[硕士论文精品]数字电视epg系统播发端软件设计

中文摘要数字电视被称为继黑白电视和彩色电视之后的第三代电视，由于它采用数字压缩编码技术处理视频、音频信号，使得电视广播以崭新的面貌出现，不仅提高了视频、音频的质量，而且提供了业务上的灵活性和多样性。以数字电视为终端的接收平台可以接收传统电视所不能实现的业务，比如接收电子邮件，网上购物，因特网浏览，视频点播，远程医疗，远程教育等等。数字电视的发展趋势是实现高清晰度电视。目前，我国迫切需要制定数字电视相关标准，拥有自主知识产权的关键技术。这些都是促进我国数字电视产业化的重要因素。电子节目指南EPG是数字电视系统的重要组成部分，电子节目指南给用户提供友好的用户界面，可以方便用户获得他所需的一些业务信息，同时电子节目指南业务提供的好坏，在很大程度上会直接影响业务提供者的经济收入。电子节目指南系统包括前端系统和接收端系统。前端系统主要包括SI服务器，负责SI数据的生成，接收端系统负责SI数据的解码，并在本地建立SI数据库，通过用户友好的界面与用户交互我国的数字电视技术还不成熟，很多技术还处于研究阶段，数字电视的相关标准也还在研制当中。本文就数字电视中的信息业务及电子节目指南作了一些初步的研究，阐述了DVBSL标准以及电子节目指南系统基于PC机的实现，构造了SI数据存储的数据结构，建立了SI本地数据库和EPG中的状态转移的驱动机制。关键词业务信息；DVB业务信息；VLPEG节目专用信息；电子节目指南ABSTRACTDIGITALTVISTHETHIRDGENERATIONTELEVISIONAFTERTHEBLACKANDWHITETELEVISIONANDTHECOLORTELEVISIONBECAUSEOFTAKINGDIGITALTECHNICALINVIDEOATLDAUDIOCOMPRESSINGANDCODING,DTVTAKEONANEWLOOKITNOTONLYPROVIDESHI豇DEFINITIONVIDEOANDHIGHQUALITYAUDIO，BUTALSOPROVIDESMUFFSERVICEWHICHMADETHEUSERGOTTHESATISFIEDAUDIOVISUALFEELINGANDSATISFIEDSERVICEDTVCOULDMAKEFULLNSEOFTHEPRESENTBROADCASTNETWORK,TELEEOMNETWORKANDCOMPUTERNETWORKDTVCANRECEIVEMANYKINDSOFSERVICESTHATTRADITIONALANALOGTELEVISIONCOULDNOTRECEIVE,SUCHASRECEIVINGEMAIL,SHOPPINGBYINTERNET,W曲BROWSINGVOD，TELEMEDICAL，TELESCHOOL，ANDSOONDTVBECAMETHEPLATFORMBYWHICHYOUCANGETINFORMATION,刨OYYOURSELFANDBUYSOMETHINGINHOMENEDEVELOPINGDIRECTIONOFDTVISHDTVHIGHDEFINITIONTELEVISIONTHEINDUSTRIALIZATIONOFDTVWILLFORCETHEINDUSTRYDEVELOPMENTOFMIEROELECTRONICSMANUFACTURE,TELECOMMUNICATION,TELEVISIONSYSTEM,THESOFTWAREANDHARDWAREOFCOMPUTER,MOVIEETEITCANBOOSTTHEINDUSTRYOFELECTRONIC，COMMUNICATIONANDOTHERSATPRESENT,MAKINGOURSELVESDTVSPECIFICATIONANDOWNINGTHERIGHTOFINDEPENDENCEKNOWLEDGEISOFTHEUTMOSTURGENCYTOOURCOUNTRYWHICHARETHEIMPORTANTFACTORSPROMOTINGTHEDTVINDUSTRIALIZATIONOFOURCOUNTRYTHEELECTRONICPROGRAMGUIDEEPGLISTHEIMPORTANTCOMPOSITIONOFDTVSYSTEMITCANPROVIDE11801“THEFRIENDLYUSERINTERFACE,WHICH锄CONVENIENTFURTHEUSERACQUIRINGTHESERVICEINFORMATIONWHATTHEYWANTANDTHESERVICEOFEPGQUALITYCANEFFECTONTHEECONOMICINCOMEOFTHESERVICEPROVIDERTHEEPGSYSTEMISCOMPOSITEOFHEADENDSYSTEMANDTAILENDSYSTEMTHESISD'VEROFHEADENDSYSTEMCANGENERATETHESIDATA，ANDTHERAILENDSYSTEMCANDEMUX，DECODESIDATA，CREATESIDATABASEATROMTHETECHNILOGYOFDTVISNOTMATUREINOURCOUNTRY,MANYTECHNICALISONRESEARCHING，ANDTHESPECIFICATIONOWNINGBYOURSELVESISONCONSTITUTING，INTHEARTICLE，IHAVEAPILOTSTUDYONTHESERVICEINFORMATIONANDEPGINDTVSYSTEMIEXPATIATETHEDVBSIEN300468SPECIFICATIONANDEPGREALIZINGKEYWORDSSERVICEINFORMATION,DVBSI，MPEGPSI,EPG独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盘盗盘茎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名碑坛LU签字日期力一G年2月矽日学位论文版权使用授权书本学位论支作者完全了解鑫鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权鑫洼盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明学位论文作者签名设如刘导师签名，1毛功1乞签字日期2缈以年2月彤日签字日期伽年1月W日第一章绪论11电视的发展第一章绪论电视的发展到目前为止主要经历了从模拟到数字，从黑白到彩色、从低清晰度到高清晰度的阶段。模拟电视曾经给社会和人类带来了巨大的影响，但由于其自身所固有的缺陷，它正在逐步走出历史的舞台。而以数字视频技术为主体的数字电视由于同模拟电视相比较具有很大的优越性，随着图像压缩技术的发展和完善，正稳步的走向历史舞台而淘汰模拟电视。111数字电视数字电视是指从节目的制作、播出、传输和接收的全过程都采用数字技术。它可以使模拟电视中的非线形和相位失真的累积和信噪比的恶化得到解决。它具有如下优点由于亮度分量和色度分量完全分开处理和传输，不存在亮度的串扰问题。这一点无疑大大的增加了接收图像的质量。当无差错接收时，其主观评价质量能接近演播室质量，这是模拟传输所无法比拟的。容易实现数字存储和提供新的功能。由于噪声的影响，模拟视频信号，复制34次后，其图像质量就会急剧下降。采用数字化技术进行存储的视频信号，可进行多次复制而不会降低图像质量，并且很容易提供许多新的功能，诸如多画面、快速检索图像、图像缩放、随机访问、编辑和处理图像等。使用最新的数字传输信号设计方法进行信源编码与信道编码联合设计，包括使用网格编码调制TCM等编码调制技术，大大提高了功率频谱的综合利用率。可大大改善视频图像质量。由于采用数字滤波与数字存储，容易使用比较简单的方法消除噪声，改善图像的信噪比容易实现自适应场内、场间、帧内和帧间处理和增强，大大提高图像的清晰度，消除亮度闪烁和重影可避免系统非线性失真的影响，从而大大提高系统的稳定性和可靠性。用于电视广播时，在整个用户接收覆盖范围内，由于其门限CN可比模拟场淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第一章绪论合所需的CN40DB改善20DB左右，即使其CN值约低于20D6，仍可获得接近无差错的高质量传输。由于数字传输能大大提高功率的利用率，因此，电视广播所需的发射功率要比模拟场合低许多，并可使用禁用频道来传送电视节日，这有利于缓解电视频道的紧缺状态，大大提高电视频道的利用率。利用数字传输抗干扰能力强。由于采用了再生方法，基本排除了噪声和失真积累的影响，提高了功率的利用率。采用数字信号易于加密、加扰，实现“条件接收CONDITIONALACCESS”，便于开展“收费电视”等业务。便于在数字电视中开展其他有效的数字业务，例如图文电视、电子邮件、图文传真。112交互式数字电视交互数字电视是数字电视广播技术和数字信息技术相结合的产物，它把电视传播方式与信息技术集于一身。交互数字电视是家庭电视与交互式技术的融合，它使观众能以新的方式观看和利用电视节目内容。交互数字电视的工作流程大致是数字视频信号通过卫星、有线或普通屋顶天线从广播机构发送给家庭，在家庭用机项盒将接收的视频信号解码。而后，观众可以利用标准的电话或电缆线路建立与广播机构的双向连接，这种连接为各种各样的附加活动创造必要的条件，附加活动包括获得专为演示制作的增强的内容、关于广告产品与服务的详情、购物、游戏、视频点播等。在数字过渡的征程中，作为数字电视的一种特有形式和主要推动力之一的交互数字电视无疑将扮演着不可替代的重要角色。不过，交互数字电视的开展也有个市场是否成熟的问题。交互数字电视是电视的一场革命，它彻底改变了传统的观众只能你播我看的被动状态，为观众带来了从未有过的主动权和自由度。从这一点来说，交互数字电视的未来是毋庸置疑的。交互数字电视能够提供如下新业务主要有1增强电视。交互数字电视业务通过装饰节目例如提供运动员的统计资料和运动队的历史，在线投票，以及随同游戏节目一起播放补充现有的节目。2电子节目指南EPG。如今交互数字电视技术最普通的实例就是电子节目指南。EPG可广泛用于所有数字电视平台。EPG是前端接口，与交互数字电视指南类似，它使观众能选择它们想看的内容。3按次付费电视PPV和电视商务。按次付费电视表示观众能够购买获得预订节目。电视商务表示通过电视机能够购买广泛的产品和服务。PPV业务方式是成淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第一章绪论熟的。同时广播机也已开始提供较广泛的商务机会。随着有线电视技术的进步和信息时代的发展，有线电视由单向传送向双向交互式方向发展已成为当今世界的发展趋势。双向交互式有线电视网利用闲置频带资源，实现从用户到前端和从前端到用户的双向通信，进而提供各种交互式数字服务。在该系统中，在业务提供商与用户间建立了两个信道其一是建立在业务提供商与用户之间的单向广播信道，由业务提供商向用户提供视、音频及数据业务的服务。其二是建立在业务提供商与用户之间的交互业务信道，它由反向通道和正向通道组成。其中，反向通道是从用户到业务提供商的上行通道，是一个用来向业务提供商提出申请或回答问题的窄带信道；正向通道是从业务提供商到用户的下行通道，用来支持业务提供商为交互业务而提供的各类信息和其他请求的通信服务。113国内交互式数字电视的发展概况交互数字电视ITV在中国已经不再是概念上的东西。作为一项有着巨大市场空间的电视增值业务，吸引着各个与电视相关的行业涉足其中。目前，除了中央台的CCTV外，各地方台也在紧锣密鼓地开展交互数字电视业务。另外，包括康佳、海信、创维、TCL等在内的国内各家电巨头也在纷纷投入巨资研发数字电视。技术进步，标准先行。与此同时，国家也在加快制定与数字电视有关的技术标准。在我国，自从中央电视台2001年率先对九运会进行交互数字电视试播并取得良好效果以来，交互数字电视热潮便迅速波及整个电视界，继对韩日世界杯进行了交互数字电视转播后，中央电视台从2002年9月29日到10月14日又对釜山亚运会进行了交互式转播。2002年10月，国内的交互数字电视市场再度升温上海和福建泉州的有线电视用户先后成为交互式数字电视的受众。在上海，交互式数字电视已从2002年9月28日开始在全市已完成有线电视网双向改造或使用860MHZ宽带新网的160万用户中进行运营性试播。上海有线网络有限公司采用的是OPENTV的F技术与应用软件。此外，上海信息家电协会也同时发布了上海数字电视终端接收设备联合企业标准。数字电视由于传输数字化，多种业务可以混合在一起通过一个信道传输。随之而来的问题是，当数字电视能为用户提供数倍于目前节日量的节目及多种业务时，用户怎样才能便捷地找到所要的节目和信息呢电子节目指南EPG显然是淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第一章绪论必不可少的工具。电子节目指南给用户提供一个容易使用的、界面友好的、可以快速访问节目的一种方式，用户还可以通过该功能收看一个或多个频道，甚至所有频道近期将播放的节目。同时，EPG可提供分类功能，可以帮助用户浏览和选择各种类型的节目。当然电子节目指南对业务提供商也有很重要的意义。12数字电视中的压缩编码技术电视数字化后要处理的数据量急剧增大，限制数字电视发展的一个主要因素是视频的压缩编码问题，但这一问题随着视频压缩技术的进步和各种有关国际标准的制定JPEG，14PEG，H26L而得到解决。电视视频的压缩技术已经成熟，并已经应用于许多视频领域，如VCD，DVD，DVB、会议电视、可视电话等。图像压缩编码的国际标准主要有以下三个H26X，JPE6，IPEGX与数字电视EPG系统关系最密切的是MPEG_2标准，下面作一简单介绍ITUT和ISO从1991年开始联合制定新一代的活动图像编码标准，于1993年底通过了“通用活动图像编码”标准草案，及H262138182船EG2。其通用性表现在1适用于多种编码码率，可从几十KBS到几百MBS；2适用于多种图像格式和分辨率，即可适用于CIF，SIF，HDTV、逐行扫描及隔行扫描等；3适用于多种应用范围和图像质量要求，即可适用于可视电话、会议电视、演播室质量和HDTV质量等。为了适应通用性要求，MPEG2标准的制定趋向于一种开放性编码结构，即仅对编码器结构和解码器算法规则做出规定，从而使不同的应用可进行码流交换，实现业务综合及业务操作等。MPE62标准在BTPEG1标准的基础上做了重要的扩展和改进，包括以下几个方面1针对隔行扫描的常规电视图像NTSCPALSECAM专门设置了“按帧编码”和“按场编码”两种模式，并采用了适合于隔行扫描的帧场自适应运动补偿。2根据技术复杂度，将各类应用计划划分为不同“档次PROFILE。其中每种档次都是肝EG一2语法的一个子集。根据图像格式的复杂度，将每种档次划分为不同“等级1EVEL，每种等级都是对有关参数规定约束条件。例如，IPEG2标准主要档次主要等级MPML的视频编解码适用于有效处理CCIR601隔行扫描图像，图像分辨率为720X576，码率限制在06帅S。3增加“可分级性SCALABILITY”，它指解码器对MPEG一2码流中己排序的子集进行解码的能力。例如，对常规电视按MPEG2压缩编码后的码流若分成两个子集，对优先权高的子集解码后即可获得会议电视质量的图像，而对于两个淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第一章绪论子集一起解码才能获得常规电视质量的图像。己定义的可分级性有空间域的、信噪比的、时间域的、数据分割的和混合型的。4系统层语法有较大扩展。共有两类码流传送码流TRANSPORTSTREAM和节目码流PROGRAMSTREAM，两者都是由压缩后的视频或者音频码流数据还有辅助数据组成的分组化单元码流PACKETELEMENTARYSTREAM,PES所构成。节目码流应用于相对无误码的环境中，适合支持节目信息的软件或者CDROM之类的多媒体应用传送码流的灵活性较大，允许使用复用器对码流进行快速重新组合分离，传送码流设计应用于有误码的环境，例如在有损耗或噪声的媒体中存储或传输。5由于在字头做了很多详细的规定，使用起来较为方便和灵活，插入多种解说声音和字幕等，节目复用的特性使得EPG数据可以直接封装成TS流的格式，直接进入复用器，为EPG系统的实现提供了可能性。13数字电视方面的标准组织数字电视系统是一个非常复杂、庞大的系统，它包括发送端服务提供商，内容提供商、接收端以及网络传输部分如此大的系统必须由许多的生产厂商合作才能最终实项，为此必须制定一整套统一的标准，使得各个生产厂商的产品可以协调工作。目前，国际上有许多标准组织在致力于数字电视相关标准的制定，其中包括欧洲的DVB组织，欧洲的DAVIC组织以及美国的ATSC组织等。下面分别介绍一下与数字电视系统标准制定有关的一些组织。131欧洲的DVB欧洲的DVBDIGITALVIDEOBROADCASTING计划开始于1993年9月，目前己有来自欧洲和美国的25个国家的200多个组织的参加，它的目标是制定欧洲的DVB标准以及尽早引入DVB业务。参加者都是自愿的，其中包括制造商、广播商、节目供应商以及网络运行者，也包括研究机构。DYB提出的标准必须经过ETSI批准才能成为ETS标准。ETSI是欧洲的标准化组织，ETS是EUROPEANTELECOMMUNICATIONSSTANDARDS的缩写，即欧洲电信标准。DVB制定了大量数字电视方面的标准，这些标准都是建立在MPEG2标准的基础上，以推动交互式数字电视的发展。132欧洲的DAVICDAVICDIGITALAUDIOVISUALCOUNCIL组织是于1994年在日内瓦注册成立的组织，该组织是非盈利性的，目前拥有许多成员。DAVIC的目的是通过制定淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第一章绪论一套开放的接口和协议来推动交互式数字音、视频应用和业务的发展。DAVIC制定的规范的版本己由最初的DAVIC10升级到了目前的DAVIC1S。DAVIC给出了整个交互式数字音、视频系统的框架，通过对不同应用的需求分析，DAVIC将整个系统划分为如下几个参与者内容提供商CONTENTPROVIDERS服务提供商SERVICEPROVIDERS网络运营商DELIVERYSYSTEMPROVIDERS终端用户ENDUSERS133美国的ATSCATSC，即美国先进电视制式委员会，制定了美国的数字电视标准，其中主要包括ATSCA53DIGITALTELEVISIONSTANDARD，该标准描述了一个设计在6MHZ信道内传输高质量视频、音频和辅助信息的系统。该系统可以在6姗Z地面广播频道内可靠地发送约19MBITS的数据量或者可以在6MHZ有线电视频道内可靠地发送约38MBITS的数据量。ATSC还制定了业务信息标准PROGRAMANDSYSTEMINFORMATIONPROTOCOLPSIP该协议于1997年11月23日被收录为ATSC的正式标准，用于描述码流中的节目信息。14EPG系统发展概况EPG在美、欧等数字电视发展较早的国家已得到了广泛的应用。成为数字电视的基本业务之一。据统计，在数字电视的各类业务中，EPG和视频点播的点击率最高，并逐渐成为数字电视中一个发展迅速的行业。出现了如美国TVGUIDE等一批专业的EPG开发制作公司。实际上，EPG已成为数字电视的重要标志，是观众进入数字电视的门户。我们通常所说的EPG在技术上实际包含两个部分，RPEPG内容信息和EPG应用。EPG内容信息是从数字电视平台发出的传递节目预告和描述信息的数据，本论文所做的工作也是在EPG内容信息这一部分的。EPG应用是运行在用户终端上的软件，它将EPC内容信息显现给观众，并响应观众对EPG的各种指令。EPG与其它数字电视业务一样，在技术实现上有一个基本前提要求所在的数字电视系统是“端到端”，即平台前端和用户终端要遵循相同的标准和规范。国际上的电视传播大多采用的是纵向的运作模式，即运营商既集成和播出节淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第一章绪论目又拥有自己的传播网络，观众使用的机顶盒也由运营商提供，形成一个端到端的封闭系统。运营商可以完全自主地决定EPG所采用的技术，不存在彼此兼容的问题。例如美国的GEMSTARTVGUIDE就建立了一套覆盖全美电视台、网的EPG系统，这个系统包括一个EPG信息采集网络，及时汇集各电视台的节目信息，一个EPG播出和接收系统，用于各电视传播网络播出EPG，并由用户终端生成EPG。由于应用在端到端的广播网络中，这个系统在技术上完全是一个自行设计的专用系统。在我国，由“四级办”所形成的广播电视网络是一个横向结构。中央和各省级电视台制作和播出节目，各级有线电视网络公司传输节目，节目到达用户终端前不得不跨越两个甚至更多的平台。我国已有中央和省级电视频道200多个。其中覆盖全国的有50多个。这些节目由分布于31个省、自治区、直辖市的30多家电视台分别制作和播出。另一方面，我国共有县级以上有线电视网络近4000家，覆盖全国城镇观众近亿户观众。我国EPG的特点是节目预告信息量大、信息来源分散、传播网络众多，特别是彼此之间缺乏统一的技术规格，要提供完整的EPG服务，就必须与多个电视台、网和用户终端发生联系。在这种情况下，我们难以照搬国际上的EPG运作模式，必须建立一套适合我国的EPG信息采集、生成、传播和接收系统。我国数字电视目前还处于起步阶段，部分电视台、网和机顶盒生产厂商曾开发了一些EPG，但都只适用某一个网络或某一种机顶盒，缺乏广泛的适用性。在实际应用中存在下面几个方面的问题1EPG内容信息缺乏统一的数据格式，给各台、网之间交换EPG数据带来很大的复杂性。2每个数字电视平台都必须设计和开发EPG系统，造成大量重复性劳动。3兼容性差，机顶盒厂商不得不针对各平台重复开发EPG应用。15论文的主要内容及研究成果数字电视的发展是集现代电子技术、通信技术和信息加工技术多方面成就于一身，体现了一个国家电子信息行业技术水平和实力。我国的数字电视技术还不成熟，很多技术还处于研究阶段，数字电视的标准也还在研制当中，本文就数字电视信息业务及电子节目指南作了一些初步的研究。主要内容安排如下淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第一章绪论第一章回顾了电视的发展，论述了数字电视的特点，数字电视EPG系统有关的的一些国际标准和组织，交互式数字电视的特点、意义，国际国内EPG系统的现状和问题。第二章讨论了数字电视所能提供的信息业务和数字电视信息业务的接收平台。详细研究了DVBMHP标准。第三章对用于创建电子节目指南的业务SI信息进行了研究，详细研究了DVBSI标准，并提出了业务信息在创建电子节目指南时的一些应用。第四章详细研究了EPG系统，及EPG系统的仿真实现，主要侧重于播发端的模块。用软件实现了本地节目数据库的建立，本地节目打包成符合标准的EPG信息。主要涉及SI数据的存储和打包。本文的研究成果概括如下对数字电视EPG系统的发展状况，存在问题，解决方法进行了深入讨论，并对在本地建立SI数据库提出了具体的解决方法。对数字电视的业务信息以及EPG系统的播发端和终端接收平台进行了探讨，根据国内EPG系统的特点，论述了构建EPG系统须考虑的问题。用软件在PC机上实现了播发端的节目管理和EPG信息的生成。淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第二章数字电视业务信息及其接收平台第二章数字电视业务信息及其接收平台21数字电视业务信息电视数字化的好处不仅仅是提供高质量的视频、音频节目，更重要的是采用数字化处理后，提供了业务的灵活性和多样性。利用数字处理技术对音、视频数据进行压缩编码，使得视频、音频的数据量大大的减少，在原来传输一路模拟信号的信道上可以传输35路的数字节目，节约了频谱资源。而且，加上反向信道并且在现有的模拟电视基础上加上机顶盒，可以开展交互式业务，数字电视广播可以开展多种业务，如电子节目指南EPG、准视频点播NVOD按次付费观看电视PPV、软件在线升级、数据广播、INTERNET接入、电子邮件、IP电话和视频点播等。1电子节目指南电子节目指南给用户提供一个容易使用的、界面友好的、可以快速访问节目的一种方式，用户还可以通过该功能收看一个或多个频道，甚至所有频道上近期将播放的节目。同时，EPG可提供分类功能，可以帮助用户浏览和选择各种类型的节目。2准视频点播也称为增强先进的PPV，是一个特殊的广播应用。NVOD用户和服务提供者之间没有真正的交互，服务提供者将节目的标题广播下来，用户仅仅可选择所提供的频道，该机制是由EPG来支持的。NV0D的功能包括预览在用户购买前，对想购买的节目进行预览；选择在EPG中选择一个已购买的节目；暂停停止播放该节目；恢复在暂停后恢复观看该节目；快进快退对该节目实现快进快退操作。3数据广播DVB定义了四种数据广播方式数据管道DATAPIPE、数据流DATASTREAM、多协议封装MULTIPLEPROTOCOLENCAPSULATION和数据对象转盘DATAOBJECT淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第二章数字电视业务信息及其接收平台CAROUSEL。在数据管道方式中，数据直接在MPEG传送流的载荷中传送。可以使用该方式在符合DVB标准的广播网络中进行简单的、异步的、端到端的数据传输业务。数据流方式可以在数字电视广播系统中实现面向流的、端到端的数据传输。数据流可以是异步的、同步的、或同步化SYNCHRONIZED的数据传输。异步数据流是不需要定时的数据流例如RS232数据。同步数据流是对定时有要求的数据流，这里“定时要求”的含义是接收端可以再生发送端的数据和时钟，重新构造出同步数据流同步化的数据流也是有定时要求的数据流，这里“定时要求”的含义是数据流中的数据可以与其他数据流中的数据同步播放如视频和音频。数据流中的数据在IVIPEG2标准的PES中传送。多协议封装对需要在数字电视广播系统中传送符合通信协议的数据报DATAGRAM的数据业务提供了技术支持。利用这种数据广播方式，可以在有线电视系统中实现高速INTEMET数据接入。要传送的数据报被封装在DSMCC段中。数据对象转盘DATAOBJECTCAROUSEL可以支持需要周期性地传送数据模块的各种应用。数据模块的大小是已知的，数据模块可以被更新、被加入和被移去。多个模块可以被组成一个组GROUP，多个组还可以组成超组SUPERGROUPDATACAROUSEL所广播的数据在DSMCCDATACAROUSEL中传输。DVB的数据广播规范具有很强的数据业务支持能力，机顶盒实现对上述数据广播业务的支持，其作用类似一个在用户家中的数据通信网关。机顶盒本身可以不对接收数据的有效负载进行处理，只是通过解复用实现数据分流，将相应的数据送给处理终端。4软件在线升级软件在线升级是数据广播DATACAROUSEL的应用之一。数据广播服务器按DVB数据广播标准将升级软件广播下来，机顶盒能识别该软件的版本号，在版本不同时接收该软件，并对保存在存储器中的软件进行更新。5INTERNET接入和电子邮件有线电视数字机顶盒可以通过内置的电缆调制解调器方便地实现INTERNET接入功能，并可以提供以太网接口，用来连接PC。使用电缆调制解调器的速度与电话调制解调器相比，提高了100倍，最高可达到LOMBPS，所以非常具有竞争力。6IP电话淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第二章数字电视业务信息及其接收平台通过电缆调制解调器，还可以实现IP电话功能。用户在使用该功能时，只需将普通电话与机顶盒的RJLL接口相连即可。电缆调制解调器可以保证传输语音时的服务质量QOS。7视频点播为每个用户提供视频点播功能，让用户能在他所希望的时间和地点收看他想看的节目，是服务提供商的主要目标。有线电视数字机顶盒利用交互式的数据信道和广播信道，为实现该功能提供理想的技术基础。22数字电视业务信息的接收平台数字电视信息业务的接收平台包括软件平台和硬件平台，硬件平台主要有机顶盒，电视机；软件平台主要有实时操作系统、中间件和上层的应用。1机顶盒机顶盒可以分为模拟机顶盒和数字机顶盒。模拟机项盒只能提供电视调谐和解码等功能，但不能处理数据业务，不能接收数字电视节目，现在逐渐被淘汰新型的数字机顶盒可以满足处理数据，接收数字电视节目。数字电视的信息业务的接收必须在现有模拟的电视机上增加一个数字机顶盒。数字机顶盒的主要特点是数字化、交互、多媒体、多功能。2实时操作系统实时操作系统具有可裁剪、低资源占用、低功耗等特点，与PC的操作系统如DOS。WINDOWS98，WINDOWSNT，UNIX，MACOS不同，机顶盒中的操作系统不是非常的庞大，但要求可以在实时的环境中工作，并且能在较小的内存空间中运行。这种操作系统被称为实时操作系统。目前流行的实时操作系统有WINDRIVERSYSTEM公司的VXWORKS，INTEGRATEDSYSTEMSINCORPORATED公司的PSOS，MICROWARE公司的DAVID0S9，ST公司的0S20，WINDOWSCE以及专为机顶盒开发的POWERTV等。这些操作系统各有所长，在机顶盒中都有应用。嵌入式LINUX也为机顶盒厂商提供了一种选择，而且由于LINUX的开放性和先进性，对以上几种操作系统是一种极大的冲击。3中间件中间件是一种将应用程序与底层的操作系统、硬件细节隔离开来的软件环境，它通常由各种虚拟机来构成，如HTML虚拟机、JAVASCRIPT虚拟机、JAVA虚拟机、MHEG5虚拟机等等。一个完整的数字机顶盒由硬件平台和软件系统组成，可以将其分为4层，从淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第二章数字电视业务信息及其接收平台底向上分别为硬件、底层软件、中间件、应用软件。硬件提供机顶盒的硬件平台；底层软件提供操作系统内核以及各种硬件驱动程序应用软件包括本机存储的应用和可下载的应用；中间件将应用软件与依赖于硬件的底层软件分隔开来，使应用不依赖于具体的硬件平台。成熟的商用中间件产品有OPENTV的EN2，LIBERATE的TVNAVIGATORFORDTV，ENREACH的ENREACHTYFORDTV等。这些产品在市场上都占有一席之地，但彼此并不兼容。DVB组织看到了这种事实并提出了基于JAVA虚拟机的中间件标准DVBIHP多媒体家庭平台。23DVBMHPMHP的模型如图21所示图21姗P模型从图21中可以看出，蛐P模型分为三层资源RESOURCES，系统软件SYSTEMSOFTWARE和应用层APPLICATIONS。资源包括系统的软、硬件资源；系统软件为应用提供对资源的管理和操作应用将不能直接访问资源，而必须通过系统软件进行。该中间层隔离了硬件和应用，使应用具备可移植性，在姗P规范中对资源和系统软件这两部分的实现方法不做规定。应用管理器APPLICATIONMANAGER是系统软件功能的一部分，实现对应用的管理，如管理应用的生存期。应用是为了实现交互业务在一个或多个硬件实体上运行的软件。在应用和系统软件之间有一层API，删P对这层API作出了定义。图22给出了比较详细的MHP应用和EQP系统之间的接口。从中我们可以看淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第二章数字电视业务信息及其接收平台到NIHP系统包括的大致模块软件及硬件，MHPAPI就是围绕应用与这些模块之间的编程接口。一BVOA咱D删图22NIHP应用和MHP系统之间的接口机顶盒是一种用户终端设备，目前许多厂商都使自己的机顶盒符合MHP规范，从图中我们也可以知道一个功能完整的机顶盒系统中也应该包括诸如TUNER控制，CA控制，解复用，解码等。而且MHP定义了MHPAPI，所以只要机项盒生产厂商生产的机顶盒支持MHP规范，机顶盒的开发者就不需要任何移植工作就可以为机顶盒开发应用。也就是说MHP机顶盒使得交互应用能够在一个相对于应用的提供商、节目制作者和广播网络完全中立的环境中接收和显示。24本章小结本章讨论了数字电视业务的形式EPG，VOD视频点播等及特点，对数字电视业务信息的接收平台进行了论述，完整地信息接收平台是包含软件和硬件的系统，由于没有一套共同的标准，使得在机项盒的应用开发上不具有广泛性，DVB由此提出了D、M姗P中间件标准，来隔离底层包括硬件和驱动以及系统内核和应用层。淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第三章数字电视业务信息标准研究31引言第三章数字电视业务信息标准研究目前，国际上有许多标准组织在致力于数字电视方面标准的制定。其中包括欧洲的DVB组织，欧洲的DAVIC组织以及美国的ATSCH4291组织等。本文主要讨论DVB组织在数字电视广播信息业务方面的标准化情况。DVB组织与EPG数据编码相关的标准主要有ETS300707ELECTRONICPROGRAMMEGUIDEPROTOCOLFORATVGUIDEUSINGELECTRONICDATATRANSMISSION和DVBSIDIGITALVIDEOBROADCASTINGSPECIFICATIONFORSERVICEINFORMATIONINDVBSYSTEMS。ETS300707标准是由欧洲电信标准化组织于1997年5月制定，主要面向模拟电视提供EPG应用。该标准中定义了EPG所需数据的数据格式，并利用模拟电视信号的场消隐期加载这些数据。由于该标准是面向模拟电视的，在数字电视系统中的参考价值有限，所以对该标准不做介绍。标准EN300468的信息业务主要包括MPEG2中的节目专用信息PSIPROGRAMSPECIFICINFORMATION，PSI和DVB中的业务信息SERVICEINFORMATION，SI。其中MPEG2中的PSI信息在标准ISOIEC13818I中定义。DVB标准中定义的SI数据，它是作为DVB比特流的一部分。DVBSI是对MPEGPSI的扩展，它提供用户在比特流中选择节目SERVICE和事件EVENT的数据，并且使得综合接收解码器IRD能够对其自身进行配置以便选择节目即自动调谐，并且提供数据显示给用户。标准中没有定义信息表现的方式，所以IRD制造者可以自由的选择合适的表现方式。EPG是数字电视的一个重要特征，但EPG的定义不属于此标准的内容，但此标准定义的SI数据是EPG的基础。由于LPEG一2PSI和DVBSI就是提供EPG信息的基础，所以对它们做一介绍。32信息业务中的几个术语DVBSI和MPEG2PSI信息采用的描述机制是表TABLE，段SECTION和描述子DESCRIPTOR，它们的定义分别为表表是一个概念性的机制，它只是对节目信息的一种结构性的描述，不是淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第三章数字电视业务信息标准研究一种实际的语法描述方式。在实际使用时，需要将它划分成一个或多个段SECTION，这些段将按照一定的要求放入TS流的包中。段段是一个MPEG一2的语法定义，用于将所有的PSI表映射到TS流的包中。用于标识段的主要语法元素有TABLEID表标识。SECTION一1ENGTH段长度、SECTION_NUMBER段序号、LASTSECTION_NUMBER最后段序号，VERSION_NUMBER版本号等，段中的许多信息放在描述子中。描述子大部分的信息都是通过描述子来传输的，MPEG一2中和DVBSI中定义了一些描述子。也可以定义自己的描述子，描述子有一个公用的格式。私有描述子必须符合这样的格式。数字电视的接收端可以接收来自不同传输系统的节目，数字电视广播系统的节目结构如图31瞒I丝IL_I_ILI一L槠I摭L商两向商向向声CL。八厂忑一_厂|7|蜂卣艄曩回由自圈由|II图3I数字电视广播系统的节目结构图从上图我们可以看到，DVB将数字电视广播系统分为四层NETWORK，MULTIPLEX，SERVICE和COMPONENT。网络NETWORK是指一个特定广播传输系统中传送的所有MPEG2传输流TS的集合。例如一个有线电视网中的所有数字信道的集合。多路复用流MULTIPLEX是指一个信道中传送的所有数字数据的集合，与TS的含义相同。业务SERVICE是指一路数字电视业务，它与模拟电视中的一个频道的节目淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第三章数字电视业务信息标准研究的含义相同。事件EVENT业务中的一个时间段。如节目中的一段广告。组件COMPONENT是指组成TS的基本流ESELEMENTARYSTREAM。33MPEG的PSL艘EG一2定义了节目专用信息PSI。PSL信息使得接收端的IRD能够自动的为解复用和解码被复用在同一TS流的不同业务流进行配置。业务信息主要以表的逻辑结构来定义的，在ISOIECL3818I中定义T四种PSI表，它们是PAT，PMT，NIT，CAT。除了以上四个表之外还定义了私有数据的语法和结构。咿EG一2标准包括系统层，视频层和音频层。其中PSI是在MPEG2标准的系统层定义的，标准号ISOIECL38181。系统层的主要作用是将一个或多个音、视频或其它的基本数据流复用成单个或多个数据流，以适应于存储和传输。数字电视的广播流是满足MPEG2的传输流，传输流由固定长度的分组包组成，这些分组包有固定长度负载和可变长度的头信息。每个分组包由188字节组成，适应于在有可能发生严重错误的信道环境下进行数据传送。传输包的分组头有4字节长度的“链接层”和可变长度的“适配层”组成，然后是数据负载。数据负载字节来装载PES分组、PSI部分以及不在这些结构中的私有数据的连续字节。TS分组的4个字节“链接层”中包括一个13比特的包标志符PID，传输流中携带的不同类型的数据由不同的PID来标识，接收端IRD通过查找PID通过节目特殊信息PSI表来识别TS包中所带的数据，一个PID值的TS包只带有来自一个原始流的数据。PSI信息主要包括下列的表节目关联表PATPROGRAMALLOCATIONTABLEPAT表的PID号为“OX00”，解复用器工作总是通过寻找PAT表开始。PAT给出了构成传送流中各个节目业务的PMT的PID。同时，也给出了NIT网络信息表的PID。节目映射表PMTPROGRAMMAPTABLEPMT表指出了组成业务SERVICE的各个基本码流的PID号，并对各路基本码流进行描述。网络信息表NITNETWORKINFORMATIONTABLEPSI中只定义T了NIT的名称其语法结构是在DVBSI中定义的。条件接收表CATCONDITIONALACCESSTABLECAT表给出了有条件接收系统的第三章数字电视业务信息标准研究信息及授权管理信息EMM，ENTITLEMENTMANAGEMENTMESSAGE的传送位置。除上述四种表之外PSI还定义了私用分段PRIVATE_SECTION，其语法见表31TABLEID8位域，其值识别此分段所属的私用表，具有相同TABLEID的分段可以组成一个表。SECTIONSYNTAX_INDICATOR1位域，当置1表示此分段采用一般的分段语法在PRIVATE_SECTION_LENGTH字段之后的部分；0表示在PRIVATE_SECTION_LENGTH字段之后即为PRIVATEDATABYTE。表31私有分段第三章数字电视业务信息标准研究PRIVATEINDICATOR1位域，由用户定义的标志。PRIVATE_SECTIONLENGTH12位域，指示紧跟在此字段之后直到PRIVATE_SECTION结尾的剩余字节数。PRIVATE_DATA_BYTE此字段由用户定义。TABLEIDEXTENSION16位域，其使用和取值由用户定义。VERSIONNUMBER5位域，PRIVATESECTION的版本号。其值随着SECTION中所带信息的每一次改变而加1当到达3L后，又回复到0。CURRENTNEXTINDICATORL位域，置1表示该PRIVATESECTION是当前可用的，VERSIONNUMBER是当前可用的PRIVATESECTION的版本号置0表示所发送的PRIVATESECTION现在不可用，下一个有同PRIVATE_NUMBER和TABLEID的PRIVATESECTION将为有效。SECTIONNUMBER8位域，表示PRIVATESECTION的序号，第一个SECTION应为0，以后每个SECTION加1。LASTSECTION_NUMBER8位域，表示此分段在所属私有表中的前一个分段的序号。CRC3232位校验字段。PSI表准备了IRD自动为自己进行配置所必须的关键数据，它可以使接收端的IRD自动进行配置，以鳃复用和解码TS派中的不同业务数据。解码时，IRD先找到表PIDOX00的PAT表，由PAT表查找到不同的业务的PMT所在的PID。查找PMT可以得到该业务所包含的基本流ES的PID，从而解出该业务的基本流，如图32所示。瓣节LLP懿哪掰PIP节群附PI§鲥矿嘲RS睇LI柏矿RDTSLI稍耵RFL勤CTI鞴节目L搿PIP而携鲠甜O两毒鞭PL甜节霉L图3_2PSI表的查找流图第三章数字电视业务信息标准研究34DVBS该文档定义了SI数据，它作为DVB比特流的一部分。SI数据提供用户在比特流中选择节目和事件，并且使得INTEGRATEDRECEIVERDECODERIRD能够对其自身进行配置以便选择节目。SI数据的自动配置在ISOIEC138181中PROGRAMSPECIFICINFORMATIONPSI有定义。DVBSI是对MPEGPSI的扩展，提供数据帮助IRD自动调谐，并且提供数据显示给用户。文档中没有定义信息表现的方式，所以IRD制造者可以自由的选择合适的表现方式。EPG是数字电视的一个重要特征，但EPG的定义不属于此规范的内容，但此规范定义的SI数据是EPG的基础。DVBSI以四个表为基础，加上一系列供选用的表。每种表都是由一系列的SECTION组成。D、BSI为每种表定义了相应的SECTION结构，这些SECTION都是当SECTIONSYNTAX_INDICATOR为1的情况下从MPEG一2系统层的PRIVATESECTION继承而来，每个表中都包含一些描述子DESCRPTORS，每个描述子的最大长度为256个字节，DVBSI定义了大量的描述子来描述业务信息，它们概述了业务事件的特性。这些表是“网络信息表”NITNETWORKINFORMATIONTABLENIT把属于某特殊网络提供者的业务聚合在一起。它包含在配置IRD期间可能用到的全部调谐信息。值得注意的是，PSI中只定义了NIT的名称，其语法结构是在SI中定义的。“业务描述表”SDTSERVICEDESCRIPTIONTABLESDT列出了在一特定TS中的所有业务的名称和其他参数如业务提供商，根据描述的SERVICE是否复用在该SDT所在的传物流中，可将SDT分为ACTUALTS和OTHERTS两种，以不同的TABLEID区分。“事件信息表”EITEVENTINFORMATIONTABLEEIT用于发送己出现或即将出现在传输流中的所有事件相联系的信息。表中包含关于IRD能接收的当前传输流和可选的覆盖其他传输流的信息。这些信息包括事件名、开始时间、持续时间等，根据所描述的业务是否复用在本EIT所在传输流中和描述的事件是否仅有当前事件及下一个事件，EIT可分为ACTUALTS，PRESENTFOLLOWINGEIT，OTHERTS，PRESENTFOLLOWINGEIT，ACTUALTS，EVENTSCHEDULEIT和OTHERTS，EVENTSCHEDULEIT四种，以不同的TABLEID区分。“时间和日期表”TDTTIMEANDDATETABLETDT用于更新IRD内部时钟。第三章数字电视业务信息标准研究此外，还有6个供选用的SI表。“节目组相关表”BATBOUQUETASSOCIATIONTABLEBAT提供一种把业务分类的方法，用做IRD向观众显示一些可获得的业务的一个途径。某项特别业务可属于一个或多个节目组。“运行状态表”RSTRUNNINGSTATUSTABLERST的各部分被用于快速刷新一个或多个事件的运行状态。一些运行状态的各部分只发送1次，在事件状态改变时。其他SI表正常情况是反复发送的。“时间偏移表”TOTTIMEOFFSETTABLETOT描述了当前时间、日期和本时区时间的偏移，用于在不同时区间共享业务的情况下。“可选信息表”SITSELECTIONINFORMATIONTABLESIT仅用于部分码流如已录码流，描述了用于该部分码流中所需服务信息的摘要。“不连续信息表”DITDISCONTINUITYINFORMATIONTABLEDIT也仅用于部分码流，只当该部分码流与之前的码流可能是不连续的情况下。“填充表”STSTUFFINGTABLEST可用于替代或废除一个子表或整个SI表。有了上述工具，DVBSI覆盖了实际电视剧本的所有范围，使便于在卫星和有线网络之间无缝隙地转移，准视频点播，及其他运行的配置。上述各表的语法结构以8位表标志域TABLE_ID唯一区分的，TABLE_ID值的分配见表32。表32TABLE_ID的分配值描述，OX00节目关联段OX01条件接收段OX02节目映射段OX03传输流描述段OX04至OX3F预留OX40现行网络信息段OX41其它网络信息段0X42现行传输流业务描述段0X43至OX45预留使用0X46现行传输流业务描述段0X47至0X49预留使用第三章数字电视业务信息标准研究OX4A业务群关联段OX4B至0X4D预留使用OX4E现行传输流事件信息段，当前后续OX4F其它传输流事件信息段，当前后续OX50至OXSF现行传输流事件信息段，时间表OX60至0X6F其它传输流事件信息段，时间表OX70时间一日期段0X71运行状态段0X72填充段OX73时间偏移段0X74至OX7D预留使用OX7E不连续信息段OX7F选择信息段OX80至OXFE用户定义0XFF预留SI各种表的SECTION可以直接作为负载加载到MPEG2传输包中，但并不是随意的，针对每种表都规定了能加载的由13位的“包标识域PID”标志的传输包，见表33。表33SI的PID的分配表表PID值PATOX0000CTOX0001TSBR0X0002预留OX0003至OXOOOFNIT，STOX0010SDT，BAT，ST0X0011EIT，STOX0012RSTST0X0013矾TOT。STOXOOL4网络同步0XOOL5预留使用OX0016至OXOOIB带内信令OX001C测量0X00LDDIT0X001ESITOXOOIF第三章数字电视业务信息标准研究从表33可见，有些PID的传输包能传送多种SI表如PID为OX0011的传输包可以负载SDT和BAT，在这种情况下，接收机就需要根据TABLEID来区分不同的表。基于随机接入的考虑，标准对于每种SI表都规定了重传率，由于有线电视网络、卫星网络和地面广播的信道容量相差很大，对不同广播网络的重传率要求不同，下面将给出有线电视网中主要SI表的重传