GYT227-2007数字音频信号在2048kbps线路中的传输格式.pdf

'GY中华人民共和国广播电影电视行业标准GY/T227—2007数字音频信号在2048kbps线路中的传输格式Theformatofdigitalaudiosignalin2048kbpsline2007-07-19发布2007-09-01实施国家广播电影电视总局发布 GY/T227—2007目次前言.................................................................................II1范围................................................................................12规范性引用文件......................................................................13术语和定义..........................................................................14格式................................................................................15语音数据............................................................................56校验码..............................................................................67取样频率和码率......................................................................6附录A（规范性附录）接口电气规范.......................................................7附录B（资料性附录）校验码生成电路的实现参考...........................................9附录C（资料性附录）接收端时钟恢复电路参考............................................10I GY/T227—2007前言本标准旨在规范在2048kbps速率的电信线路中传输两路PCM编码的数字音频信号的格式。本标准是根据高质量广播节目传输和通信线路的要求制定的。请注意本标准的某些内容有可能涉及专利。本标准的发布机构不应承担识别这些专利的责任。本标准的附录A是规范性附录，附录B、附录C是资料性附录。本标准由全国广播电视标准化技术委员会归口。本标准起草单位：中央人民广播电台、中国电子科技集团公司第三研究所、北京汇讯高科电子技术有限公司。本标准主要起草人：朱峰、黄川、朱晓蓓、张萍、李杰刚、赵永礼、姚远、张长征、郭宝忠。II GY/T227—2007数字音频信号在2048kbps线路中的传输格式1范围本标准规定了通过E1线路，以2048kbps速率传输非压缩数字音频信号的数据格式。本标准适用于以线性量化的，取样频率为48kHz,精度为每通道20bit或16bit的双通道数字音频串行信号传输。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。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标准，然而，鼓励根据本标准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标准。GY/T158-2000演播室数字音频信号接口ITU-TG.703系列数字接口的物理/电气特性ITU-TG.823基于2048kbit/s系列的数字网络内的抖动和漂移的控制3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1E1线路E1line传输速率为2048kbps采用HDB3编码（3类高密双极编码）的传输线路，是通信线路中的标准速率线路之一。注：E1线路接口电气规范见附录A。3.2音频样值字audiosampleword经过周期性的取样、量化和以二进制的补码形式数字化表示的一个音频信号。取样频率为48kHz，量化位数为20bit或16bit。3.3通道channel在E1线路中传输音频信号的通路，一个通道传输一个声道的音频信号，本标准E1线路中传输两个通道的音频信号，分别为A通道和B通道。3.4校验位checkbit为检验音频数据传输的正确性加入的信息位，本标准中使用两种校验方式：弱校验和强校验。弱校验时检测每帧中的96个音频样点的音频数据是否有错误；强校验时校验每个音频样点的高11位。3.5音频字audioword一个20bit的音频样值字或16bit的音频样值字加4bit辅助数据，辅助数据的内容由辅助数据标识描述。一个音频字的长度为20bit。4格式1 GY/T227—20074.1帧格式概述每一个帧包含有帧头、辅助数据标识、保留数据和48对A、B通道的子帧及弱校验码，每帧的音频数据都从A通道的第1个子帧开始，以B通道的第48个子帧结束，帧格式见图1。帧头辅助数据指示保留数据A1B1A2B2A48B48弱校验码音频数据2016bit16bit2bit10bit4bit帧长度为2048bit，帧周期为1msAn：A通道第n个子帧；Bn：B通道第n个子帧，其中n为帧内子帧序号，从1开始。图1帧格式4.2子帧数据格式每个音频通道在一帧内包含48个子帧，两个音频子帧交错排列。每个子帧为21bit，其中20bit为音频字，最后1bit是保留位，默认值为0。子帧数据格式见图2。辅助数据比特20比特19比特4比特3比特2比特1比特0音频字20bit保留位1bit共21bit图2子帧数据格式在图2中，左侧起为数据最高有效位，传输顺序由左至右。4.3帧头帧头供给帧同步使用，定义为16bit二进制数，“1110101110010000”，记为X；“0001010001101111”，记为Y。两种帧头交替使用，即相邻两帧分别使用帧头X和帧头Y。4.4辅助数据标识辅助数据标识用于说明子帧数据格式中的4bit辅助数据的用途，定义为2位二进制数。4.4.1“00”表示“音频”模式，即4bit辅助数据用于和前面的16bit数据一起表示1个20bit的音频数据，子帧数据格式见图3。辅助数据=音频样值字最低4位比特20比特19比特4比特3比特2比特1比特0音频字20bit保留位1bit共21bit图3辅助数据标识定义为“音频”时的子帧数据格式在图3中，左侧起为数据最高有效位，传输顺序由左至右。2 GY/T227—20074.4.2“01”表示“语音”模式，即前面16bit是音频数据，4bit辅助数据为语音数据，子帧数据格式见图4。辅助数据=语音数据比特20比特19比特4比特3比特2比特1比特0音频字20bit保留位1bit共21bit图4辅助数据标识定义为“语音”时的子帧数据格式在图4中，左侧起为数据最高有效位，传输顺序由左至右。4.4.3“10”表示“加强纠错”模式，即前面16bit是音频数据，4bit辅助数据为强校验码，子帧数据格式见图5。辅助数据=强校验码比特20比特19比特4比特3比特2比特1比特0音频字20bit保留位1bit共21bit图5辅助数据标识定义为“加强纠错”时的子帧数据格式在图5中，左侧起为数据最高有效位，传输顺序由左至右。4.4.4“11”保留。4.5保留数据保留数据共10bit，默认值为全零。3 GY/T227—20074.6帧格式描述当辅助数据标识为“00”，表示音频数据为20bit，其帧格式描述见表1。表1辅助数据标识为“00”的帧格式描述a比特序号名称描述值(二进制)0-15帧头帧同步字X或Y16、17辅助数据标识表明：音频字=音频样值字0018-27保留数据用户不可使用000000000028-48A1A通道第1个子帧音频样值字+049-69B1B通道第1个子帧音频样值字+0嗫嗫嗫嗫2002-2022A48A通道第48个子帧音频样值字+02023-2043B48B通道第48个子帧音频样值字+042044-2047弱校验码4bit，用于检测帧内全部音频字(共1920bit)生成多项式为X+X+1a比特序号由帧起始位置开始，传输顺序由序号“0”比特开始。当辅助数据标识为“01”，表示音频样值字为16bit，辅助数据位用于语音，但只有第1、7、13、19、25、31、37、43个子帧的辅助数据用于传输语音数据，其余的未定义，默认值为0000，其帧格式描述见表2。表2辅助数据标识为“01”的帧格式描述a比特序号名称描述值(二进制)0-15帧头帧同步字X或Y16、17辅助数据标识表明：音频字=音频样值字+辅助数据01辅助数据在第1、7、13、19、25、31、37、43个子帧为语音数据，其余用户可自定义18-27保留数据用户不可使用000000000028-48A1A通道第1个子帧音频样值字+语音数据+049-69B1B通道第1个子帧音频样值字+语音数据+0嗫嗫嗫嗫2002-2022A48A通道第48个子帧音频样值字+辅助数据+02023-2043B48B通道第48个子帧音频样值字+辅助数据+042044-2047弱校验码4bit，用于检测帧内全部音频字(共1920bit)生成多项式为X+X+1a比特序号由帧起始位置开始，传输顺序由序号“0”比特开始。当辅助数据标识为“10”，表示辅助数据用于加强纠错，音频样值字为16bit，每个子帧的辅助数据是强校验码，帧尾的弱校验码不使用，用户可自定义，默认为“0000”。其帧格式描述见表3。4 GY/T227—2007表3辅助数据标识为“10”的帧格式描述a比特序号名称描述值(二进制)0-15帧头帧同步字X或Y16、17辅助数据标识表明：音频字=音频样值字+强校验码104生成多项式为X+X+118-27保留数据用户不可使用000000000028-48A1A通道第1个子帧音频样值字+强校验码+049-69B1B通道第1个子帧音频样值字+强校验码+0嗫嗫嗫嗫2002-2022A48A通道第48个子帧音频样值字+强校验码+02023-2043B48B通道第48个子帧音频样值字+强校验码+02044-2047未定义用户自定义默认为0000a比特序号由帧起始位置开始，传输顺序由序号“0”比特开始。5语音数据当音频信号采用16bit编码时，可以有4bit辅助数据用于传输语音数据，此时需将辅助数据标识定义为“01”。语音信号的取样频率严格等于音频节目信号取样频率48kHz的1/6，即8kHz，一律按每个取样8bit2的补码编码。在每一帧中传输64bit语音数据，每个通道的每个辅助数据位置传输4bit，连续A、B两个通道的辅助数据组成一个8bit语音数据。其中A通道传输语音数据高4位，记为An_SP，B通道传输语音数据低4位，记为Bn_SP，音频样值字记为An_D及Bn_D，此处n为子帧序号，从1开始。语音数据的传输顺序由数据高位到数据低位。其具体在帧中的位置由A通道第1个子帧的辅助数据开始，每6个子帧加入一个8bit的语音数据，因此64bit语音数据分别位于第1、7、13、19、25、31、37、43个子帧中的辅助数据位置。语音数据在帧中的位置见图6。帧头010000000000A1_DA1_SP保留位B1_DB1_SP保留位A7_DA7_SP保留位B7_DB7_SP保留位A13_DA13_SP保留位B13_DB13_SP保留位……A43_DA43_SP保留位B43_DB43_SP保留位A48_D0000保留位A48_D0000保留位弱校验码帧长度为2048bit，帧周期为1ms图6语音数据在帧中的位置示意图5 GY/T227—20076校验码6.1生成4无论强弱校验码都由生成多项式X+X+1产生。对于弱校验，校验编码器输入的是一帧中的全部音频数据，即96个音频字，1920bit产生一个4bit校验字；对于强校验，校验编码器输入的是每个音频样值字的高11位，经校验电路产生码长n为15，信息位k为11的循环码，k和n的含义见图7。校验电路参见附录B。比特20比特10比特9比特6比特5比特4比特3比特2比特1循环码信息位k=11强校验码4bit音频字20bit循环码长n=循环码信息位+强校验码=11+4=15图7强校验时音频字的结构6.2使用除辅助数据标识为“10”外，都使用弱校验，弱校验码位于帧尾最后4bit。辅助数据标识为“00”时校验编码器输入的是一帧中的全部音频样值字，即1920bit；在辅助数据标识为“01”时，校验编码器输入的是一帧中的全部音频样值字和随后的辅助数据，即仍是1920bit。当辅助数据标识为“10”时，使用强校验,校验编码器输入的是每一子帧中的音频样值字的高11位，强校验码在每个音频字的辅助数据位置，此时弱校验码不使用。6.3错误处理在弱校验时，发现错误后重复前一帧音频数据。在强校验时，即“加强纠错”模式下，应能够纠正1bit的随机错误，如果是大于1bit的错误，重复本通道前一个音频字。7取样频率和码率7.1取样频率音频接口工作时的标称取样频率为48kHz。7.2线路传输速率线路传输速率为2048kbps，比特率精度为±50ppm（±102.4bit/s）。7.3音频数据传输速率量化位数为20bit时，音频数据传输速率为1920kbps；量化位数为16bit时，音频数据传输速率为1536kbps。7.4语音数据传输率语音数据传输速率为64kbps。6 GY/T227—2007附录A（规范性附录）接口电气规范A.1E1线路接口脉冲波形E1线路脉冲波形模板见图A.1。269ns(244+25)20%10%V=100%194nsV为标称10%(244-50)20%峰值电平标称脉冲50%244ns219ns(244-25)10%10%0%10%10%20%488ns(244+244)图A.1E1线路接口脉冲波形模板E1线路接口上的脉冲波形应符合ITU-TG.703第9.2条的规定，码型为HDB3码。E1线路接口的输出端抖动限值应符合ITU-TG.823第5.1条，输入端抖动容限应符合ITU-TG.823第7.1.2条的规定。A.2E1线路连接规范7 GY/T227—2007可以使用同轴电缆或双绞线连接发/收端口，应使用变压器进行隔离和阻抗匹配。使用特性阻抗为75Ω的同轴电缆时，发/收端的端口阻抗应为75Ω并采用非平衡连接。使用特性阻抗为120Ω的双绞线时，发/收端的端口阻抗应为120Ω并采用平衡连接。接收端的电路参见附录C。8 GY/T227—2007附录B（资料性附录）校验码生成电路的实现参考建议的校验码生成的实现电路见图B.1。IDDDD1243校验初始值置为0。4图B.1用移位寄存器实现生成多项式为X+X+1的校验码生成电路9 GY/T227—2007附录C（资料性附录）接收端时钟恢复电路参考建议接收端的时钟恢复电路见图C.1。1：2数据(NRZ)波形时钟、数E1数据整形据恢复时钟(2.048MHZ)边沿锁相检测电路图C.1接收端时钟恢复电路原理图建议使用锁相电路以保证收、发端间的时钟同步，其抗抖动能力应符合ITU-TG.823的抖动容限。10 中华人民共和国广播电影电视行业标准数字音频信号在2048kbps线路中的传输格式GY/T227－2007*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'