（通信与信息系统专业论文）网络传输适配器的设计以及相关技术研究.pdf

独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 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。 申请学位论文与资料若有不实之处， 本人签名： ：2 厦塞 本人承担一切相关责任。 一日期： 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 导师签名： 日期：塑! 旦：! ：星 日期： ：! 丛! ! ：! 星： 北京邮电大学硕士研究生论文摘要 网络传输适配器的设计以及相关技术研究 网络传输适配器的设计以及相关技术研究 摘要 随着网络相关技术的发展，数字电视的传播也正在朝着多样化的 方向前进着，如何利用网络的强大资源进行数字电视信息的传输是当 前研究领域的研究热点。本设计正是从此方向进行了深入的研究，设 计的网络传输适配器能够充分利用已有的网络资源完成a s i 的传输， 结合j a v a 技术，适配器能够实现全程的网络控制。 网络传输适配器是基于嵌入式平台的网络产品，它结构简单、功 能强大，充分利用了嵌入式的资源，在有限的硬件资源下达到了系统 的最优化。在考虑到网络带宽的条件下，适配器也具有很高的吞吐量， 完全满足用户的需求。 论文主要进行了以下工作，首先，介绍了数字电视的相关发展以 及相关的标准，网络技术的发展。然后介绍了适配器所用到的相关技 术以包括嵌入式技术、b s 技术等，随后详细的描述了适配器中具体 使用的一些技术和设计原理，包括多播技术、t c p i p 技术等。论文 重点介绍了设计的详细思路和思想，以及在设计中的难题和解决方 法。最后论文介绍了适配器的改进和系统的完善，包括升级系统，添 加d h c p 功能，采用r t p r t c p 等。 系统设计中，对网络通信机制进行了详细的考虑，提出了几种目 前比较实用的方案，在充分考虑了适配器的特殊需求之后，只选择了 其中一种，网管和设备间的通信协议也进行了详细的设计，简单高效， 网络流量低。 目前，网络传输适配器已经设计完成，硬件模块和软件模块也设 计完成，进行了功能模块测试和系统联调，整体性能优良。 关键字j a v ar t p r t c p 嵌入式b sl i n u x 北京邮电大学硕士研究生论文a b s t r a c t 网络传输适配器的设计以及相关技术研究 d e s i g na n dt e c h n o l o g yr e s e a r c h o f n e t w o r kt r a n s m i s s i o na d a p t e r a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h en e t w o r kt e c h n o l o g y , t h et r a n s m i s s i o n o fd i g i t a lt vi sb e c o m i n gm o r ed i v e r s e 1 1 1 ec u r r e n th o tr e s e a r c hi sh o w t ot r a n s m i tt h ed i g i t a lt vp r o g r a m su s i n gt h ep o w e r f u ln e t w o r ks o u r c e s t h i sd e s i g nm a k e ss o m ed e e pr e s e a r c hi nt h i sf i e l d c o m b i n e dw i t ht h e j a v at e c h n o l o g y , t h ea d a p t o rc a nm a k ef u l lu s eo ft h en e t w o r kr e s o u r c e s t os e n dt h ea s is i g n a la n dc a nb em o n i t o r e da n dc o n t r o l l e dt h r o u g ht h e n e t w o r k t h o r o u g h l y b a s e do nt h ee m b e d d e dp l a t f o r i l l ，t h ea d a p t o rp r o d u c tc a nr e a c ht h e s y s t e m so p t i m i z a t i o nu n d e rt h es p e c i a lh a r d w a r ec o n d i t i o n ，w h i c ha l s o h a st h es i m p l ei n t e r f a c ea n dm o r ep o w e r f u lf u n c t i o n w i t ht h el i m i t so f n e t w o r kb a n d w i d t h ，a d a p t o rm a yg e tt h em o r et h r o u g h o u tc a p a c i t ya n d f u l f i l lt h eu s e r sr e q u i r e m e n t s f i r s t ，t h ep a p e ri n t r o d u c e st h ed e v e l o p m e n to fd i g i t a lt va n ds o m e m a i ns t a n d a r d sa b o u tt h em p e g 2 t h e ni td e m o n s t r a t e st h er e l a t e d t e c h n o l o g i e s ，s u c ha se m b e d d e ds y s t e m ，b st e c h n o l o g ya n ds oo n t h e p r o t o c o l st h a ta r em e n t i o n e da n da d a p t e di nt h ea d a p t o ra r et h em u l t i c a s t p r o t o c o la n dt c p i p t h em a i np a r to ft h ep a p e ri s t h em e t h o da n d t h i n k i n go f t h ed e s i g n ，w h i c ha l s oi n c l u d e st h ep r o b l e m st h a te n c o u n t e r e d i nt h ed e s i g na n dt h em e t h o dh o wt or e s o l v e dt h e m a tt h el a s t ，t h ep a p e r e x p o u n d st h ei m p r o v e m e n ta n de n h a n c e m e n to ft h es y s t e m ，w h i c h i n c l u d e st h ef u n c t i o no ft h ed h c pa n di 盯p r t c p i nt h ed e s i g no ft h es y s t e m ，t h ep a p e rh a sad e e pt h i n ki nt h e n e t w o r kc o m m u n i c a t i o nm e c h a n i s ma n db r i n g ss o m ep r a c t i c a lm e t h o d a f t e rt h ec o n s i d e r a t i o no ft h ea d a p t o r ss p e c i a lr e q u i r e m e n ta n dc o n d i t i o n ， w ec h o o s et h eb e s to n et os u p p l yt h ed e m a n d ，w h i c hc a nr e d u c et h e h 北京邮电大学硕士研究生论文 a b s t r a c t 网络传输适配器的设计以及相关技术研究 n e t w o r kt r a f f i ca n dh a sh i g hp r o f i c i e n c y a tp r e s e n t ，t h ea d a p t o r sd e s i g ni sb a s i c a l l yc o m p l e t e d i ts h o w st h a t s y s t e mp e r f o r m a n c ei se x c e l l e n ta f t e rt h em o d u l e st e s t sa n dv e r i f i c a t i o n o ft h ew h o l es y s t e m k e yw o r d sj a v ar t p r t c pe m b e d d e ds y s t e m b sl i n u x i i i 研究 i l 1 l 1 1国内数字电视的现状l 1 1 2 数字电视的发展趋势2 1 2 数字电视标准4 1 2 1 视音频压缩标准4 1 3 1 4 1 5 1 6 第二章 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 第三章 3 1 3 2 3 3 1 2 2 中国的标准 。；。6 网络技术的发展。二。7 网络传输适配器的现状1 0 本课题的研究方向l l 论文工作以及各章安排：- 1 l 网络传输适配器的相关技术与需求1 2 嵌入式技术。1 2 b s 结构和j a v a 技术：。：? 1 2 适配器网管通信技术l 3 适配器数据包发送技术：1 3 多播通信机制：1 4 r t p r t c p 技术1 4 网络传输适配器设计需求l6 本章小结：1 7 网络传输适配器的设计与实现1 8 硬件平台l8 嵌入式系统1 8 3 2 1b o o t l o a d e r 选择18 3 2 2l i n u x 操作系统1 9 3 2 3 文件系统选择l9 适配器发送端设计及实现2 0 3 3 1 软件整体构架2 0 i v 北京邮电大学硕士研究生论文目录网络传输适配器的设计以及相关技术研究 3 4 3 5 3 3 2 发送端启动流程以及关键技术2 1 3 3 3 发送端码流分析策略2 4 3 3 4 网络通信机制及可靠性2 5 3 3 5 网管界面设计模式以及整体构架2 7 3 3 6 通信协议设计和基本命令字3 4 3 3 7 设备关键文件。3 4 3 3 8 相关测试及结果3 5 适配器接收端设计及实现3 6 3 4 1 接收端设计思路3 6 3 4 2 接收端设计策略及关键技术3 6 3 4 3j a v a 网管端框架3 8 3 4 4 网管端的窗体结构4 0 3 4 5 网管端总体构架及模块功能：4 0 3 4 6 通信协议设计。4 4 3 4 7 相关测试及结果4 6 碰到的问题及解决方法。4 7 3 5 1发送端适配器网管无法登录4 7 3 5 2 网络传输适配器无法接收问题4 7 3 5 3 网络传输适配器吞吐量问题。j 4 8 3 5 4 适配器接收端速率问题一。4 9 3 5 6 本章小结：5 0 第四章网络传输适配器的改进5 l 4 1 适配器b o o tl o a d e r 升级5l 4 2 适配器文件系统升级5 3 4 3 适配器支持驱动程序外挂5 6 4 4 适配器支持d h c p 5 7 4 5 适配器支持r t p 瓜t c p 5 9 4 6 适配器网络通信策略改进6 2 4 7 本章小结。“ 第五章网络传输适配器的展望6 5 5 1 系统硬件平台6 5 5 2 适配器网管技术6 5 参考文献一6 7 至炙谢6 9 攻读硕士期间发表的论文7 l v 北京邮电大学硕士研究生论文 缩略语表网络传输适配器的设计以及相关技术研究 缩略语 a i 蝴 a s i b i o s c a t c p u c r c d h c p d v b d t v f p g a f t p m a c m i p i e t f l g m p i p v 4 i t u t 缩略语表 英文解释中文解释 a d v a n c e dr i s cm a c h i n e s一种r i s c 微处理器 a s y n c h r o n o u ss e r i a li n t e r f a c e 异步串行接口 b a s i ci n p u t o u t p u ts y s t e m基本输入输出系统 c b n d i t i o n a la c c e s st a b l e条件接收表 c e n t r a lp r o c e s s i n gu n i t中央处理单元 c y c l i cr e d u n d a n c yc h e c k 循环冗余校验 d y n a m i ch o s tc o n f i g u r a t i o np r o t o c o l 动态主机分配协议 d i 西t a lv i d e ob r o a d c a s t i n g 。 。数字视频广播 d i g i 协1 1 v数字电视 f i e l dp r o g r a m m a b l eg a t ea r r a y现场可编程门阵列 f i l et r a n s p o r tp r o t o c o l文件传输协议 m e d i aa c c e s sc o n t r o l介质访问控制 m e d i ai n d e p e n d e n ti n t e r f a c e媒体无关接口 i n t e r n e tp r o t o c o l网际协议 i n t e m e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e互联网工程任务组 i n t e r a c tg r o u pm a n a g e m e n tp r o t o c o l i n t e r n e t 组管理协议 i n t e m e tp r o t o c o lv e r s i o n4i n t e m e t 协议版本4 i n t e r n a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nu n i o n t e l e c o m m u n i c a t i o n s t a n d a r d i z a t i o n m p e g m o v i n gp i c t u r ee x p e r tg r o u p n f s n e t w o r kf i l es y s t e m n i tn e t w o r ki n f o r m a t i o nt a b l e p 峨p r o g r a m a s s o c i a t i o nt a b l e p c r p r o g r a mc l o c kr e f e r e n c e p i dp a c k e ti d e n t i f i e r p m r p r o g r a mm a pt a b l e p s i p r o g r a ms p e c i f i ci n f o r m a t i o n q o s q u a l i t yo fs e r v i c e v i 国际电信联盟电信部 运动图像专家组 网络文件系统 网络信息表 节目相关表 节目时钟参考 包标示号 节目映射列表 节目专用信息 服务质量 北京邮电大学硕士研究生论文缩略语表网络传输适配器的设计以及相关技术研究 r a m i 强c 蹦h r t c p r t l r t p r s v p i u s p s d t s f n s i t c p t s t t l u d p r a n d o ma c c e s sm e m o r y r e q u e s tf o rc o m m e n t s r e d u c e dm e d i ai n d e p e n d e n ti n t e r f a c e r e a l t i m et r a n s p o r tc o n t r o lp r o t o c o l r e a lt i m ei n t e r f a c e r e a l t i m et r a n s p o r tp r o t o c o l r e s o u r c er e s e r v a t i o np r o t o c o l r e a l - t i m es t r e a m i n gp r o t o c 0 1 s e r v i c ed e s c r i p t i o nt a b l e s i n g n a lf r e q u e n c yn e t w o r k s e r v i c ei n f o r m a t i o n t r a n s m i s s i o nc o n t r o lp r o t o c o l t r a n s p o r ts t r e a m t i m e t ol i v e u s e r d a t ap r o t o c o l v i l 随机存取存储器 请求注解 精简媒体无关接口 实时流传输控制协议 实时接口 实时流传输协议 资源预留协议 实时流传输协议 业务描述表 单频网 业务信息 传输控制协议 传输流 存活时间 用户数据报协议 1 1 数字电视的发展 1 i 1国内数字电视的现状 第一章概述 ( 1 ) 国内数字电视产业仍处于发展的初级阶段 在数字电视产业发展初期，国内数字电视系统供应商和系统技术供应商，其 背后依靠的各种资金或来源于国家政策支持，或来源于上市公司支持，或来源于 风险资本支持，他们的发展壮大是我国数字电视产业的骄傲，相关的产业链也已 经初步形成。但总体而言，产业结构性矛盾突出，成熟的运营级产品较少，核心 竞争力不高，盈利能力薄弱，为网络运营商提供长期运营级服务的技术能力和技 术队伍不足，对后续服务的资源配置的要求较高。虽然数字电视的市场效应在逐 渐变大、变强，但整个产业链中的各个链条没有同时产生真正的效益，其“生态 环境仍然恶劣，仍处于发展的初期投资和运营试验阶段。 ( 2 ) 数字电视产业未能协调发展 数字电视产业属于n 产业、广电产业，还是文化产业? 从技术上，数字电 视技术融合了数字化、网络化技术，有器件，有软件，有整机，有系统，有终端， 离不开传输网络，属于广电网络，可称为广电产业；应用于电信行业，可成为电 信产业。数字电视只有技术属性，并无行业属性。底层的技术和平台支撑的是面 向社会化的业务，即公共服务，呈现给消费者的是节目及其相关服务，当前商用 的数字电视业务主要还是商业视频节目，而生产音视频节目的却既不是r r 产业， 也不是消费电子，而是文化产业。 数字电视技术被广泛采用之后，音视频节目并未因此而发生变化，两者各走 各的路，暂时未能交汇，观念的差异和节目市场的单一化，以及传统机制的惯性 作用仍然主导市场行为，两者未协调发展。基础不牢，塔型结构就不会牢靠，失 去了坚实的基础，业务创新能力自然不足。运营需求与产生现状之间的不协调影 响了整个行业的快速发展。 ( 3 ) 缺乏整体业务规划 在发展的永恒命题之下，业界精英凭其睿智和远见，编制了诸如技术发展规 北京邮电大学硕士研究生论文正文 网络传输适配器的设计以及相关技术研究 划、网络建设规划以及各种各样的管理规划，但在有线网络运营界，技术问题的 争论可以达到相当高的学术水平，为投资的数额反复论证，却难以寻觅到中长期 业务规划的纲领性文件，纲目混淆，本目难辨。规划业务，即是制定生财之道。 以行业特征和文化、信息消费特征出发，参考相关行业发展轨迹，在客观、科学 的市场分析基础上，提出整体业务发展规划，有利于吸引人才、资金等资源，纲 举才能目张，以业务规划作为出发点和归宿，向下层构建技术、奖金、人才、管 理等平台，向上托起业务发展之大厦，是为面向市场的业务开发之路。 ( 4 ) 数字电视内容限制 目前电视节目基本满足消费者收视需求，内容成为用户选择数字电视与否的 关键。消费者虽然偏好新闻和电视剧节目，但对节目质量要求更高。用户对内容 的认同和价值评估是决定消费意愿的主要因素。广告泛滥促进用户寻求新的信息 渠道与娱乐方式，使电视的吸引力逐步减弱，对传统电视盈利模式提出挑战。2 0 0 3 年3 0 0 多万台的高清电视机销售量与2 0 多万台机顶盒销售量之间的巨大反差， 反映了数字电视发展的难度。因此，我国数字电视产业能否成功，数字电视节目 源是关键。经济、文化的相互促进和发展，影视文化产品从著作、版权、人物、 发行、投放、播出到传播等环节，充分体现了其价值链的不断增值，建立专业的 付费频道及其符合市场规律的影视产品经营模式，将会催生新兴的数字电视节目 产业。 - 1 1 2 数字电视的发展趋势 据赛迪顾问预测，2 0 0 4 - 2 0 1 5 年，中国数字电视市场规模将由4 0 0 亿元扩涨 到5 0 0 0 亿元，2 0 1 0 年中国数字电视接收机市场规划将达到2 0 5 0 万台，而整个 数字电视产业的规模将达到1 5 0 0 0 亿元，商业前景诱人，市场机会巨大。 目前，数字电视产业发展迅猛，在国家广电总局的大力推进下，地面无线、 直播卫星、移动多媒体广播等领域的数字化进程，已经开始全方位地推进，并取 得了重要成果。此外，从2 0 0 8 年开始，直播卫星系统已经开始用于边远地区的 信号覆盖工作。移动多媒体广播技术也成功地服务于北京奥运会。目前c m m b ( 中 国移动多媒体广播) 的覆盖网络已经在1 5 7 个城市建立。数字广播电视的发展过 程可以说是广播电视领域用新技术改造传统媒体、用新媒体提升传统媒体的过 程。在这个过程中，还有许多新技术需要进一步研究和探讨，我们要研究和掌握 这些新技术，探讨和发展新媒体的核心业务。 今年又是新中国成立6 0 周年，我国的广播电视又站在了新的历史起点上， 广播电视业正处于数字化、网络化、节约化、规模化发展的新阶段，希望我国广 播影视繁荣昌盛，广播电视数字化进程取得更大的成就。中国数字电视的用户已 2 北京邮电大学硕士研究生论文正文网络传输适配器的设计以及相关技术研究 经突破4 5 0 0 万。但是，随着数字电视的大规模推广，数字电视产业存在的一些 问题突出地表现在以下三个方面：一是用户数字电视缴费标准提高了，数字电视 的频道也随之增加，但这些增加的频道只是简单的重复，用户对增加的频道的内 容并不感兴趣；二是广电运营商购买机顶盒的资金已经达到了2 0 0 亿元左右，就 一般而言，一个产业投入了2 0 0 亿元之后，至少会有2 0 的现金收入成为利润， 但广电运营商并没有获得相应的利润；三是由于机顶盒价格等方面的原因，目前 提供相关技术、设备以及终端的供应商，日子非常艰难。上述三个方面的问题亟 待解决。 数字电视的发展有两个阶段：一个是整体平移阶段，另一个是后平移阶段。 在这两个阶段中，尽管业界做了很多努力，但坦率地讲，效果并不理想。目前整 体平移主要需要解决两个方面的问题：一个方面是要做好公益服务工作，比如做 好阳光广播工作等；另一个方面是要尽可能地提高用户的满意度，毕竟收视价格 已经上涨了。其实，强化增值服务有两个主要的作用：一是通过一些新业务使运 营商在网络上获得更大的收益；二是通过一些具有吸引力的业务，帮助运营商抓 住用户。但是总体而言，在整体平移之后的第一轮发展中，用户对数字电视的使 用黏性并不高，所以我们要在第二轮发展中，使用户能够自主地选择所喜欢的业 务，抓住用户。我们可以利用基于电视的宽带网业务，使有线电视网络获得更大 的竞争优势。 从上世纪7 0 年代以来，电视机的性能、功能或业务成功地进行了三个方面 的拓展或提升：第一，电视机画面色彩从黑白到彩色，画质从标清到现在的高清， 我们成功地使用户能够更舒适地观看电视；第二，电视机从与录像机相连接拓展 到与d v d 相连接，解决了内容的来源问题；第三，游戏机已成为电视机的配套 产品，游戏功能成为电视机的一个重要功能。我们有没有可能根据电视机的业务 特征，通过与互联网结合创造出电视宽带网的节目，这是一个非常值得思考的问 题。数字电视增值业务需要运营商、用户以及企业三方互动、共同推动。 从现在来看，在整体平移后的数字电视产业链中，机顶盒软件产业肯定是一 块不小的蛋糕。但是，机顶盒软件产业只有符合数字电视产业和技术的发展潮流， 才能够真正发展起来。目前，许多地区的数字电视整体平移工作已经进入到后平 移阶段，数字电视的市场和整个行业都会在比较短的时间内进入一个良性发展的 阶段。而等到我们的增值业务产品能够良性发展的时候，机顶盒也能进入市场化 销售的阶段，机顶盒软件事业会随之获得很大的发展。 2 0 0 8 年国际金融危机并没有对全球机顶盒市场产生很大的影响。目前全球 机顶盒市场呈现以下三个特点：第一，机项盒市场仍然处于景气周期：第二，从 产品类型来看，卫星机顶盒在全球机顶盒市场的出货量最大；第三，机顶盒产业 3 北京邮电大学硕士研究生论文 正文网络传输适配器的设计以及相关技术研究 的资源供给与产品需求正在发生一系列变化。目前中国已成为全球机顶盒制造大 国。2 0 0 8 年中国机顶盒总出货量大幅增长，中国制造的机项盒出货量已占全球 总出货量的6 6 8 3 。在这个总出货量中，有近一半是卫星机顶盒的出货量。目 前中国深圳正在形成机项盒制造的产业集群。 2 0 0 8 年中国制造的机顶盒主要销往海外市场。面向海外市场的机顶盒产品 主要以卫星机顶盒和地面机顶盒为主，其中，卫星机顶盒的出口量最大，主要销 往美国、印度、阿联酋、德国、埃及、罗马尼亚。目前，中国已在卫星机顶盒供 应市场上占据了举足轻重的地位。我国地面机顶盒的出口量仅次子卫星机顶盒的 出口量，北美和欧洲是我国地面机顶盒最主要的出口市场：其中，支持d v b t 标准的机顶盒主要销往欧洲和中东等地区。 格兰研究公司的调查显示，2 0 0 8 年我国有线机顶盒的出口量相对较小，但 与2 0 0 7 年相比有了大幅提高，产品主要销往美国等国家。目前中国外销机顶盒 产品以中低端机顶盒为主，为国外机项盒品牌做代工是中国外销机顶盒市场的一 大特色。中国机顶盒市场从2 0 0 6 年到2 0 0 8 年一直稳步发展。格兰研究公司的调 查显示，虽然中国机顶盒产业受到了汶川地震和国际金融危机的影响，但从2 0 0 8 年的出货量来看，仍然保持了稳定上升的势头。截至2 0 0 8 年年底，中国机顶盒 出货量达到了3 4 5 5 3 万台，与2 0 0 7 年相比增长了1 2 8 4 。由于受到卫星机顶盒 需求增加、有线市场持续发展等因素的影响，中国机项盒市场将继续保持平稳增 长。预计2 0 0 9 年，中国制造机顶盒的全球总出货量将超过1 亿台，中国国内市 场的出货量预计将达4 1 0 0 万台，海外市场对中国机顶盒厂商而言，仍然非常重 要。在机顶盒技术发展趋势方面，中国机顶盒芯片将向高集成度的方向发展。在 编码技术上，m p e g 2 仍然是目前中国机顶盒市场的技术主流，符合m p e g 4 、 h 2 6 4 等编码技术的产品比重也会越来越大。【1 4 1 1 2 数字电视标准 现在，数字电视视音频压缩标准主要是m p e g 2 ，m p e g 4 和h 2 6 4 以及我 国a v s 标准；在运营和传输系统上，主要有美国a t s c 标准，欧洲d v b 标准， 日本i s d b 标准。2 1 3 1 1 2 1 视音频压缩标准 m p e g 2 1 4 1 1 7 1 1 8 1 m p e g - 2 目前分为9 个部分，1 9 9 0 年成立了a t m 视频编码专家组，它与 m p e g 一起开发适用于a t m 传输的视频编码联合标准。两个工作组主要在9 个 部分的i s o o e c1 3 8 1 8 国际标准中第一和第二两个部分进行合作，即：m p e g 2 4 北京邮电大学硕士研究生论文 正文网络传输适配器的设计以及相关技术研究 的i t u tr e c h 2 2 0 、i s o i e c1 3 8 1 8 1 系统层编码标准和i t u tr e ch 2 6 2 ， i s o i e c1 3 8 1 8 2 视频编码标准。i s o i e c1 3 8 1 8 3 音频编码；i s o i e c1 3 8 1 8 - 4 符 合测试；i s o i e c1 3 8 1 8 5 软件模拟；i s o i e c1 3 8 1 8 6d s m c c 扩展的完全软件 实现；i s o i e c1 3 8 1 8 7 高级音频编码；i s o i e c1 3 8 1 8 9 系统解码的实时接口扩 展。 第一部分系统层标准解决多个视频、音频和数据基本码流的组合问题。输出 两种码流：传输流( t s ，t r a n s p o r ts t r e a m ) 和节目流( p s ，p r o g r a ms t r e a m ) ，t s 流实时传输节目到用户端，现在数字电视的电视台发送都是打包成t s 流传送到 千家万户；p s 流是用来存放影音文件的打包格式，大家观看的d v d 就是把视音 频按照p s 的格式存在光盘中的。系统层标准是码流分析系统的主要测试依据之 一。 在第二部分视频编码标准中，按清晰度将图像分为4 个等级，按使用的工具 和方法不同分为5 种处理类型。目前还在开发的还有多重观看点类( m u l t i v i e w p r o f i l e ，m v p ) ，允许使用现有m p e g 2 视频编码工具，将两个相差小角度的摄 像机摄取的同一场景进行有效的编码。 第三部分音频与m p e g 1 音频标准后向兼容，并支持多通道音频编码。 第四、五部分规定如何测试和比较被测码流是否符合m p e g 2 第一、二、 三部分的规定。第五部分从技术上说不能算是一个标准，而更像是技术报告，给 出了m p e g 2 标准第一、二、三部分的软件实现j 于1 9 9 6 年3 月通过。 第六部分是规定数字存贮媒体指令和控制( d i g i t a ls t o r a g em e d i ac o m m a n d a n dc o n t r o l ，d s m - - c c ) 协议，用以支持单独的或网络环境下的d s m - - c c 模式， 将码流从服务器传送给用户，已于1 9 9 6 年6 月通过。 第七部分规定不与m p e g 1 音频反向兼容的多通道音频编码。 第八部分原计划用于1 0 b 视频抽样的编码，但因有兴趣的厂家不多，已停止。 第九部分规定了传送码流的实时接1 3 ( r e a lt i m ei n t e r f a c e ，r t i ) ，于1 9 9 6 年 6 月通过为国际标准。 第十部分将是d s m - - c c 的符合测试标准。 h 2 6 4 5 1 h 2 6 4 ，或者称为m p e g - 4 第十部分，是由r r u t 视频编码专家组( v c e g ) 和i s o i e c 运动图像专家组( m p e g ) 联合组成的联合视频组( j v t ，j o i n tv i d e o t e a m ) 提出的新一代高压缩比数字视频编解码器标准。r r u t 的h 2 6 4 标准和 i s o i e cm p e g - 4 第l o 部分( 正式名称是i s o i e c1 4 4 9 6 1 0 ) 在编解码技术上 是相同的，这种编解码技术也被称为a v c ( a d v a n c e dv i d e oc o d i n g ) 。该标准第 一版的最终草案已于2 0 0 3 年5 月完成。 5 北京邮电大学硕士研究生论文 正文网络传输适配器的设计以及相关技术研究 h 2 6 4 标准可分为三档：基本档次( 其简单版本，应用面广) ；主要档次( 采用了 多项提高图像质量和增加压缩比的技术措施，可用于s d t v 、h d t v 和d v d 等1 ： 扩展档次( 可用于各种网络视频流的传输) 。h 2 6 4 不仅比h 2 6 3 和m p e g 2 节约 了5 0 的码率，而且对网络传输具有更好的支持功能。它引入了面向p 包的编 码机制，有利于网络中的分组传输。支持网络中的视频流媒体传输。h 2 6 4 具有较 强的抗误码特性，可适应丢包率高、干扰严重的无线信道中的视频传输。h 2 6 4 支持不同网络资源下的分级编码传输，从而获得平稳的图像质量。h 2 6 4 能适应不 同网络中的视频传输，网络亲和性好。6 ， h 2 6 4 目前在数字电视：i p t v 、网络媒体分发等得到了广泛应用，支持h 2 6 4 标准的软硬件编解码器层出不穷，实现复杂度和价格都已降到实用水平，随着媒 体网络、高清视频等的发展，h 2 6 4 还将获得更大的市场份额。 a v s， a v s ( a u d i ov i d e oc o d i n gs t a n d a r d ) 标准是信息技术先进音视频编码 系列标准的简称，是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准。a v s 标准包 括系统、视频、音频、数字版权管理等四个主要技术标准和一致性测试等支撑标 准。2 0 0 5 年4 月3 0 日，a v s 标准视频部分通过公示，在标准道路上迈出决定性 一步。2 0 0 6 年2 月2 2 日，国家标准化管理委员会颁布通知：信息技术先进音 视频编码第二部分视频于2 0 0 6 年3 月1 日起开始实施。四1 a v s 的主要创新在于提出了一批具体的优化技术，在较低的复杂度下实现了 与国际标准h 2 6 4 相当的技术性能，但并未使用h 2 6 4 背后的大量复杂的专利技 术。a v s 一视频当中具有特征性的核心技术包括：8 x 8 整数变换、量化、帧内预测、 1 4 精度像素插值、特殊的帧间预测运动补偿、二维熵编码、去块效应环内滤波 箜 寸o a v s 对于数字电视运营意义重大。数字电视运营系统包括三个主要环节：制 作、播出、传输。其中制作( 电视台演播室) 和传输( 数字电视传输网) 是投入 最大的部分，但二者都与播出节日所采用的格式无关，因此采用a v s 不影响这些 设备的既有投入。a v s 唯一要求增加是编码器，而采用a v s 得到的回报远大于替 换编码器的投入：至少可以节省一半传输带宽资源、为标清业务部署的传输系统 可以直接提供高清业务。从电视网看，传输的节目容量扩大一倍，相当于在地面 广播中节省一半的无线频谱资源，意义十分重大。 1 2 2 中国的标准 从2 0 0 1 年开始，我国就开始制订自己的数字电视标准。通过制订自己的标 6 北京邮电大学硕士研究生论文正文网络传输适配器的设计以及相关技术研究 准，对规范我国数字电视产业具有重要的意义。数字电视传输标准一共包括三个 标准：地面传输标准、有线电视标准和卫星电视标准，有线数字电视标准和卫星 电视标准已采用欧洲标准d v b c 和d v b s ，只有地面传输标准采用了国内标准， 因此该标准也是对国内数字电视产业影响最大的一个标准。 2 0 0 6 年3 月3 1 日，信息产业部颁布了2 5 项数字电视产业标准，涉及到名 词术语标准，功能性能标准，测试方法标准，接口标准，机卡分离标准几大方面。 2 0 0 6 年8 月3 0 日，国家标准委发布了数字电视地面广播传输系统标准 g b 2 0 6 0 0 2 0 0 6 数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制，该标准 于今年8 月1 8 日正式批准成为强制性国家标准，并于2 0 0 7 年8 月1 日起正式实 施。该标准突破性地融合了上海交通大学和清华大学方案中的单、多载波调制技 术。颁布后的标准将主要应用于大面积覆盖以及移动电视等方面，其中的移动电 视主要包括城市楼宇、公车电视，而不包括手机电视。n ” 手机电视方面，2 0 0 7 年1 0 月2 4 日，国家广电总局正式颁布了中国移动多 媒体广播( 手机电视) 行业标准，确定采用我国自主研发的手机电视技术c m m b ， 传输技术采用s t i m i 。该标准将从2 0 0 7 年1 1 月1 日起实施。c m m b 规定了在 广播业务频率范围内，移动多媒体广播系统信道传输信号的帧结构、信道编码和 调制技术，该标准适用于在3 0 m h z 到3 0 0 0 m h z 频率范围内的广播业务频率， 通过卫星和或地面无线发射电视、广播、数据信息等多媒体信号的广播系统， 可以实现全国漫游。n 幻一 国内p t v 标准化工作得到c c s a ( 中国通信标准化协会) 的大力推动，在 c c s a 中已经成立i p l v 特别任务组，负责i p t v 的标准化工作。目前，标准化 工作优先将“a v si p t v 网络系统”项目进展中遇到的问题作为重点，涉及视频 编码的采用、互通、中间件和服务质量等。在i t u t 的m t v 焦点工作组前六次 会议中，中国的提案达2 7 0 多篇，占总数4 0 以上，经过会议讨论，7 0 的文稿 被接受，所提交的m 1 v 定义被