解码器播放，而EPG信息可以通过SPI接口送出到MCU实现软件解码，再显示在接收机的液晶屏上。

软件部分，EPG解码采用逐层递进的方式，即先获取一组完整的包，去除包头包尾从中恢复出完整的MSC数据组，再从MSC数据组中恢复出EPG数据，最后解XML格式数据，通过液晶屏显示。

测试用的是英国广播公司（BBC）广播的EPG数据。图3为接收机关于EPG信号以“台名-日期-节目-内容”形式的分层显示。

由图3可知，BBC的10个电台有EPG信息，每个电台包含未来7天的节目预告，这样总共有70个独立的PI，每个PI的大小经测试为5～9 kbyte，而BBC广播EPG信息的传输速率只有32 kbit/s。接收端只有获取一个完整的PI才能将其解码显示，即每个PI花费时间在1 s以上，接收全部EPG信息要花费10×7×1 s的时间。这意味着用户要查看一个电台其中一天的节目信息，最大等待时间将超过1 min。在实际应用中，用户最关心的EPG信息是节目名称以及节目播出时间，即图3中的前3层信息，而节目描述是次要信息。本文针对这种情况提出了一种适用于接收端快速显示EPG节目名称以及节目播出时间的EPG结构方案。

3 新的PI结构

文献[2]中给出了PI中各个元素的最大值（见图2），其中节目名（mediumName，16 byte）、节目位置（location，22 byte）、完整节目名（longName，128 byte）和简要节目描述（ShortDisription，180 byte）这4项是PI的主要内容。其中，前两项是必要内容，定义为Required即PI-R；后两项为可选内容，定义为Optional即PI-O。PI中拥有多个节目，很容易超过5 kbyte。

通常情况下，一个电台每周都会有一个或几个固定的节目，比如新闻播报，以及图3中的BBCAsian Network每天1∶00都会有的AS BBC 5 Live。PI按每台每天划分会有数据冗余。另外，完整节目名和简要节目描述并不是PI中必要元素，且占了很大一部分空间。因此，笔者提出一种新的结构，即把传统PI的PI-R和PI-O两部分分开，建立独自完整的结构，如图4所示。

产生这种PI结构的步骤：首先，获取电台全部信息；然后，提取所有电台名、播出日期、节目名以及播出时间组成一个PI-R，提取完整节目名以及简要节目描述，以天为单位组成PI-O；最后，按照PI-R∶PI-O=n∶1（n=1，2，3，4，5，6，7，…）的比例放入包中传输。

表1以BBC的BBCAsina Network电台未来7天节目预告为例，将传统结构与本文提出的结构作了对比。从表1中可以看出，传统的PI按天划分，并按顺序传输，以32 kbit/s的传输速率要获取这个电台的所有信息需要9 s的时间，总量为38078 byte。而本文提出的将PI划分为PI-R以及PI-O的结构中，总量为38484 byte，PI-R约占此电台所有节目信息的11.2%，即接收端只需要1 s就能显示该台未来7天的所有必要信息。新的结构，PI-R和PI-O中重复了一一对应的节目ID（见图4），总大小只增加了1%。

表1 BBCAsina Network电台传统结构与新PI结构 byte

PI-R与PI-O的比值越高，接收端获取PI-R的几率越大，将其解码显示所等待的时间就越少。如PI-R与PI-O的比值以7∶1的比例交叉传输，接收端解码显示PI-R的时间将是传统的1/7，即只需花费很少的时间就能向用户显示包括电台名、节目名、节目播出时间在内的该电台前3层（见图3）的EPG信息，而最后一层节目描述则可以通过先存入接收端存储器的形式为显示做准备。

4 小结

本设计针对实际应用提出了一种新的PI结构并利于大的EPG数据信息必要内容的快速解码显示。这样的结构有利于接收端快速获取节目关键信息，为配合接收端其他模块实现节目搜索、节目预定与录制等EPG扩展应用提供了方便。

[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，陆明莹.DAB电子节目指南的解码设计及其实现[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，李继龙，杨明.一种新的基于DAB系统的改进方案[J].电视技术，2009，33（2）：4-5.

[7]陆明莹，张贤斌，王国裕，等.基于ID200的便携式DAB接收机的设计和实现[J].电声技术，2010，34（2）：81-83.