GYT220.5-2007移动多媒体广播第5部分：数据广播.pdf

'GY中华人民共和国广播电影电视行业标准GY/T220.5—2008移动多媒体广播第5部分：数据广播Mobilemultimediabroadcasting—Part5:Databroadcasting2008-01-21发布2008-02-01实施国家广播电影电视总局发布 GY/T220.5—2008目次前言.................................................................................II引言................................................................................III1范围................................................................................12规范性引用文件......................................................................13术语、定义、缩略语和约定............................................................13.1术语和定义........................................................................13.2缩略语............................................................................23.3约定..............................................................................24概述................................................................................35流模式..............................................................................56文件模式............................................................................56.1数据文件的分割和传输..............................................................56.2FAT文件的分割和传输...............................................................76.3FAT文件的数据模型.................................................................97XPE/XPE-FEC........................................................................177.1XPE..............................................................................187.2XPE-FEC..........................................................................20附录A（规范性附录）LDGC编解码.....................................................23附录B（规范性附录）RS(255,207)编解码...............................................30参考文献.............................................................................33I GY/T220.5—2008前言GY/T220《移动多媒体广播》为系列标准。——第1部分：广播信道帧结构、信道编码和调制；——第2部分：复用；——第3部分：电子业务指南；——第4部分：紧急广播。本部分为GY/T220的第5部分。本部分由全国广播电视标准化技术委员会归口。本部分起草单位：国家广播电影电视总局广播科学研究院、国家广播电影电视总局无线电台管理局、中兴通讯股份有限公司、联想移动通信科技有限公司、上海瑞高信息技术有限公司、电子科技大学、华旗资讯数码科技有限公司、北广传媒移动电视有限公司、创毅视讯科技有限公司、北京宽视网络技术有限公司、上海文广新闻传媒集团、中国科学院微电子研究所。本部分主要起草人：解伟、陈德林、张定京、王东飞、赵良福、王颖、金鑫、付光涛、李小雨、周红君、黄俊、李平江、王力、宋占凯、王标、晏祥彪、方源立、徐俊、许进、袁志锋、王志飞、黄月生、柳兴权、费勤、富路、王斌、孟嘉、杨君云、孙家旺、郭洛玮、李向阳、庄骏、吴晓东、黑勇。II GY/T220.5—2008引言GY/T220的本部分的发布机构提请注意如下事实，使用者声明符合本部分时，可能使用涉及本部分有关内容的相关授权的和正在申请的专利。本部分的发布机构对于专利的范围、有效性和验证资料不提出任何看法。专利持有人已向本部分的发布机构保证，愿意同任何申请人在合理和非歧视的条款和条件下，就使用授权许可进行协商。该专利持有人的声明已向本部分的发布机构提交。下表列出专利权利人的信息：邮政专利权利人联系地址联系人电话电子邮件编码国家广播电影电视总局北京市复兴门外大街2号张国毅100866010-86093723zhangguoyi@abs.ac.cn广播科学研究院深圳市南山区科技园中兴中兴通讯股份有限公司王海波5180570755-26770044wanghaibo@zte.com.cn通讯大厦A座5楼联想移动通信科技有限北京市海淀区上地西路6号王志飞100085010-58861415wangzfa@lenovo.com公司请注意除专利许可声明中已经识别出的专利外，本部分的某些内容有可能涉及其他专利。本部分的发布机构不应承担识别这些专利的责任。III GY/T220.5—2008移动多媒体广播第5部分：数据广播1范围GY/T220的本部分规定了移动多媒体广播系统中数据广播业务的数据封装协议和传输方式。本部分适用于通过卫星和/或地面无线发射视频、音频、数据信息等信号的移动多媒体广播系统。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GY/T220的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB/T4880.2-2000语种名称代码第2部分：3字母代码GY/T220.1-2006移动多媒体广播第1部分：广播信道帧结构、信道编码和调制GY/T220.2-2006移动多媒体广播第2部分：复用GY/T220.3-2007移动多媒体广播第3部分：电子业务指南3术语、定义、缩略语和约定3.1术语和定义下列术语和定义适用于GY/T220的本部分。3.1.1纠删编码erasurecorrectionencoding针对数据传输的擦除特性，采用纠删算法对数据进行保护的一种编码方式。3.1.2数据文件datafile文件模式数据业务的组成文件。3.1.3文件片fileslice数据文件分割的最小单元。3.1.4文件片传输包fileslicetransportpacket用以传输文件片的数据包。3.1.5文件块fileblock文件片的集合，若数据文件进行纠删编码，则纠删编码以文件块为单位进行。3.1.6纠删校验块erasurecorrectionblock文件块经过纠删编码后得到的校验数据。3.1.7纠删校验片erasurecorrectionslice纠删校验块分割的最小单元，与文件片等长。3.1.81 GY/T220.5—2008纠删校验片传输包erasurecorrectionslicetransportpacket用以传输纠删校验片的数据包。3.1.9FAT文件FATfile文件模式数据业务的属性描述文件。3.1.10FAT片FATsliceFAT文件分割的最小单元。3.1.11FAT片传输包FATslicetransportpacket用以传输FAT片的数据包。3.1.12文件模式传输包filemodetransportpacket文件片传输包、纠删校验片传输包和FAT片传输包的统称。3.1.13XPE包XPEpacket经过XPE语法封装后形成的数据包。3.1.14纠错编码errorcorrectionencoding针对数据传输的随机或突发错误特性，采用纠错算法对数据进行保护的一种编码方式。3.1.15纠错校验数据errorcorrectiondata具有相同传输序号的XPE包的净荷经过前向纠错编码后得到的校验数据。3.1.16XPE-FEC包XPE-FECpacket纠错校验数据经过XPE-FEC语法封装后形成的数据包。3.2缩略语下列缩略语适用于GY/T220的本部分。CRC(CyclicRedundancyCheck)循环冗余校验FAT(FileAttributeTable)文件属性表FEC(ForwardErrorCorrection)前向纠错LDGC(LowDensityGenerator-matrixCode)低密度生成矩阵码XML(eXtensibleMarkupLanguage)可扩展标记语言XPE(eXtensibleProtocolEncapsulation)可扩展协议封装XPE-FEC(eXtensibleProtocolEncapsulation–ForwardErrorCorrection)可扩展协议封装-前向纠错bslbf（bitstring,leftbitfirst）比特串，左位在先uimsbf（unsignedinteger,mostsignificantbitfirst）无符号整数，高位在先3.3约定下列约定适用于GY/T220的本部分。3.3.1保留如未加特殊说明，本部分中的所有保留位应置为‘1’。3.3.2进制如未加特殊说明，本部分中的所有数字均为十进制表示。2 GY/T220.5—20083.3.3关系运算符<小于>大于==等于!=不等于3.3.4算术运算符++递增加13.3.5赋值操作符=赋值操作3.3.6逻辑运算符||逻辑或运算&&逻辑与运算3.3.7函数运算符ceil()向上取整运算floor()向下取整运算fix()向零取整运算mod()取模运算4概述GY/T220的本部分描述和约定移动多媒体广播系统中数据广播业务的数据传输和封装方法。本部分约定的数据广播协议层次包括数据业务、流模式/文件模式、可扩展协议封装(XPE/XPE-FEC)、复用、广播信道，见图1。其中复用遵循GY/T220.2-2006，广播信道遵循GY/T220.1-2006。图1数据广播协议层次数据业务按流模式和文件模式进行可扩展协议封装，见图2。3 GY/T220.5—2008数据广播数据流XPE包/可扩展协议封装XPE-FEC包数据业务复用(XPE/XPE-FEC)数据文件文件文件模式传输包分割图2数据业务封装传输流模式直接对数据流进行可扩展协议封装；文件模式先对文件进行分割生成文件模式传输包，再进行可扩展协议封装。可扩展协议封装生成XPE包和XPE-FEC包。XPE/XPE-FEC包适配在复用子帧的数据段中，见图3。复用子帧复用子帧头视频段音频段数据段XPE/XPE-FEC包图3XPE/XPE-FEC包复用封装示意复用适配使用数据单元类型的值见表1。表1数据单元类型值数据单元类型0ESG数据节1ESG节目提示信息2～159保留160XPE包161XPE-FEC包162～169数据广播保留170～255保留4 GY/T220.5—20085流模式若数据业务以连续流的方式展现，通常有时序要求、传输有时间标签指示或数据流内部有同步要求，采用流模式进行处理。流模式数据业务直接进行可扩展协议封装，适配到复用子帧的数据段中，实现透明传输。6文件模式若数据业务以离散数据文件的方式展现，通常无时序要求、传输无时间标签指示或同步要求，采用文件模式进行处理。使用FAT文件描述数据业务所包含的数据文件的构成、路径、分割参数等信息，见图4。······数据文件······数据文件数据文件数据文件数据文件FAT文件图4文件模式数据业务示意6.1数据文件的分割和传输数据文件的分割示意见图5。5 GY/T220.5—2008图5数据文件分割示意图一个数据文件分割成多个等长的文件片，最后一个文件片长度不足应填充0x00。多个文件片组成一个文件块，根据组成文件块的文件片数量的不同将文件块分为A、B两种类型，若所有文件块中文件片数量均相等，则只有类型A。数据文件进行纠删编码时按文件块进行，得到的校验数据称之为纠删校验块，纠删校验块与文件块具有相同的块序号。纠删校验块划分成若干片，称之为纠删校验片，长度与文件片相等，纠删校验片应与文件片连续编号，见图6。图6文件片/纠删校验片编号示意图对文件片和纠删校验片进行封装，生成文件片传输包和纠删校验片传输包，语法结构见图7。文件片传输包和纠删校验片传输包应按块序号、片序号从小到大的顺序依次传输。资更块片源新保序序文件片/纠删校验片标序留号号识号161014448×N(0≤N≤65529)图7文件片/纠删校验片传输包的语法结构（资源标识!=0）6 GY/T220.5—2008文件片/纠删校验片传输包的语法定义见表2。表2文件片/纠删校验片传输包的语法定义语法长度（比特）标识符文件片/纠删校验片传输包（）{资源标识（!=0）16uimsbf块序号10uimsbf片序号14uimsbf更新序号4uimsbf保留4bslbf文件片/纠删校验片8×Nbslbf}资源标识16位字段，取值范围1～65535，数据文件的标识号。块序号10位字段，取值范围0～1023，从0开始取值，表示当前文件片/纠删校验片所从属的文件块的序号。片序号14位字段，取值范围0～16383，从0开始取值，表示当前文件片/纠删校验片在文件块内的序号。更新序号4位字段，取值范围0～15，从0开始取值，表示当前资源的更新序号，与“资源标识”字段共同唯一确定一个数据文件。文件片/纠删校验片携带实际的文件片或纠删校验片,长度N由FAT文件中的“slice_length”元素指定，通过片序号和FAT文件中指示的文件块分片信息识别是否为文件片或纠删校验片。6.2FAT文件的分割和传输FAT文件的分割示意见图8。FAT文件FFFFAAAATTT···T片片片片012n-1图8FAT文件分割示意FAT文件分割成FAT片，序号为0，1，...，n-1，共n个，n取值范围1～256，当n=1时表示不分割。7 GY/T220.5—2008对FAT片进行封装，生成FAT片传输包，语法结构见图9。FAT片传输包应按片序号从小到大的顺序依次传输。图9FAT片传输包的语法结构(资源标识==0)FAT片传输包的语法定义见表3。表3FAT片传输包的语法定义语法长度（比特）标识符FAT片传输包（）{资源标识（=0）16uimsbf当前片序号8uimsbf更新序号5uimsbf编码类型3uimsbf最后片序号8uimsbf保留4bslbf片长度12uimsbfFAT片8×NbslbfCRC_3232uimsbf}资源标识16位字段，固定取值为0。当前片序号8位字段，取值范围0～255，从0开始取值。若FAT文件未进行分割，则本字段取值为0。更新序号5位字段，取值范围0～31，从0开始取值，若FAT信息发生变化，本字段循环递增加1。编码类型3位字段，表示FAT文件采用的编码类型，取值见表4。表4编码类型取值值类型0无压缩1IETFRFC1952（GZIP）压缩2～7保留最后片序号8位字段，取值范围0～255，从0开始取值。若FAT文件未进行分割，则本字段取值为0，若FAT文件分割成多个FAT片，则本字段用以标识最后一个FAT片的序号。片长度8 GY/T220.5—200812位字段，取值范围0～4095，单位为字节，表示当前FAT片的长度。FAT片本字段携带着FAT文件的分片数据或FAT文件压缩编码后的分片数据，长度N由“片长度”字段指示，根据“当前片序号”和“最后片序号”字段进行拼接，拼接完成后根据“编码类型”字段进行解析，恢复出完整的FAT文件。CRC_3232位字段，表示从“资源标识”字段开始到本字段之前所有数据进行CRC32校验得到的校验值，CRC32解码模型见GY/T220.2-2006附录A。6.3FAT文件的数据模型本部分采用XMLSchema语法规则来描述FAT文件的数据模型，FAT文件是采用本部分约定的数据模型生成的实例。6.3.1命名空间FAT文件的命名空间描述如下：6.3.2根元素根元素的Schema结构见图10。图10FAT根元素Schema结构图根元素的语法定义如下。9 GY/T220.5—2008根元素的语义定义见表5。表5根元素语义字段语义FDI数据文件路径信息元素，FDIType类型。FAI数据文件属性信息元素，FAIType类型。DefaultFECInfo默认纠删编码参数信息元素，FECInfoType类型。MaxVersionFAT的大版本号属性，unsignedByte类型。若大版本号变化，终端需要重新构建资源标识与文件的对应关系。MinVersionFAT的小版本号属性，unsignedByte类型。若仅有小版本号变化，资源标识与文件的对应关系保持不变。6.3.3路径信息元素FDI元素描述了数据文件路径信息，FDIType是该元素的数据类型定义，其Schema结构见图11。图11FDIType数据类型Schema结构图FDIType的语法定义如下。FDIType的语义定义见表6。表6FDIType语义字段语义DirName路径名称元素，string类型，描述数据文件的相对路径。DirID路径标识元素，unsignedShort类型，取值范围0～65535，通过本元素可与路径元素之间建立对应关系。DirLevel路径级别属性，unsignedByte类型，取值范围0～255，表示数据文件路径的级别，根目录取值为0，次一级目录取值为1，依次类推。10 GY/T220.5—20086.3.4属性信息元素FAI元素描述了数据文件属性信息，FAIType是该元素的数据类型定义，其Schema结构见图12。图12FAIType数据类型Schema结构图FAIType的语法定义如下。FAIType的语义定义见表7。表7FAIType语义字段语义TransferInfo传输信息元素，TransferInfoType类型。ContentInfo内容信息元素，ContentInfoType类型。SegmentationInfo分割信息元素，SegmentationInfoType类型。FECInfo纠删编码信息元素，FECInfoType类型。ProtectionInfo保护信息元素，ProtectionInfoType类型。11 GY/T220.5—2008表7FAIType语义(续)字段语义resource_ID资源标识属性，unsignedShort类型，取值范围1～65535，表示本FAI元素对应的文件资源。本元素与表4中的“资源标识”字段取值一致。UpdateIndex更新序号属性，unsignedByte类型，取值范围0～15，表示本FAI元素的更新序号，与表4中的“更新序号”字段取值一致。6.3.5传输信息元素TransferInfo元素描述了与文件传输相关的一些属性信息，TransferInfoType是该元素的数据类型定义，其Schema结构见图13。图13TransferInfoType数据类型Schema结构图TransferInfoType语法定义如下。TransferInfoType的语义定义见表8。表8TransferInfoType语义字段语义DirID文件路径标识元素，unsignedShort类型，取值范围0～65535，与FDI元素中的DirID对应，根据该标识可建立文件的路径关系。file_name文件名元素，string类型。LifePeriod生命周期元素，LifePeriodInfoType类型。6.3.6内容信息元素ContentInfo元素描述了与数据文件内容相关的一些信息，ContentInfoType是该元素的数据类型定义，其Schema结构见图14。12 GY/T220.5—2008图14ContentInfoType数据类型Schema结构图ContentInfoType语法定义如下。ContentInfoType的语义定义见表9。13 GY/T220.5—2008表9ContentInfoType语义字段语义container_file指示本数据文件是否为一个容器，unsignedByte类型，0表示否，1表示是。MIME_type数据文件MIME类型，string类型，取值参见IETFRFC2046。file_length数据文件原始长度，unsignedInt类型。file_encoding数据文件编码，unsignedByte类型，取值范围0～7，见表3。file_encoding_length数据文件编码后的总长度，unsignedInt类型。MD5_code文件内容的MD5散列值，base64Binary类型。content_lingual_special跟语种相关的内容描述元素。title内容标题，string类型。digest内容摘要，string类型。keyword内容关键词，string类型，不同的关键词之间以‘;’隔开。lang内容描述元素的属性，string类型，表示语种信息，采用GB/T4880.2-2000(/T)标准的3字母语言代码。例如：汉语的3字母代码为“zho”。private_info内容私有信息，保留。6.3.7分割信息元素SegmentationInfo元素描述了数据文件的分割信息，SegmentationInfoType是该元素的数据类型定义，其Schema结构见图15。图15SegmentationInfoType数据类型Schema结构SegmentationInfoType的语法描述如下。14 GY/T220.5—2008SegmentationInfoType的语义见表10。表10SegmentationInfoType语义字段语义slice_length文件片的大小，unsignedInt类型，单位为字节，取值范围0～65529。A_block_count数据文件分割的类型A文件块的数量，unsignedInt类型，取值范围0～1023。B_block_count数据文件分割的类型B文件块的数量，unsignedInt类型，取值范围0～1023。total_block_count数据文件分割的文件块总数量，unsignedInt类型，等于A_block_count和B_block_count之和。slice_count_for_A类型A文件块中文件片的数量，不包括纠删校验片，unsignedShort类型，取值范围0～8191。slice_count_for_B类型B文件块中文件片的数量，不包括纠删校验片，unsignedShort类型，取值范围0～8191。fec_slice_count_for_A类型A文件块经过纠删编码后得到的纠删校验块中纠删校验片的数量，unsignedShort类型，取值范围0～8191，可选。fec_slice_count_for_B类型B文件块经过纠删编码后得到的纠删校验块中纠删校验片的数量，unsignedShort类型，取值范围0～8191，可选。6.3.8纠删编码信息元素FECInfo元素描述了数据文件纠删编码信息，FECInfoType是该元素的数据类型定义，其Schema结构见图16。图16FECInfoType数据类型Schema结构15 GY/T220.5—2008FECInfoType的语义见表11。表11FECInfoType语义字段语义algorithm算法类型，unsignedByte类型。取值如下：0：LDGC(见附录A)1～255：保留将来扩展6.3.9保护信息元素ProtectionInfo元素描述了数据文件保护信息，ProtectionInfoType是该元素的数据类型定义，其Schema结构见图17。图17ProtectionInfoType数据类型Schema结构ProtectionInfoType的语法描述如下。ProtectionInfoType的语义见表12。表12ProtectionInfoType语义字段语义protection_level保护级别元素，表示文件内容的保护级别，unsignedInt类型。保护级别取值定义如下：0：无版权保护，自由使用1：低版权保护，不能编辑2：高版权保护，既不能编辑，也不能传播其他：保留level_description保护级别描述元素，对文件内容的保护级别的进一步描述，string类型。6.3.10生命周期元素LifePeriod元素描述了数据文件生命周期信息，LifePeriodInfoType是该元素的数据类型定义，其Schema结构见图18。图18LifePeriodInfoType数据类型Schema结构16 GY/T220.5—2008LifePeriodInfoType的语义见表13。表13LifePeriodInfoType语义字段语义time_unit_indic时间单位指示元素，表示数据文件使用的限制时间单位，unsignedInt类型。时间单位指示取值定义如下：0：小时1：天2：周3：月其他：保留show_time展示时间元素，表示数据文件使用的限制时间，根据时间单位指示确定时间周期，unsignedInt类型。若取值0，表示无使用时间限制。7XPE/XPE-FEC流模式可扩展协议封装处理流程见图19。数据流直接进行XPE语法封装，生成XPE包。数据流的纠错校验数据经过XPE-FEC语法封装，生成XPE-FEC包。图19流模式处理流程文件模式可扩展协议封装处理流程见图20。文件模式先对文件进行分片生成文件模式传输包，再进行可扩展协议封装。文件模式传输包进行XPE语法封装，生成XPE包。文件模式传输包的纠错校验数据经过XPE-FEC语法封装，生成XPE-FEC包。17 GY/T220.5—2008分数据文件文件块分文件片片文件片/文件片/纠删校验片块（可选）纠删传输包XPEXPE包纠删纠删校验片封装纠删校验块分校验片封装（可选）编码片纠错校验纠错数据XPE-FECXPE-FEC包编码封装···复用FAT文件分FAT片FAT片FAT片传输包XPEXPE包片封装封装（可选）纠错校验纠错数据XPE-FECXPE-FEC包编码封装图20文件模式处理流程7.1XPEXPE包的语法结构见图21。XPE包头净荷CRC_32C开结标纠净传R数据校始束记错荷输扩C包总验流模式/文件模式数据标标位指长序展指长度和志志(=‘0’)示度号示11171121168注：(1)当开始标志==‘1’时有扩展字段(2)当开始标志==‘1’&&结束标志==‘0’业务时有数据包总长度字段保模式(3)当CRC指示==‘1’时有CRC_32字段留指示17图21XPE包结构XPE包的语法定义见表14。表14XPE包的语法定义语法长度（比特）标识符XPE包（）{18 GY/T220.5—2008表14XPE包的语法定义（续）语法长度（比特）标识符开始标志1bslbf结束标志1bslbf标记位(=‘0’)1bslbf纠错指示1bslbf净荷长度12uimsbfCRC指示1bslbf传输序号7uimsbfif((开始标志==‘1’)&&(结束标志==‘0’)){数据包总长度16uimsbf}if(开始标志==‘1’){业务模式指示1bslbf保留7bslbf}校验和8uimsbf净荷8×Nbslbfif(CRC指示==‘1’){CRC_3232uimsbf}}XPE包各字段的定义如下：开始标志1位字段，取值‘1’表示本XPE包携带着流模式/文件模式数据的开始部分，取值‘0’表示本XPE包未携带流模式/文件模式数据的开始部分。结束标志1位字段，取值‘1’表示本XPE包携带着流模式/文件模式数据的结束部分，取值‘0’表示本XPE包未携带流模式/文件模式数据的结束部分。标记位1位字段，固定取值‘0’，表示净荷携带的是流模式/文件模式数据。纠错指示1位字段，取值‘0’表示流模式/文件模式数据未进行纠错编码；取值‘1’表示流模式/文件模式数据进行过纠错编码。净荷长度12位字段，表示XPE包携带的净荷长度，单位为字节。本字段取值应保证XPE包的总长度（头+净荷+CRC_32）小于4096字节。19 GY/T220.5—2008CRC指示1位字段，取值‘0’表示净荷未进行CRC32校验，无“CRC_32”字段；取值‘1’表示净荷进行过CRC32校验，有“CRC_32”字段。传输序号7位字段，标识流模式/文件模式数据的传输序号，在0～127范围内循环递增加1取值，初值为0。若流模式/文件模式数据进行了分割，则属于同一个流模式/文件模式数据的XPE包应具有相同的传输序号。数据包总长度16位字段，取值范围0～65535，表示流模式/文件模式数据的总长度，单位为字节。只有当流模式/文件模式数据进行分割时才需要传输本字段；若未分割，“净荷长度”字段即表示流模式/文件模式数据的总长度。业务模式指示1位字段，表示业务模式，取值见表15。表15业务模式指示值类型0流模式1文件模式校验和8位字段，本字段前面所有字节进行异或运算的值，用作XPE包头信息的校验。净荷本字段携带着数据流或文件模式数据，长度N由“净荷长度”字段指示。CRC_3232位字段，解码模型见GY/T220.2-2006附录A。只对XPE包的净荷进行校验。7.2XPE-FECXPE-FEC包的语法结构见图22。XPE-FEC包头净荷CRC_32C纠错开结标净传R校验FEC校始束记保荷输C数据扩验纠错校验数据标标位留长序指总长展和志志(=‘1’)度号示度11111217168注：FECFEC(1)当开始标志==‘1’时有FEC扩展字段算参(2)当开始标志==‘1’&&结束标志==‘0’法数FEC参数时有纠错校验数据总长度字段标长(3)当CRC指示==‘1’时有CRC_32字段识度880~255字节图22XPE-FEC包语法结构XPE-FEC包的语法定义见表16。20 GY/T220.5—2008表16XPE-FEC包语法定义语法长度（比特）标识符XPE-FEC包（）{开始标志1bslbf结束标志1bslbf标记位(=‘1’)1bslbf保留1bslbf净荷长度12uimsbfCRC指示1bslbf传输序号7uimsbfif((开始标志==‘1’)&&(结束标志==‘0’)){纠错校验数据总长度16uimsbf}if(开始标志==‘1’){FEC算法标识8uimsbfFEC参数长度8uimsbfFEC参数8×Mbslbf}校验和8uimsbf净荷8×Nbslbfif(CRC指示==‘1’){CRC_3232uimsbf}}XPE-FEC包各字段定义如下：开始标志1位字段，取值‘1’表示本XPE-FEC包携带着纠错校验数据的开始部分，取值‘0’表示本XPE-FEC包未携带纠错校验数据的开始部分。结束标志1位字段，取值‘1’表示本XPE-FEC包携带着纠错校验数据的结束部分，取值‘0’表示本XPE-FEC包未携带纠错校验数据的结束部分。标记位1位字段，固定取值‘1’，表示净荷是纠错校验数据。净荷长度12位字段，表示XPE-FEC包净荷的长度，单位为字节。本字段取值应保证XPE-FEC包的总长度（头+净荷+CRC_32）小于4096字节。21 GY/T220.5—2008CRC指示1位字段，取值‘0’表示净荷未进行CRC32校验，无“CRC_32”字段；取值‘1’表示净荷进行过CRC32校验，有“CRC_32”字段。传输序号7位字段，标识纠错校验数据的传输序号，在0～127范围内循环递增加1取值，初值为0。若纠错校验数据进行了分割，则属于同一个纠错校验数据的XPE-FEC包应具有相同的传输序号。XPE-FEC包的传输序号与其对应的XPE包的传输序号应保持一致。纠错校验数据总长度16位字段，取值范围0～65535，表示纠错校验数据的总长度，单位为字节。只有当纠错校验数据进行分割时才需要传输本字段；若未分割，“净荷长度”字段即表示纠错校验数据的总长度。FEC算法标识8位字段，FEC算法的标识号，取值见表17。表17FEC算法标识值（十六进制）类型0x00RS(255,207)，见附录B0x01～0xFF保留将来扩展FEC参数长度8位字段，取值范围0～255，单位为字节，表示后续“FEC参数”字段的总长度。FEC参数本字段长度M由“FEC参数长度”字段指定。本标准已经定义RS(255,207)的FEC参数，其语法定义见附录B。将来扩展定义其他FEC算法时，必须同时定义“FEC参数”字段语法结构。校验和8位字段，本字段前面所有字节进行异或运算的值，用作XPE-FEC包头信息的校验。净荷本字段携带着纠错校验数据，长度N由“净荷长度”字段指示。CRC_3232位字段，解码模型见GY/T220.2-2006附录A。只对XPE_FEC包的净荷进行校验。22 GY/T220.5—2008附录A（规范性附录）LDGC编解码A.1编码说明本部分定义了系统的低密度生成矩阵码(LDGC,LowDensityGenerator-matrixCode)及其在移动多媒体广播文件模式数据广播业务中的应用。LDGC码是系统码，源信息和校验信息一起发送。A.2文件分割参数计算文件分割见本部分6.1条。约定如下符号：F文件的大小，单位为字节；T文件片大小，单位为字节；Kmax编码所允许的最大码长（注：指信息比特序列的最大长度）Kt一个文件被分割的总文件片的数量KA类型A文件块中文件片的数量KB类型B文件块中文件片的数量Z文件块的数量ZA类型A文件块的数量ZB类型B文件块的数量文件分割参数计算如下：Kt=ceil(F/T)Z=ceil(Kt/Kmax)KA=ceil（Kt/Z）KB=floor（Kt/Z）若KA等于KB，则：ZA=Z；否则：ZA=(Kt–KB×Z)/(KA–KB)ZB=Z–ZA如果Kt×T>F，则在最后一个文件片的结尾处填补Kt×T–F个填充字节。A.3LDGC编码示意对每个文件块进行独立的LDGC编码。每个文件片都有一个唯一的文件片序号(FileSliceIndex，FSI)，文件片按行的方式从上到下排列，文件块的第一个文件片的FSI为0，第二个为1，依次类推，如图A.1所示。23 GY/T220.5—2008}图A.1LDGC编码示意文件块的文件片数量为K，文件片的长度为T。按照列的方式，文件块被分成T’=8×T个信息比特序列，每个信息比特序列的大小为K比特，要求K的大小取决于编码所允许的最大码长Kmax（Kmax<8192）。如图A.1所示，一个文件块是由若干个连续的文件片组成。在编码时，对这些连续的文件片按列作整体的并行编码得到纠删校验块。纠删校验块分成若干纠删校验片，纠删校验片和文件片连续编号，如图A.1所示，纠删校验片的序号为K,K+1,...M-1,共M-K个纠删校验片。定义冗余开销oh=(M-K)/K，假设信道的擦除率为P，冗余开销的取值应大于ceil(P/(1-P))，P值由网络覆盖性能决定。开销过小会影响纠删成功率，开销过大会影响传输效率，一般取oh=25%。在给定冗余开销oh的前提下，纠删性能与信息比特序列的码长K有关系，K取值越大，纠删成功率越高，K取值越小，纠删成功率越低。LDGC复杂度与K成线性关系，K取之越大，复杂度越高，K取之越小，复杂度越低。因此需要在纠删性能和实现复杂度之间折中选择，一般取K=512。A.4LDGC编码A.4.1生成矩阵（1）确定一个低密度生成矩阵码的母码集，母码集由有限个码率为R0=3/10不同码长的低密度生成矩阵码构成，这里的母码集定义了一个统一形式的kn×=×1240基础矩阵bb24 GY/T220.5—2008uniformbGg={()}，定义如下：bij,uniformkbb×n（2）根据信息比特序列的长度K与中间变量的长度L之间的关系得到L值：Lc=⋅12eil()(p×+Kq)/12式中p=1.0235,q=30（3）确定扩展因子zL=/12uniform（4）根据所述扩展因子z和基础矩阵G，确定编码器所需要的参数和矩阵：buniform步骤1：基于统一的基础矩阵G和扩展因子z，根据下面的取整修正公式得到修正后的基bmodifiedbuniformb础矩阵Gg={}，对G的所有表示非零方阵的元素()g进行修正运算：bi,jkbb×nbij,uniformForik=−0,1,L,1dobForjn=−0,1,L,1dobbbbIf()!1g=−thengf=⋅loor(z()gz)（注：z=683）ij,uniformij,,ijuniformmaxmaxbelseg=−1;ij,modified步骤2：利用扩展因子z对G进行扩展，得到大小()kznz×××()的二进制生成矩阵bbbGtmp，Gtmp是由knbb×个大小为z×z的分块方阵构成，这些分块方阵是零矩阵或者单位阵或者单位阵的循环移位矩阵，如下所示：bbbb⎡⎤PPPggg0,00,10,2LPg0,nb−1⎢⎥bbbb⎢⎥ggg1,01,11,2g1,nb−1PPPLPmodifiedGG==⎢⎥Pbtmp⎢⎥LLLLL⎢⎥gggbbbgb⎢⎥⎣⎦PPPkkkbbb−−−1,01,11,2LPkb−1,nb−1bbbgb=−gi,jgi,jgi,j其中，如果整数1,定义P=0;否则,定义P=(P)。i,j大小为z×z的P方阵具有如下形式：25 GY/T220.5—2008⎡010Λ0⎤⎢⎥⎢001Λ0⎥P=⎢ΛΛΛΛΛ⎥⎢⎥⎢000Λ1⎥⎢⎣100Λ0⎥⎦步骤3：对G进行生成矩阵修正，增加某些列的重量，定义如下：tmpFori=1,2,…,z-1doGtmpi-1,i=1;//EndForFori=11*z,11*z+1,…,12*z-1doIf(i+1)<12*zthenGtmpi,i+1=1;If(i+fix(z/12))<12*zthenGtmpi,i+fix(z/12)=1;If(i+fix(z/4))<12*zthenGtmpi,i+fix(z/4)=1;If(i+fix(z/3))<12*zthenGtmpi,i+fix(z/3)=1;//EndForFori=0,1,…,11*z-1doForj=11*z,11*z+1,…,12*z-1doGtmpi,j=Gtmpi,j+Gtmpi,j+25*z+Gtmpi,j+26*z+Gtmpi,j+27*z+Gtmpi,j+28*z;IfGtmpi,j>1thenGtmpi,j=1;//EndFor步骤4：Gtmp的L行和前N+d列组成的矩阵Gldgc，即为编码所需的矩阵，其中d=L-K，N+d≤36*z，并且步骤3中加法为算术加。A.4.2编码LDGC对K个输入的信息比特序列m进行编码，最终产生M个校验比特序列，并且信息比特和校验比特构成了N＝K+M的码字序列Cldgc。编码步骤中加法是指模2加。定义AA,,,LA指K比特信息序列m,01K−1B,,,BBL指L比特填充已知比特后信息序列s,01L−1DD,,,LD指L比特中间变量序列I,01L−1EE,,,LE指N+d比特去掉填充比特前码字序列C,01Nd+−1FF,,,LF指N比特去掉填充比特后码字序列Cldgc,01N−1g是指章节A4.1产生的Gldgc的第j行第i列元素,ji编码包括下面几个步骤：（1）在输入信息比特序列m后面添加d=L-K个已知序列(1,1,1,1,1,1…)，构成1*L序列s。26 GY/T220.5—2008B=A，iK=−0,1,L,1iiB=1，iKK=+−,1,,1LLi（2）因为LDGC码是一个系统码，所以I*Gldgc(1:L,1:L)=s。已知生成矩阵Gldgc的L行、前L列组成的方阵Gldgc(1:L,1:L)和长度为L的序列s，解方程得到中间变量I，其中Gldgc(1:L,1:L)是右上三角方阵。DB=00i−1DBii=+∑Dgjj,iiL=1,L,−1j=0（3）根据C=I*Gldgc(1:L,1:N+d)计算得到长度为1*（N+d）的C。EB=iL=0,L,−1iiL−1EDij=∑gj,iiLNd=,,L+−1j=0（4）删掉步骤1的d个填充比特，产生1*N编码码字为Cldgc。FE=iK=0,L,−1iiFE=iKN=,,1L−ii+dA.5LDGC译码A.5.1概述LDGC译码是利用接收到的码字R和生成矩阵Gldgc求得中间变量序列I，然后利用中间变量序列求得信息比特序列，在这个过程中，最关键的部分就是线性方程组的求解，可以利用一种特殊的高斯消去法求解该线形方程组。如果充分利用结构化LDGC编码矩阵所具有的对角化特点，对比直接高斯消去法，则可以大大减低译码复杂度和加快译码速度。TT为了描述译码过程的简化，下面用编码矩阵Gldgc的转置Gldgc来描述译码步骤。Gldgc如图A.2(a)所TTT示，编码时可以看作是Gldgc·I=C。设经过信道后接收的码字序列为R，需要解出I。T译码运算需要对Gldgc矩阵进行如下三种初等变换：Tò行置换，若Gldgc的第i行和第j行进行置换，则R的第i比特和第j个比特需要进行置换；Tò行相加，若Gldgc的第i行和第j行进行相加，则R的第i比特和第j个比特需要进行模2加；Tò列置换，若Gldgc的第i列和第j列进行置换，则I的第i比特和第j个比特需要进行置换。为了记录I的置换，需要设置一个L长的数组Itmp，Itmp可初始化为[0，1，2,…,L-1]。27 GY/T220.5—2008000图A.2矩阵变换示意000图A.3擦除后生成矩阵的列变换11H11010H10HX11Set1111111101X1X21X1X21X1X21111Gpart1Gpart21Gpart211(a)(b)(c)GfGgGh图A.4生成上三角矩阵示意A.5.2译码对于经过擦除信道后的码字比特序列R，译码器输出长度为K的信息比特序列。译码过程包括下面几个步骤：uniform（1）对基础矩阵G进行修正和扩展得到生成矩阵Gldgc，具体方法请参照本附录A.4.1的方法；b（2）在经过擦除信道的接收比特信号流后面添加d=L-K个已知序列(1,1,1,1,1,1…)，组成译码器的输入比特序列R；T（3）根据接收码字序列R的擦除情况，如图A.2(a)所示，将Gldgc的相应行擦除，如图A.2(b)所示，得到Ge，如图A.2(c)所示，这时Ge的上面的矩阵由于擦除了若干行,已经不是严格对角化。同时也将R被擦除掉的部分去掉；（4）根据擦除的行索引可以得到相应的属于“平台”的列集合X1，X2，…，Xn，如图A.3(b)所示，28 GY/T220.5—2008XSet是由若干个连续的列集合X1，X2，…，Xn等构成的。对Ge进行列置换，即将属于XSet的列放到Ge最右边，得到Gf，如图A.3(c)所示。同时，将Itmp数组的元素进行相应的置换。这时XSet列以外的剩余列的上端已经是下三角，这个特点对译码非常有利。T（5）判断Gf是否满秩。这时可以充分利用Gf左上侧是下三角的特点，设第1步中Gldgc第一个被擦除的行是第H行，则Gf的第0到H-1行肯定是线性无关的，所以只须判断Gf中第H列到最后一列所组成的矩阵Gpart的秩是否等于L-H即可，如图A.4(a)所示，Gpart就是粗黑虚线框住的矩阵。对Gpart进行高斯消去，可以判断是否满秩，若满秩，就会同时得到一个严格上三角的Gpart2,如图A.4(b)所示，此时Gf变成Gg；若不满秩，说明删除太多，译码失败，放弃译码。（6）如果Gf满秩，可以通过高斯消去法解方程。这时的高斯消去可以只对Gg的第0到H-1列进行高斯T消去，如图A.4(c)所示，此时Gg变成Gh。至此Gh变成严格上三角，可以解出I1。这里I1是I的置换后的结TT果，所以进一步由上面记录了I置换的Itmp数组，可将I1逆置换得到I。（7）根据编码时的关系I*Gldgc(1:L,1:L)=s，即可以得到比特序列s，去掉填充的d=L-K个填充比特，得到信息序列m。29 GY/T220.5—2008附录B（规范性附录）RS(255,207)编解码B.1字节交织器RS(255,207)编码器通常和字节交织器一起使用，如图B.1所示。字节交织器固定为255列，其中左边207列为信息区，右边48列为校验区。行和列的编号从0开始，字节交织算法描述如下:给定信息序列的大小为F个字节，交织器的行数为M，定义如下参数：òd=FmodMòk=floor(F/M)若d不等于0，则进行如下计算：òg=floor(M/d)òh=floor(M/(M-d))步骤1：将信息序列的前k×M字节按照列的方式从上到下、从左到右依次写入信息区前k列。当0＜d≤M/2,第k列的第0，g,2×g,…,(d-1)×g行从上到下依次写入信息序列剩余的d个字节,剩余行填充0；当d＞M/2，第k列的第0，h,2×h,…,(M-d-1)×h行从上到下依次填充M-d个0,剩余行位置写入信息序列剩余的d个字节。信息区的剩余部分填0。见图B.1。步骤2：按照行的方式进行RS编码，每一行后面添加48个纠错校验字节。步骤3：对纠错校验数据进行循环移位处理，定义如下：对于第0列，不进行操作；对于第i列，按照从上到下方向，循环移位floor(i×M/48）位，i=1,…,47。步骤4：将纠错校验数据按照列的方式从上到下、从左到右读出，进行XPE-FEC封装。信息区(207列)校验区(48列)M行按行进行RS编码业务数据填充0校验数据图B.1RS(255,207)交织示意30 GY/T220.5—2008B.2FEC参数语法定义RS(255,207)的FEC参数语法定义见表B.1。表B.1RS(255,207)FEC参数语法语法长度（比特）标识符FEC参数（）{保留7bslbf字节交织行数9uimsbf}前向纠错参数各字段的定义如下：字节交织行数9位字段，取值范围1～317，表示字节交织器的行数，大于等于ceil(F/207)。B.3RS(255,207,48)生成方式RS(255,207,48)是基于有限域GF(256)的循环码。集合GF(256)包含以下元素，012254GF(256)=0,α,αα,,...,αα是下述本原多项式的根：8432pxxxxx()=++++1RS(255,207,48)码的生成多项式表示为：48ig(x)=∑gixi=0若输入信息序列多项式为：206im(x)=∑mixi=0则输出的码多项式为：254i48c(x)=∑cix=xm(x)+r(x)i=048xm(x)其中r(x)=。该码信息长度为207字节，校验数据长度48字节，可纠正24字节的突发错误。g(x)RS(255,207,48)码生成多项式见表B.2。31 GY/T220.5—2008表B.2RS(255,207,48)生成多项式系数igiigiigiigi022813122610939321231141602717640157221415151281484119438116195292184273411317170302143195520418150311614421861919151322404514716920251332546128102121834154712292442224535714811011723166366211219241493751213025183381732 GY/T220.5—2008参考文献[1]IETFRFC1952GZIPfileformatspecificationversion4.3，P.Deutsch,May1996[2]IETFRFC2046MultipurposeInternetMailExtensions(MIME)PartTwo:MediaTypes,N.Freed,N.Borenstein,November1996[3]XMLSchema,W3CRecommendation,2ndMay200133 中华人民共和国广播电影电视行业标准移动多媒体广播第5部分：数据广播GY/T220.5－2008*国家广播电影电视总局广播电视规划院出版发行责任编辑：王佳梅查询网址：www.abp.gov.cn/广电标委会北京复兴门外大街二号联系电话：（010）8609342486092923邮政编码：100866版权专有不得翻印'