数字电视机顶盒在线软件升级协议规范化.docx

1、数字电视机顶盒在线软件升级协议规范化数字电视机顶盒在线软件升级协议规范化 xx，45 （1）研发、设计、测试1引言数字电视已在中国大规模地推广开来，中国的各大中城市都有几万到几十万的用户群，由此也带动了对机顶盒的巨大需求，随着机顶盒提供的功能的增加，软件变得越来越复杂，新增功能或修改已有软件的缺陷，都需要进行软件升级，机顶盒的重要功能再线升级功能的规范化非常有意义。 DVB软件升级相关标准1-3只规定了如何通过SI和PSI定位一个软件的在线升级机制，对于具体实现的要求由用户自己定义、扩展。 现阶段，我国数字电视机顶盒软件升级规范都是由运营商或生产厂商自己制定的，没有统一的标准和检测方法，在商业

2、运营的数字电视网络中，存在多家的机顶盒，而且其硬件平台是各不相同的。 目前在市场上的机顶盒平台的种类大致有ST、LSI、Philips、富士通等不同芯片厂商的方案。 即使是采用同一家的芯片，各个机顶盒厂商设计的平台方案也是不一样的4-5如硬件的配置不同、驱动不同、软件不同，而且除了解码芯片外，其它的芯片的供应商都是五花八门的，不一而足。 因此要同时对在网络中使用的机顶盒进行升级、实现系统代码更新，具有一定的困难。 本文研究了一种考虑现有运营实际要求，用标准数据轮播方式承载升级数据的方法。 2软件在线升级协议的设计2.1简单方式软件升级依据DVB标准，简单的文件升级方式通过NIT/BAT和PMT

3、表进行定位，采用私有流格式进行升级。 每个机顶盒厂商负责封装和解析自己的升级数据包。 链接类型值linkage_type为0x09（系统软件升级业务）的链接描述符（linkage_descriptor）在网络或者业务群中传输系统软件升级业务的传输流的定位信息，该描述符位于NIT的第一层循环或者BAT的第一层循环中。 在有线网络应用中，linkage_descriptor的首选位置是在NIT表中。 表1中各字段描述如下Descriptor_tag，描述子表ID，其值定为0x4A。 Descriptor_length此后Descriptor循环中字节总数。 Transport_stream_id存

4、放下载频点信息，QAM信息，和符号率信息的NIT表的ID。 Original_work_id该升级数据包下传所在频道Original_work_id值。 Service_id下载数据流的ID，该值应为描述升级数据包的PMT在该频道的节目号，一般定义一个Service_id对应一个厂商。 数字电视机顶盒在线软件升级协议规范化何宇清，黄翔东HE Yu-qing，HUANG Xiang-dong天津大学电子信息工程学院，天津300072School ofElectronic InformationEngineering，Tianjin University，Tianjin300072，ChinaE-

5、mailheyuqingtju.HE Yu-qing，HUANG Xiang-dong.Standardization ofDTV STBsoftware updateprotocol.Computer Engineeringand Applications，xx，45 （1）77-79.AbstractSoftware onlineupdate isa necessaryfunction ofDTV STB.The problemat presentis differentmanufacturers usingdifferentsoftware updatemethods.This prob

6、lemis unfavorableindustry developmentand CATVwork maintenance.This paperintroducesthe ordinaryDTV STBsoftware updatemethods anduses thedata carouselway forsoftware update.This methodconsidersrequirements ofDTV STBsoftware updatedescriptor，benefits toDTV STBsoftware updateprotocol standardization.Key

7、 wordsSetTop Box（STB）；software update；data carousel摘要软件在线升级是数字电视机顶盒必备功能之一，存在的问题是不同厂商采用私有的方法，不利于产业的发展和数字电视有线网络的维护。 在介绍数字电视机顶盒软件升级的常用方法基础上，采用标准数据轮播的方法进行软件升级。 该方法使用简便，考虑了现有软件升级描述的需要，有利于在线软件升级协议规范化。 关键词机顶盒；软件升级；数据轮播DOI10.3778/j.issn.1002-8331.xx.01.023（9）01-0077-03TP37基金项目天津市自然科学基金（the NaturalScience Fo

8、undationof TianjinCity ofChina underGrant No.07JCYBJC13800）。 作者简介何宇清（1973-），男，讲师，博士，主要研究方向图像处理、数字电视；黄翔东（1979-），男，讲师，博士，主要研究方向信号处理、图像处理。 xx-09-19修回日期xx-10-19Computer Engineeringand Applications计算机工程与应用77Computer Engineeringand Applications计算机工程与应用xx，45 （1）DSIDIIDDBDVB消息blockSuperGroupGroupModulen图1数据

9、轮播结构示意图Linkage_type其值固定为0X09。 OUI_data_length表示随后的OUI loop的字节长度。 OUI机顶盒生产厂商的厂家代码。 Selector_length为以下循环的字节总长度。 Component_tag定义本版本的Loader PID，Service_id对应的PMT中所对应的基础流必须带ponent descriptor（descriptor_tag=0x50）。 Hardware_version硬件版本，须和具体硬件型号一致。 Software_TYPE软件类型，可分为系统软件，测试软件等等。 Software_version软件版本，由厂商自行

10、定义。 Control_code定义升级类型，如对软件版本不等于当前流中软件版本的用户进行强制升级，对所有低于当前播发软件版本的用户进行正常升级，对在批次范围中并且软件版本低于当前播发软件版本的用户升级，对在序列号范围中并且软件版本低于当前播发软件版本的用户升级。 Serial_number_start，Serial_number_end按序列号升级时定义起止范围。 Private_data保留用于将来携带与升级有关的参数。 每个Linkage_descriptor指向的升级只封装一个厂商的升级程序，因此该描述子中的OUI循环只有一个，即I最大为1。 在NIT中会有多个Linkage_desc

11、riptor来描述不同的厂商。 在机顶盒非易失区需要保存机顶盒软硬件版本号及序列号信息。 在升级业务所在频点的TS的SDT表中可增加一个对此升级service的描述。 PMT表中包含数据广播标识描述符，该描述符的数据广播标识data_Broadcast_id=000A，表示基础流被用作软件升级业务。 机顶盒应用程序解析当前数字信道的NIT表，根据NIT表中的Linkage_Descriptor是否发生改变来判断下一步工作是否进行升级，如果发生了变化则找到与该OUI相同的机顶盒厂商的描述子，比较描述子中的软硬件版本号与本机的软硬件版本号是否相同，根据Control_code值决定是否判别Seri

12、al_number_start和Serial_number_end，是否按批次下载，是否按序列号下载，判别本机序列号是否在Serial_number_start和Serial_number_end之间及软件版本是否高于本机软件版本，是则开始升级过程，跳到相应频点，根据相应PID进行下载。 现阶段，我国大部分地区，生产厂家使用这种简单的软件下载方式，随着数字电视的发展，如果有多个厂家，多种型号同时升级，这种方式管理起来很不方便，应考虑用数据轮播的方式进行软件升级。 2.2标准数据轮播方式软件升级DVB数据轮播规范是基于MPEG-2中的DSM-CC数据轮播规范的6-7。 DSMCC数据轮播是将数据

13、循环地、周期地传输给接收者，它是没有回传信道的。 如果客户端希望接收数据轮播中的特定或指定模块，只需要在该模块广播时接收即可。 在数据轮播中的数据被组织成模块（module），模块又被分成数据块（block）。 在同一数据轮播中所有模块的数据块的大小是相同的，只有最后一个数据块的大小较小。 在一个数据轮播中的模块可以组织成一个个逻辑上独立的数据组（group），数据组也可以再组织成超级组（SuperGroup），这样就可以根据需要形成一层或两层的数据轮播方式。 数据轮播的结构如图1。 数据轮播规范采用DSM-CC下载规范中的4种信息。 需要传输的数据封装在DownloadDataBlock（D

14、DB）信息中，控制信息封装在DownloadInfoIndication（DII）、DownloadServerInitiate（DSI）和DownloadCancel中。 该方法是以DSM-CC数据轮播规范7和DVB数据轮播规范3为基础。 使用数据轮播方式软件升级时，SI信令（linkage_descriptor描述符）和简单升级方式相同，PSI信令（data_broadcast_id_descriptor描述符）提供一个标准两层数据轮播的入口点。 多个厂家的多个软件升级以超级组的方式在两层数据轮播中传输。 DSI消息被用做轮播的入口点，由多个厂商共享。 一个厂商可以有多个软件升级，每个软件

15、升级均作为一个单独的组。 所有的组和模块可在共享的同一个基础流上传输。 为了允许多个更新独立产生且在同一个轮播上传输，对于DSI、DII、DDB结构5可以定义一些特定域的具体赋值规则。 （1）DSI具体域的规定DSI消息遵从ISO/IEC13818-6的语法规定。 transactionIdDSI传输标识的最低两位将在0x0000到0x0001的范围内取值。 当前传输标识的最低位随着潜在的数据轮播结构的改变（如，组的添加、改变或删除）而改变3。 最高表1升级链接描述符定义SyntaxLinkage_Descriptor（）Descriptor_tag=0x4ADescriptor_length

16、Transport_stream_idOriginal_work_idService_idLinkage_type0x09OUI_data_lengthfor（I=0；I （1）的两个有效字节表示数据轮播的版本号，可用来探测版本号的改变。 patibilityDescriptor包含DSM-CC定义的patibilityDescriptor中的patibilityDescriptorLength字段。 privateDataLength表明后面的GroupInfoIndication字节长。 privateDataByte传递GroupInfoIndication结构。 在GroupInfoI

17、ndication结构包括以下信息NumberofGroups给出其后循环中描述的group个数。 GroupId应该等于描述该组的DII消息的transactionId。 id部分与groupInfo中的下载号相同。 GroupSize组中所有module的字节和。 GroupCompatiblity这个结构等同于DSM-CC中的CompatibilityDescriptor结构。 CompatibilityDescriptor应该包含系统硬件描述符，系统硬件描述符还应包含OUI，OUI应该与NIT表中linkage_descriptor描述符中的OUI一致。 （2）DII具体域规定DII消

18、息提供下载场景中所有模块的信息。 DII消息遵从ISO/IEC13818-6的语法规定。 为了允许多个升级独立产生且在同一个轮播上传输，以包括以下具体域transactionId对于DII消息来讲，transactionId的标识部分应该在0x0002到0xFFFF的范围内取值，以区别于DSI消息。 transactionId与DSI中对应的groupInfo结构中的groupId相同。 downloadId其值等于TransactionId。 moduleId模块标识。 bits15bits8与DSI中该组的groupId的低字节相同。 bits7bits0是当前下载的moduleId，支持

19、最大的模块数量为256个，对软件升级来说应该足够。 moduleVersion为该模块的版本值。 （3）DDB具体域规定DDB消息用于传送模块内容。 语法见文献7。 包括以下具体域moduleId与这个block所属的模块的moduleId相同。 moduleVersion与这个block所属的模块的DII moduleInfo结构中的moduleVersion相同。 blockNumber标识了模块中block的位置。 blockNumber0为模块中的第一个block。 如上所述，DSI消息利用组信息字节域描述下载。 GroupInfoByte域由一个描述符循环组成，这些描述符包含各种各样

20、的信息。 DSI的兼容描述符位于组信息指示域中，它提供了厂商的标识。 只有DSI消息可以被多个厂商共享，一般来说一个组中的所有数据属于一个厂商。 DSI消息包含GroupInfoIndication结构中GroupCompatibility字段中的patibilityDescriptor，利用它来识别拥有IEEE OUI的厂商组下载。 GroupInfoIndication结构的GroupInfoByte字段可以由一个描述符循环组成，这些描述符包含各个组的信息。 按照这些定义，各个厂商可以按照统一规范进行软件升级。 3结束语介绍了数字电视机顶盒软件升级的常用方法，提出了统一用数据轮播进行软件升

21、级的规范化方法。 在这种方法上，还可以针对一些更具体的要求扩展一些描述符。 我国数字电视发展很快，但是缺少核心技术、核心专利。 针对软件升级这一点，我国标准应对此进行扩展，形成专利保护。 参考文献1ETSI EN300468Digital VideoBroadcast（DVB）；Specification forServiceInformation（SI）in DVBsystemS.JIC，xx-11.2ETSI EN301192Digital VideoBroadcast（DVB）；Specification forDataBroadcastingS.JIC，1999-06.3ETSI TS

22、10xxSpecification forSystem SoftwareUpdate inDVBsystemS.JTC，xx-054刘桂斌，胡飞，张继涛.数字电视DVB-C机顶盒软件体系J.计算机工程与应用，xx，41 （10）110-112.5陈晓春，周祖成，罗建平.基于片上系统的多通道数字电视接收平台实现J.计算机工程与应用，xx，40 （31）183-186.6ISO/IEC13818-1Generic Codingof MovingPicture andAssociated AudioSystemS.1994-11.7ISO/IEC13818-6Generic Codingof Mov

23、ingPicture andAssociated AudioDigitalStorage MediaCommand&ControlS.1995-11.4结束语在工程、电子等诸多领域的应用中常涉及到复杂函数的优化问题，传统算法虽然收敛速度比较快，但对初值依赖性高且往往只收敛到局部最优；人工鱼群算法是一种有效的全局优化的智能算法，但在优化后期收敛速度比较慢，且得到的结果只是满意解域而不是精确解；AFSA-BFGS算法结合了两者的优点，能以较快的速度搜索到更精确的最优解。 本文考虑的是无约束函数的优化问题，鉴于混合算法的良好优化性能，将它应用到约束优化问题，是下一步研究的工作。 参考文献1袁亚湘，孙

24、文瑜.最优化理论与方法M.北京科学出版社，xx.2陈开周.最优化计算方法M.西安西安电子科技大学出版社，1990.3Holland JH.Adaptation innatural andartificial systemM.S.l.TheUniversity ofMichigan Press，175.4Dorigo A，Dorigo M，Maniezzo V.Distributed optimizationby antcoloniesC/European Conferenceon ArtificialLife，1991134-142.5李晓磊，邵之江，钱积新.一种基于动物自治体的寻优模式鱼群算

25、法J.系统工程理论与实践，xx，22 （11）32-38.6周永华，毛宗源.一种新的全局优化搜索算法人口迁移算法（I）J.华南理工大学学报自然科学版，xx，31 （3）.7张会刚，朱庆山.遗传算法GA结合BFGS预测玻璃组成J.计算机与应用化学，xx，20 （3）336-338.8陆克中，王汝传，章家顺.最优化问题全局寻优的PSO-BFGS混合算法J.计算机应用研究，xx，24 （5）17-19.9张梅凤，邵诚.基于变异算子与模拟退火混合的人工鱼群优化算法J.电子学报，xx，34 （8）1381-1385.10俞洋，殷志锋，田亚菲.基于自适应人工鱼群算法的多用户检测器J.电子与信息学报，xx，29 （1）121-124.11任伯帜，龙腾锐，王昆平.复杂非线性函数最优化问题的一种实用智能算法J.工程数学学报，xx，22 （3）521-524.12刘习春，喻寿益.局部快速微调遗传算法J.计算机学报，xx （1）100-105.（上接65页）何宇清，黄翔东数字电视机顶盒在线软件升级协议规范化79。 内容仅供参考