数字电视业务PSISI学习系列

数字电视业务PSI/SI学习系列

一、MPEG-2系统原理

第一章 MPEG-2简介

什么是MPEG和MPEG-2?

MPEG是Moving Picture Experts Group 的简称,MPEG-2是MPEG和ISO组织设计的一个数字视频压缩规范,主要用于DVD和DVB上,当前的标准文档是ISO13818.

什么是DVB?

DVB是Digtal Video Broadcast的简称,是欧洲所有国家和其他部分国家和地区使用的数字电视标准.其中美国的ATSC标准也是在DVB标准的基础上实现的.

什么是TS码流和PS流?

TS是transport stream的简称,就是”传输流”.DVB数据广播采用的数据格式就是TS码流.

PS是program stream的简称,就是”节目流”.DVD中采用的数据格式就是PS流.

这两种流的格式是不同的,TS格式具有很强的错误校正功能,适合传输,而PS格式适合存储在媒体中. 在这里,着重描述的是TS码流格式.

什么是PID?

PID是Packet identification的简称,就是”包标志符”.DVB系统把不同的数据打包成不同的数据包,用系统唯一的一个

13 bits数字标志该数据的类型.例 如,PID=0x00表示是DVB系统中的PAT包,而PID=0x10表示是DVB系统的NIT包.不同的节目(包括Video和Audio)分别采用 不同的PID,例如,我们在PMT表中如果检测到PID=0x0120的PID是VIDEO数据,那么表示包号码是0x0120的所有包都是Video数 据,其他依此类推.

什么是PAT?

PAT是Program Association Table的简称,即”节目关联表”.PAT属于DVB系统流中的一个包,包号码(PID)是0x00.PAT表描述了DVB系统流中包含什么样的PID,主要是描述当前流的NIT表格的PID号码是多少,当前流中有多少个不同类型PMT表,每个PMT表对应的频道号等信息. 什么是PMT?

PMT是Program Map Table的简称,即”节目影射表”.PMT的PID 是服务器自由定义的(但不会和系统保留的PID冲突).这个PID是在PAT表中描述的,比如,如果在PAT表中有0x100项的内容,那么说明所有 PID是0x100的包都是PMT表.不同的频道有不同的PMT,也就是说,一个不同的PMT代表的是一个不同频道.PMT表格和PAT表格配合在一起, 就可以检测出DVB流中所有存在节目的所有PID,因此,数字电视搜台就是依靠这两个表格数据完成的.

什么是CAT?

CAT是Conditional Access Table的简称,即”条件访问表”,PID是0x01.CAT携带的是服务器的私有信息(CA系统就需要使用该表格实现节目的解密).

什么是SDT?

SDT是Service Description Table的简称,即”服务器描述表”,PID是0x11.SDT携带的是电视台名称和电视节目名称.DVB接收系统接收SDT表中的节目信息,实现比较友好的界面显示和操作.

什么是NIT和EIT?

NIT是Network Information Table的简称,即”网络信息表”.

EIT是Event Information Table的简称,即”环境信息表”. NIT可以提供当前流的节目信息,也可以提供和当前流有关联的流的节目信息.

EIT提供的是流节目信息的改变,比如一个节目已经开始,或者已经结束的信息等.

什么是EPG?

EPG是Electronic Programme Guides的简称,即”电子节目指南”.该功能可实现预告近段时间即将播放的节目内容,同时支持基于内容的检索.

什么是teletext?

Teletext就 是我们常说的”图文电视”,当然在MPEG-2

中,图文电视已经数字化,也就是说,图文信息已经做为数字化信息在TS流中传播.但最终,数字化的图文信息 都将转化为模拟的VBI信息插入到正常的电视信号中实现图文电视的显示.图文电视有很多标准,比如close caption,WSS等,欧洲的DVB使 用的teletext标准是ITU-R System B Teletext规格.该规格支持欧洲多种语言,支持简单图象和文本的混合显示.

第二章 DVB系统的构成

[本文不详细描述DVB系统的硬件构成,只是根据ISO13818中的描述,详细解释TS码流的格式和解复用原理.(够了,够了 呵呵)]

DVB的分类

DVB根据应用的不同,主要分为DVB-S,DVB-C,DVB-T,DVB-H等多种规格.不同的规格基本原理都是相同的,不同的主要是调制方式不同:

DVB-S,S是Satelite的首字母,应用于数字电视卫星广播,调制方式是QPSK.

DVB-C,C是Cable的首字母,应用于城市有线广播.调制方式是QAM所有格式: 16QAM,32QAM,64QAM,128QAM,256QAM.

DVB-T,T是Terrestrial的首字母,应用于陆地无线广播,调制方式是QPSK或者16QAM和64QAM.

DVB-H,H是Handheld的首字母,应用于手持无线广播,调制

方式和DVB-T相同.

总 的来说,不同的DVB系统只有前端系统是不同的,最终的数字信息都是相同的,也就是都是采用ISO13818描述的规格.前端系统主要是指调制方法和发射 方法等.因此,这里所叙述的内容,全部适用于所有的DVB系统,同时因为美国的ATSC系统也是在DVB系统上的小量更改和小部分功能增加,因此也适用于 ATSC标准.

基本系统描述如下:

(1)编码系统:

假 设信号源有6个节目,则DVB系统先对这6个节目的所有数据(Video,Audio)进行压缩处理,然后经过一个叫做"复用"的程序进行节目的复用 (PID分配,即对6个节目分别分配不同的PID号码)形成叫做"PES"的包,然后再经过TS流处理程序,把这些PES包全部封装成TS码流格式,最后 把获得的TS格式的数字信号经过调制(实现的是频率的复用),然后经过D/A转换成模拟信号,再次调制成高频信号,经传输系统发送出去.

(2)解码系统

接 收系统接收到高频信号,先转化为中频信号,然后再经过一个高速的A/D转换成数字信号,接着经过一个反调制程序,这样就得到了TS码流. TS码流进入一 个称为"解复用"的程序,该程序实现自动分析TS流中的表格信息,读取所有可用的

PID信息等,然后提取一个用户指定的PID(用户选择的节目),把该节 目的数字信号全部接收而忽略其他不需要的信号,然后Video,Audio信号分别进入不同的解压缩程序,分别对Video,Audio信号进行解压缩和 显示,如果该节目包含了Teletext和EPG,也有可能同时处理Teletext和EPG,并且把处理的结果和Video信号一起叠加到屏幕上.

Packet的概念

(1)TS流是基于Packet的位流格式,每个包是188字节或者204字节(一般是188字节,204字节的格式仅仅是在188字节的Packet后部加上16字节的CRC数据,其他格式是一样的),整个TS流组成如下所示:

Packet 1 Packet 2 ...... Packet n

在实际使用中,因为TS流已经内部具有很强的错误处理能力,所以一般使用较多的是188字节一个包的格式,204字节一个包的格式据说一般在高清节目中使用较多.

所有的Packet格式都是统一的,包括一个Packet header和Packet datas.其中Packet header包含了同步字节(该字节固定是0x47,表示这个包的数据开始是正确的),该Packet的唯一号码(即PID)和其他一些信息.格式如下(用C格式表示) typedef struct

{

unsigned sync_byte:8;/*8 bits的同步字节*/

unsigned transport_error_indicator:1;/*1 bit的错误指示信息,1表示当前Packet至少有1bit的传输错误,0表示所有数据都正确*/

unsigned payload_unit_start_indicator:1;/*负载单元开始标志,请参考ISO13818-1了解该标志作用*/

unsigned transport_priority:1;/*1 bit的传输优先级标志,1表示高优先级,0表示低优先级*/

unsigned PID:13;/*13 bits的Packet ID号码,唯一的号码对应不同的包*/

unsigned transport_scrambling_control:2;/*2 bits的加密标志,00表示没有加密,其他表示已被加密*/

unsigned adaptation_field_co …… 此处隐藏：4075字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……