基于CMMB数据广播平台的数据接收程序设计

摘要：为了实时接收应用系统所需要的数据和图片，采用了以CMMB数据广播为平台的接收方法，该方法用软件实现解析CMMB数据广播业务数据。做了测试数据的接收实验，验证了数据接收的正确性，该程序方便各种应用系统使用，用软件编程代替硬件解码不仅减少了硬件的成本，而且降低了系统实现的复杂度。
关键词：CMMB；MFS；数据广播；解复用；XPE包

0 引言
    2006年10月24日，国家广电总局正式颁布了中国移动多媒体广播行业标准，确定采用我国自主研发的移动多媒体广播行业标准。CMMB技术的核心是STIMI技术，它是利用大功率S波段信号实现信号的全国覆盖，利用地面上的增补转发器来弥补卫星信号的盲区，再加上无线移动通信网络构建的回传通道，这样就组成了一个完美的体系——单向广播和双向交互相结合的移动多媒体网络。
    CMMB标准的第五部分是数据广播，它是CMMB的一项增值业务。本文简单介绍了CMMB的相关知识，详细研究了复用帧结构和数据广播的XPE包结构，结合广播信道的特点，重点讲述了如何解析数据广播业务数据。

1 CMMB相关技术简介
1．1 复用结构介绍
    复用的功能是完成音频、视频、数据、电子业务指南等信息的封装和排列，把多路节目及每一路节目中多路视频、音频数据有效地复合在一起，使其更好地共享信道资源，适应信道传输。复用子帧是复用帧的基本组成单元，承载一个业务的业务数据(音频流、视频流和数据流)或者控制信息表的数据。电子业务指南、用户管理等辅助信息分别封装在不同的复用子帧中，控制信息封装在复用帧0中，CMMB复用协议可以承载多种音视频码流，支持灵活的数据业务。
    图1为复用帧的结构，每个广播信道帧由多个复用帧构成，每个复用帧又由多个复用子帧或者控制信息表组成。其中复用子帧包括子帧头、视频段、音频段和数据段，而控制信息表则包括网络信息表(NIT)、持续业务复用配置表(CMCT)、持续业务配置表(CSCT)、短时间业务复用配置表(SMCT)、短时间业务配置表(SSCT)、ESG基本描述表、紧急广播等。

1．2 CMMB数据广播
    数据广播，顾名思义就是要把多样的内容按照一定的格式、一定的策略发送到移动多媒体的前端系统中，是一项利用广播信道传输数据流或数据文件的增值业务，CMMB数据推送业务就是CMMB数据广播业务，它是指以点对面的广播方式推送传输文本、图像、音频、视频等多媒体信息数据到用户终端的一种技术方式，基于CMMB数据广播平台的应用非常广泛，如股票咨询、交通导航、气象服务、网站广播等，如图2所示。数据广播XPE包的结构图如图3所示。这里要注意的是，当开始标志为1时有扩展字段，当开始标志为1并且结束标志为0时有数据包总长度字段，当CRC指示为1时有CRC_32字段。
    XPE包头有7个比特是保留的，在这里可以将它进行自定义以便传送不同服务类型的数据，其中2个比特用来标识数据的格式，如文本、图片、网页等，另外的5个比特则用来定义服务类型，具体定义方式如表1和表2所示。

2 解析数据广播业务数据的软件实现
    解析数据广播业务数据主要就是解析复用帧码流。它的解析过程可分为以下几个模块：复用帧流提取、CRC检测、控制信息解复用、业务信息解复用。首先要对控制信息进行解复用，然后再根据控制信息中的关键信息来解析业务信息。
2．1 控制信息的解复用
    解复用控制信息时首先要解析的是复用帧头，在这里可以定义一个结构体来保存相关的信息，同样的为了保存各个表的参数信息以便解复用业务信息时使用，将控制信息中的每个表和紧急广播也都对应地定义一个结构体，其中CMCT和SMCT的构造相同可共用一个结构体，CSCT和SSCT也可共用一个结构体。在结构体中定义好各个表对应的参数，在读取码流时，先保存复用帧头的相关参数信息，然后再保存控制信息表的信息，具体做法是根据表标识号来判断表的类型，确定类型后将码流里对应的参数存入到定义好的结构体参数中。然后对各表进行分析，最终获得频点编号、中心频率、复用帧所占用的时隙号以及子帧与业务ID之间的对应关系等信息，以方便用户接收所选的业务数据。
2．2 业务信息的解复用
    业务信息处理模块如图4所示。首先是模块的初始化，这时读线程函数也被开启了，接着就进入了处理数据的循环，先判断业务数据是否处理完毕(这里定义了一个布尔变量来标记)，如果处理完则将分类好的音视频数据和其他数据做相应的处理。如果未处理完毕，则读取下一个帧的数据，倘若此时没有数据则阻塞等待，直到有数据到来，接着对这一帧数据进行解复用，得到业务数据流，将数据归类，放在不同的缓冲区。

    解析一个帧的数据步骤如下：
    第一步：解析复用帧头。首先读取码流中的复用帧帧头，并将相关参数保存到已定义好的结构体中。
    第二步：解析复用子帧。由于复用子帧的个数不止一个，所以可以用一个循环来处理，同业务数据处理的总框图类似，设置一个布尔变量来标识复用子帧是否处理完毕，先解析子帧的帧头，提取视频段、音频段和数据段数据，然后判断复用子帧是否处理完毕，如果处理完则跳出循环往下执行，如果没处理完则继续处理，处理完毕后提取出视频段、音频段和数据段数据。
    第三步：解析视频段、音频段和数据段。由于采用的是数据广播来传送，因此这里只对数据段进行解析，先根据子帧头中的信息将数据段提取出来，这里数据单元的内容即为XPE包。
    第四步：解析XPE包。仍然需要先解读包头信息，另外要注意的是首包包头还额外携带了数据包总长度，业务模式指示等信息，接到首包时要记录下来，然后根据包头信息对业务数据进行组装。

3 结论
    经过以上对CMMB复用帧和XPE包结构的剖析，用VC++编写了解析数据广播业务数据的程序。实验输入测试用的是离线MFS流，接收显示了一些测试数据，该软件可以植入应用系统中来接收所需要的数据和图片，灵活方便，另外采用软件编写降低了硬件的成本，而且可扩展性强。