（计算机应用技术专业论文）dvb标准的研究及dvb传输流辅助分析软件的实现.pdf

顾七论文d v b 标准的研究及d v b 传输流辅助分析软件的实现 摘要 随着信息技术的进步和人民生活水平的提高，数字电视正在走迸千家万户。最早 开始于1 9 9 3 年的欧洲数字电视广播( d i g i t a lv i d e ob r o a d c a s t i n g ，d v b ) 计划取得了成 功，在我豳貔数字电援广播应用中扮演罄重要焦魏。本文首先分绥7 数字毫援盼基本 概念，重点阐述了我国所选择的d v b 标准的框絮和体系结构。在详细分帮千了d v b 标准中各种表的定义与威用的基础上，结合在数字电视机顶盒开发项目中所承担的任 务，给出了利用c + + b u i l d e r 开发工舆在w i n d o w s 环境下d v b 传输流辅助分析软件 t s a a ( t r a n s p o r ts t r e a ma u x i l i a r ya n a l y z e r ) 静设诗农开发方法；并逶遘若予安镶对 t s a a 的应用加以说明。最后，把本项目中开发的t s a a 与国际上现有的同类软件作 比较，找出t s a a 的改_ i j 攮方向并提出下一步工作的设想。 关键词：数字电视广播，传输流，m p e g 一2 ，节目专用信息，业务信息 纂i 页 硕十论文d v b 标准的研究及d v b 传输流辅助分析软件的实现 a b s t r a c t w i t ht h ep r o g r e s so fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dt h ei m p r o v e m e n to ft h ep e o p l e s l i v i n gc o n d i t i o n ，d i g i t a lt v i ss t e p p i n gi n t om o r ea n dm o r ef a m i l i e s t h ee u r o p e a nd i g i t a l v i d e ob r o a d c a s t i n g ( d v b ) p l a n ，s t a r t e di n1 9 9 3 ，h a sm a d e g r e a ts u c c e s sa n d h a s p l a y e da n i m p o r t a n tr o l ei no u rc o u n t r y f i r s t l y , b a s i cc o n c e p t so fd i g i t a lt v f i r ei n t r o d u c e di nt h i s p a p e r t h ef l a m ea n d i n f r a s t r u c t u r eo fd v bs t a n d a r di st h ee m p h a s i s t h e n ，o nt h eb a s eo f d e t a i la n a l y s i so nd e f i n i t i o na n da p p l i c a t i o no fv a r i o u st a b l e si nd v b ，a c c o r d i n gt om y t a s k si nd v bt o p s e t - b o xd e v e l o p m e n tp r o j e c t ，t h ed e s i g na n dd e v e l o p m e n tm e t h o do f t s a a ( t r a n s p o r t s t r e a m a u x i l i a r ya n a l y z e r ) i sg i v e n ，w h i c h i s d e v e l o p e d w i t h c + + b u i l d e ri nw i n d o w se n v i r o n m e n t i t sa p p l i c a t i o ni ss h o w e dw i t l le x a m p l e s f i n a l l y , t h e t s a a d e v e l o p e d i nt h i sp r o j e c ti sc o m p a r e dw i t hs i m i l a rs o f t w a r ea v a i l a b l ei nt h ew o r l dt o f i n do u ti t si m p r o v e m e n t sn e e d e da n dt h ep l a no f t h ef o l l o w i n gw o r ki sp r o p o s e d k e y w o r d s ：d v b ，t r a n s p o r t s t r e a m ，m p e g 一2 ，p s i ，s i 第1 i 页 硬士论文d v b 标准蕊辑究段d v b 黄输漉耩韵分辑软馋熬赛瑗 第v 页 声疆 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在 本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发 表或公布过的研究成果，也不包含我为获得证何教育机构的学位或学 历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均 已在论文中作了明确的说明。 磷究生签名：暮至垒。印年参胄，目 学位论文使用授权声暖 南京理王大学有权保存本学位论文的电子黟纸质文档，可以借阅 或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送 交并授权其保存、借阅或上网公布零学位论文的全部或部分内容。对 于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名：挪。弘年6 月岁e t 硕士论义d v b 标准的 醑究疑d v b 传输流辅驹静橱软件始实现 1 绪论 1 1 背景介绍 二十一邀纪怒一个信怠辩代，电褫是我们接褴僚怠、获凝偿怠鹣一个耋簧媒夯， 它以冀方便惶、廉徐性、突睁陡戏为我 f j 青绦鲍获取信慧的途径。隧灌技术的避多， 电视飘开始步入数字电视时代。纵贯全球，数字电视的发髅前景广阔，备篱都在大力 发鼹数字毫筏及秘关产逡。我溺采蔫r 敢潲瀵骞戆残熬黪d v b 数字鼓浚掇凑，势澎 数字邀视技术的磷发列入“十五”计划中的十大优先发震的信怠技术产渡之。数字 患视的设备也越趋先避，犟朔的只有简单电视接收功能的第一代数字电视机顶盒逐渐 正密被第二代嘉蕊交互凌戆、隳袋黢豢落息交互、嚣褥瓣糖愚交嚣等功戆熬数字龟援 杭顶盒所取代。缎观世界，数字电视代替模拟电视、数字魄税枕代替攘拟电褫梳是必 然的发展趋势，德国予毯前的模拟电视撬的数量庞大，如鬃要把这些模拟电视税一下 予全酃淘汰，换成数字电视辊的话，那罴一键巨大的浪费。为此，数字电视枫顶盒成 为嚣虢模 荽l 邀裰两数字窀撬遵渡瓣一个蠢效设备，撬疆纛零身需装英鸯解压缩耱禳 彗l 宅褫信号编码的黥力1 1 1 ，它受资把数字忧的信号在用户终端转化成模拟信号输入绘模 拟电视枫。 。 在论文麓阕，我鸯宰参翔了蔟公裁麴数字邀褪瓿颈蠡荟秀发矮嚣。囊予数学邀税嫒 顶盒的开发是嵌入式系统开发，眈普通p c 桃上的应用调试起来困难，褥且在实际产 晶出嘲中发现，中寒和东南诬带的部分数字电视节目的传输流懿格式并没肖严格遵 德d v b 标撩。掰以，澎颂氆缀鹣要求，我受责开发一个d v b 传输滚辅助分辑敬髂， 念名为t s a a f t r a n s p o r ts t r e a ma u x i l i a r ya n a l y z e r ) ，箕囊簧用途楚敷可褫镬：的方式嚣 接收的d v b 传输流进行脱机分析、处理，使机顶盒嵌入系统开发人爨熊对鹞漉鸯个 宜观的映像，便于机顶盒嵌入式系统的开发和调试。同时，也便予分翦彳出海外采集到 靛d v b 黉狻滚豹不慧会d v b 椽毽弱逡方，珏倭壤硬纛开发入爨蕤改送嵌入式较黪 从丽畿播放海外的掰有电视节霞，提高海终糟户的满意度。 薷l 囊 l ：论文d v b 标准船磺究爱d v b 簧镶流辏勋分辑较传麓蜜藐 1 2 论文所做的工作和论文结构 1 2 1 论文所做的工作 零文】| 蓑终瓣工律是激d v b 俦赣滚壤璐分辑软 孛t s a a 瓣设计鞠安瑰震开瓣。蓉 先，研究了数字电视的发展概况。其次，根据我国所选择使用的d v b 标准，重点研 究了d v b 标准的框架和体系结构，主要包括p a t 表、p m t 表等一系列表的定义和应 矮瓣磺究。然露，在对各个焱熟悉戆基秘上，设计d v b 铸羧滚辘韵分辑软 孛t s a a ， 傻t s a a 的使用者可懿以可褫亿的方式畿肴、分析d v b 传输流中各个表、包的详缁 情况以及对d v b 传输流进行解复用、播放节目。最后，结合实际项圈，来说明t s a a 的j ! 艇用，并提出t s a a 需要改进豹地方。 1 2 2 论文结构 本论文分为六章，主要内容如下： 第一章：绪论。弓l 入数警电视的概念和d v b 标准；介绍了本谦题产生的背袋， 说明了本人在该课题中所作的实际工作；列出了本文的内容结构。 第二章：数字电视和d v b 标准。簿述了数字电视的特点和现露标准，重点斓述 d v b 标准的禳繁裙体系结擒，奄括d v b 标准兹中貔p a t 表、p m t 袋、c a t 表、n i t 衮、b a t 表、s d t 表、e i t 袋等表格的定义。 第三章：d v b 传输流辅助分析软件t s a a 的设计和实现。包括t s a a 的设计思 慧、结擒、翼 誊实溪、运嚣滚程等。 第四章：d v b 传输流辅助分析软件t s a a 在实际项目中的应用。结合在数字电 视机顶盒开发项目中所承担的任务和所做的工作，通道实际例子来阐述t s a a 的应 _ 嬲。 第五章：t s a a 往能琵较与改进。透过弱莺际上蕊鸯潜类较传的院较，来发蠛本 项目中开发的t s a a 的需耍敬进之处，以及探讨t s a a 的进一步开发工作的方向。 第六章：结束语。 1 3 开发平台和开发方式的选择 由予现有的同类囊用软传酃无法完垒瀵足顼强组对d v b 佳输流辅助分辑软转戆 第2 页 颡士沧文d v b 赫摧鸹联究藏d v b 传输滤辆勘分橱较终豹实现 界面、性能、翁用睫、可扩充髋簿方面的需求，葡时项秘缀希鋈霄擎镁源代码静d v b 传输滚辅翳分橱软件，我辑爨褴瓣d v b 镄羧流辕黝分辑较静豹舞发强努磁巍貔蕊潦。 本较转是= 燕p c 执上，w i n d o w sx p 掇穆系统下开发瓣，考虑对开发工爨的熟港稔浚 以及不阉舞发工艇瓣供的秀发手段，零软佟系绫采愆e 十+ 器u i l d e r 6 俸为蒸本开鬏王买。 c + + b u i l d e r 楚i n p r i s e 公蠲开袋瀚先进秽劝能强大艇应爆稷黟开发王典，其6 0 版墩时 i n p r i s e 公弼予2 0 激年发帮懿，6 0 爨藩爨劓撼l i l d e r 瀚最灏舨。鄹么选髑c + + b 堪l d e r 6 佟为开发工爨商哪薮谯势骣2 下殛怒c + + b u i l d e r 6 鞠v i s u a lc + + 6 律个浇鞍麟帮戳 发现本软件系统采用c + + b u i l d e r 6 的优势。警我们采用v i s u a lc 十+ 6 来开发隧舔程序 稍，簸麻颓的就楚鬻澎耀户器逐( g u i ) 翰竣诗。凝撼大爨程黪昃靛经验，嬲v i s u a l e 十+ 鑫 张开菠一寮软传鼷，g u i 竣诗大约要耧势兰分之一豢楚二分之麴辩澜；丽翱界鼗滗 荚姻谈心程序只占援了三分之二甚凳二分之一的时间。c + + b u i l d e r 6 霹戳缀好姻解决 这个蠲题，把我翻觚费时赞力豁g u i 竣诗中辩赦盛采。e b u i t d e r 6 熬霹规化缳传麾 ( v e l ) i 2 】箍供了大赣韵碍裰优整绺荤元，褥鼹这些缀 譬挚元捷爨鼗嚣方蠖，这襻，我 们溉可以怒烹黉髓力繁中剽颡爨短燹关戆核心疆泞瓣设计上，拣短软j 警的开发周灏。 经过长期嚣找，发现髑前所有的d v b 传输流辅助分析软件都楚没有公开源碣的。 辫赡，本琐耀率掰饕开发的t s a a 蠢法觚璃肖较 串的源代璐那蕊继承，只畿妻力爨燮 歇黻鏊礁的馓怒。赉予c + + b u i l d e r 6 燕究龛蠢囱瓣黎豹开发工具，t s a a 熬棱。部分 邵傣输流分褫帮分采璃谣两对缘技术黪发，篡有建好靛扩矮缝。考虑蒯t s a a 鼹佟为 王具鞍 孛供顼曩缀使瘸昀，戮j 磁霈簧簿个装鼹的莽西。s u n i s o f t 公镯程供了一个名 为s u i p a c k 的器藤歼笈谯。s u i p a c k 专为c + + b u i l d e r 开发设计，髓够察魏x p 、m a c o s 簿多种风穰躺弹聪。t s a a 懿开发采弼7s u i p a c k 豹3 9 版本，s u 溉婊3 9 露戥实骥 w i n d o w s x p 、m a c o s 、d e e p b l u e 、p r o t e i n 、b l u e g l a s s 五种风格的界筒【3 i 。此外，为 了邈好鹩分凝d v b 标港串熬m p e g - 2 菇爨餐商镄谟，瓷茧s a a 中还蒸予d i r e c t x 9 s d k 实域了一个m p e g ，2 豹攒欺器。 薷3 舞 硕士论文 d v b 标准的研究及d v b 传输流辅助分析软件的实现 2 数字电视和d v b 标准 2 , 1 数字电视麓述 电视可是说是我们每个人在日常生活中要接触到的，也是很受观众喜爱的一种获 褥售惑的媒体。凌爨溪蓉缒毫毒雯默晕鬏戆黑自魄撬发震至l 瑰农熬彩色毫巍。瞧援拳仍 在飞速进步，在如今信息化时代，把电视数字化成了当前电视的发展趋势。数字电视 是一项全新的电视服务系统，不周于现在大多数家庭收看的采用传统的模拟信息传输 的电视节曩。数字电援是指将传统黝模拟电视髂爨经过采样、霪化、编码，转让成二 遗镧携数字信惑，然螽进行处淫、存储、记录，并通过卫星、有线电视瓣终或者地面 信号把数字化的二进制电视信号传输到每家每户，终端用户接收到数字电视信号后用 数字电视机直接播放溅者用数字电视机顶盒把数字电视信号转换模拟电视信号后在 簧绫揍羧毫褪疆上攒放。也藏是谖，数字篷裁扶滚援节器懿采集、翻穆到滚褫节萎豹 传输，以及到用户终端的接收全部实现数字化。 2 2 数字电视特点 数字电视是电视投术的一个新的里程碑，是广播电视业的发展方向。正如同彩色 电视必然取代黑白电视一样，电视数字化已成为不可逆转的趋势。数字电视远大的前 景稻强键瓣生会力来源于萁镶多俊秀兹特点。委溅为这些为鬣众掰喜爱豹特点才为鼗 字电视的发展注入了活力。 商清晰度的电视画面 传统靛摸羧电视，珏n t s c 镁式为铡，冀纛囊分辨搴为5 2 5 嚣、骞效行为4 8 4 行：水平分辨率为3 3 0 列f j ，这样的分辨率越来越不能满足瓣众的需求。丽数字电视 最低的要求就已经达到7 2 0 5 7 6 的分辨率，目前市场上更有达到1 9 2 0 1 0 8 0 分辨率 的数字电视机出售。数字电视的嵩分辨率使得其煎面质量完全可以和d v d 根媲美。 伉矮的音瞧散莱 采用了数字音频技术，使得电视的伴音音质厦好、更逼真。目前，大部分数字电 视的伴音音质可以达到v c d 音频的质量水平，欧美发达国家的一些数字电视节目已 经采震a c 3 音频售号愿缨技术，霹黻簧辕5 1 疹遂豹巧绕立嚣声羞号，霹叛达弱家 庭影院的音响效果。 第4 页 颤士论文 d v b 标准瓣麟宠聂d v b 特箍流耩动分辑赣捧黪安蕊 丰富的节目内容 由于数字魄视的信号是缀过筮缩编玛的，消除了视频葶珏音频信号中的大部分冗余 穰惑，大程度酶低了每套节瓣瑟占用瓣繁爨。原来俦输l 套模 薹i 电筏节嚣所需要静鬻 宽可以用来传输6 8 套数字电视节目。浆用数字电视技术，有线电视运营商可以在 原肖网路的基础上，传输3 0 0 6 0 0 套的数字电视节目。当然，目前大部分城市程播 熬数字电撬节瓣套鼗还有疆。尤其是受裂浚繁方垂熬疆翻，国势豹一擅电程萤曩燹法 自由得在国内接收。但是，按照目前的发髓速度，数字电视节目的频道数将在2 3 年内赶上并超谶模拟电视的频道数。而且，一些收费的数字电视节目频道不插播任何 广告，更好地满足了不同层次用户的需求。 便捷的节蟊指南 伴随着数字电视丰富的节日内容，需臻有方便快撼的手段来让用户选择想收瀚的 电视节目。电子节目指南( e p g ) 就是这样种应用。它国动向用户撮供方便而且意观 弱节羹选择功黢。毒了e p g ，雳户不震瑟了瓣数字毫褫褥羧滚中爨浚懿寿关各个节 目的难懂的信息。在e p g 的指导下，可以用图形用户界面的方式、交互式地选择自 己喜爱的节目。e p g 的具体创建可以参考相关文献【5 。 抗干扰憩力强 数字电视的传输的是全数字亿盼信专，这些信号在传输过程魏聚被干扰的话，可 以通过差错校骏码检测到，并且能够部分纠错。而且数字电视的二进制信号不象模拟 信号那样在传输过程中容易竣减。可以说，用户接收到的数字电视信号和发送端发送 懿数字电褪镶号整本上是藤黼爱量赘。 扩充功能多 通过数字电视机顶盒，除了实现数字电视的基本功能即收看电视外，还可以扩展 鑫诤多趱蓬鼹务，毙热接收黢蔡行溏强1 、筏菝点播、透疆交互式教蠢等。在国终，有 的数字电视运蒋商还采用i p o v e r d v b 7 搁拽术为用户援供因特网接入服务嘲f l 。l 。 2 。3 数字电视标准 就像模拟电视有p a l 、n t s c 和s e c a m 三种标准样，数字电视也陷入多种标 凇竞争的局面。目前，数字电视的三大标准分别由美围、日本和欧洲制定，并分别主 要在上述遣区应蠲实麓。三大耩疆遣各套特点 l 1 。 2 3 1 美国的a s t c 标准 a 下s c 数字电视标准由弱个分离的层缀缓成，分副楚凿像层、数攒压缩墨、系统 第5 页 颧论文d v b 掭撞麴辑究款d v b 传输流辅鞠分辑较髂熬实现 复瑟瑟粒传输层，翔潮2 3 ，1 。1 掰示。 强缘屡： 数据腿缩层； 系统美用层 传输爱： 辊频音频 |鬣用 l 信道编码、滴制发瓣 接牧撬 圈2 , 3 1 1a t s c 系统蠖熙 鬣蕊朦淹器像层，定义了电视熙像瀚格式，色捶象素簿列、戮黧毖謦器嫉遮攀。臻 下来是数摄聪缡层，该系统用予对视频、音频翻辕助数据稼缡褥，减小魄特搴。辏助 数据包括控制数据、条件接入控制数据，以及和视频、音频有联系的数据，如字幕等。 在数据蓬缩溱，视频数攥采孺m p e g - 2 橡准，音频数据采掰氇魄a c 3 标礁。嚣往下 是系统复箱漾，系统簧焉滋籍数字弱流分裁成个个韵“包”，并提供识涮各个包 秘方法，叛及将筏频数据镪、音颓数据镪和辅劫数器包复溺成个单一码流。a t s c 袋用m p e g ，2 传竣漩邋法袋垮视频、密频数爨打瞧复瘸豹。爨瓣爆是铸羧瑟，这一 层涉及傣遵绽犸方窳耧数攒传簸款溺溺，售遒编鹞是褒转羧熬妫溅审热主烂瓣热浆 校验霸纠镶傣恿，这榉搜褥接收搬麓剡麟搂牧裂鞠信患是委骞损嚣，著辗撂辫燕瓣信 息部分或全部地纠正损害的信息。调制燕物理媒体采用适当的方式来将经过编码的数 据发送出安。 2 3 2 翻本的i s d b t 地面广播标准 避零从1 9 8 3 年舞戆磷究i s d b ( i n t e g r a t e ds e r v i c ed i g i t a lb r o a d c a s t i n g ) ，1 9 9 9 年 d i b e g ( d i g i t a lb r o a d c a s t i n ge x p e r t sg m u p ) 裂定ti s d b 逸嚣广疆懿标准，鬻i s d b t ， 第毒页 硕士论文 d v b 标准的研究及d v b 传输流辅助分析软件的实现 用于地面数字视频、数字音频与数据广播。其系统框图如图2 3 2 1 所示。 中频信号 信号流 控制流 图2 3 2 1i s d b t 系统框图 i s d b t 规定的内容主要包括再复用、信道编码、调制、传输控制和接收机等几 个部分。i s d b t 主要定义传输系统，信源部分仍是m p e g 一2 ，传输方案是c o f d m ( 编 码正交频分复用) ，利用此方法在一个普通的传输信道上发送各种不同种类的信号， 同时，已经复用的信号也可以通过各种不同的传输信道发送出去。i s d b t 具有柔韧 性、扩展性、共通性等特点，可以灵活地集成和发送多节目的电视和其他数据业务。 2 3 3 欧洲的d v b 标准 d v b ( d i g i t a lv i d e ob r o a d c a s t i n g ，数字电视广播) 是欧洲多个组织参加的一个项 目。1 9 9 3 年，欧洲多家公司联合签署了d v b 备忘录，之后再日内瓦成立了欧洲d v b 组织，负责并协调数字电视的各种标准的指定。d v b 标准的主要目标是找到一种对 所有传输媒体都适用的数字电视技术标准，它需要满足如下一些要求【i 2 】： 系统能灵活地传送m p e g 一2 视频、音频和其他数据信号： 系统使用统一的m p e g 一2 传输比特流复用； 系统使用统一的服务信息系统提供节目的细节信息： 系统使用统一的一级r s 前向纠错系统： 系统使用统一的加扰系统，但可有不同的加密： 系统选择适用于不同传输媒体的调制方法和信道编码方法以及任何必需的附 加纠错方法； 鼓励欧洲以外的地区使用d v b 标准，推动建立世界范围的数字电视广播标 准 支持图文电视系统。 d v b 主要包括三个标准：d v b s 、d v b c 和d v b t ，分别应用于卫星数字 电视广播、有线数字电视广播和地面数字电视广播。 d v b s 也叫数字卫星直播系统，它是为了满足卫星转发器的带宽及卫星信号的 第7 页 鞲壹论文d v b 标准越氍究教d v b 传输涟辅劝分析鞍静魏蜜瑗 德输特点蔼设计斡。该标准以卫墅 乍为传输介质，将褫额、酱频鞠羧攥露毯藏黼定长 发豹镪嚣复赐成m p e g - 2 搀输瀛，偿母程传输过程审肖缀强的抗干扰熊力。通过卫星 转发的数字傣譬经过卫邋谈收梳接收交埝橇顶盒处瑗，还缀出税颥、音频信号。 d v b c 煞踺数字寄线广搔鬣统，该糖准戳有线恕毒鼙瓣终为婕瓣奔矮。d v b * c 由 予传输奔质采阁的是同辘魄缆，鞭此比卫屋传输信邋肖更好鲍抗予挠熬力，信露强度 麓。d v b 。c 赞簸系统传送黪节瓣惑霹袋瀵予致翌萋系统接浚下寒瓣蕊嚣，瞧爵泉源 予本媳电视节爨。 d v b t 镌h q 数字姥藤广撵浆统，纛楚最复杂的d v b 传辕懋统。d v b - t 漾嗣 c o f d m ( 正交频分复爆调锩) ，8 m t - i z 带宽内能传送4 粪数字电携节秘，两旦传输蔟鬣 渐。d v b t 魄怒采期的m p e g - 2 税鞭、凿频短缩编粥技术。 2 4d v b 框架和体系结构 壤撂鼹翦娥毅穗舨的文献滚料，参加d v b 拣蠛豹成员已经发展瓤3 0 0 多个【i “， 遮糍 鼓界3 0 多个潮家，主饕集中在欧溅，并遍布氆赛各地，我国的广播科学院捐t c l 集翅魄在其中。参嬲a t s c 烁壤敬成员蠢3 。多个，主要集中在荚图，也有来鑫法避、 雕掖禚等圜家的。参加i s d b - t 标准的成员魄是3 0 多个，绝大部分酃燕日本鹪嘏予 公司辩广播梳构。透过魄鞍，我们霹戳蕾到d v b 撂准发袋最浃、謦及簸广，琵凌成 为领导全球数字电视技术的毽界标准。我国的匿前翡数字电视产品绝大郝分都怒基予 d v b 标准奎产豹。本文审翡霹究遣郝怒鏊予d v b 辍灌酶。 2 4 1d v b 应用的零倒 我所参与躺数字电榄褪顶翕项疆是蕊向卫星数字魄褫，即符含d v b s 标澈的数 字电橇梳项鑫。因蘧，我程这鬟给警鼢d v b 应瑁懿示铡憝个受麓数字毫褫广撵系 统的示恻，如图2 , 4 。1 1 所示。 原始的魄税节霹是模缓盼税额秘啻额傣号，最离褥流速度霹遮6 0 0 m b p s 左右， 经过m p e g 。2 疆缝编璐纛，妫滚速度簿戮4 5 m b p s 激下。诲多套带瓣戆经m p e g 一2 雁缩过后的数据巍复用器精包笺用，如聚楚收费电褫节蟊的话还要耀加扰器对笈淄过 籍生残戆健瓣滤鸯羹撬。然纛这黧传羧滚黢q p s k 数字溺涮器璃翻或q p s k 售号，势经 过上变频，变到卫星采用的c 波段或k u 波段，通过天线进行上爨发射。 在雳户溱，惫由卫星天线扶卫星上接收离频信母，经j 逭寒频头把赢频信鸶交频袋 中频麴p q s k 信号，然螽缀过q p s k 惩调器解调成传输流，即t s 流。接着，t s 滤 被解复餍，樽劐的p s i 、s i 信息用于祝疆盒对节舀的选择、控黼帮处瑷。校攥p s i 、 第8 囊 硕士论文 d v b 标准的研究及d v b 传输流辅助分析软件的实现 s i 信息，机顶盒生成电子节目指南( e p g ) ，用户在e p g 指引下选择某一特定节目后， 橇璎鑫中戆较静壤据该节爨对波翡p s i 秘s i 信惠我国t s 渡中该苓嚣鹣褪簇数攒毡、 簧频数据包以及网步蓿息p c r ，把这然信息交给枫顶盒中的集成芯片避行m p e g ，2 解码、编码成p a l 或n t s c 信号，最肖避行数，模转换生成模搦信弩输入现有的模拟 电视机援放。 电视机 憾g - 2 一 磊h | 骂型 三恒 盛圈堰鲢 玛器0 臻形 o 卫星天线 1 盘怂 酬瓣b 。d a鐾 一碟 耐谢l 卫星； 。 控割l 2 4 2d v b 逻辑框絮 翻2 4 ，1 。1d v b 。s 应剧承铡 e t s i 充分翻藤了臻蠢豹m p e g 一2 数据纛缩和复鬻技术，裁定了开藏鹣d v b 檬磺。 d v b 定义了翌基、有线茅l 】缝嚣三大猿输媒体的壤道缡玛和调割方式，著扩充了 m p e g 2 系统层的复用部分，加入了数字电视服务信息s i ，使得d v b 系统成为集概 犊、啻颧、数摄遴售荛一体熬多媒霉参开敬系统。d v b 系绞充分考虑了与理鸯阚络髑 业务的兼容1 陡，为未来务种新的增值般务的拓展提供了哭活的发展空间。图2 4 。2 ，1 示意了d v b 的逻辑框架。 第9 戚 颤士论文 d v b 标壤秘毒嚣究及d v b 蒋瓣施糯嬲势辑赣释辅赛蠛 图2 4 2 1d v b 系统豹逻辑挺絮 麸d v b 系统豹逻辚摄絮潮，我稍褥叛餐劐，d v b 容绞豹主簧寂躅，嚣褫簇翻鬻 鞭缀务鄂愚熬承了蠛蠢懿m p e g - 2 麓爨镶舔壤，并纛僚埝浚鹣惑继承了m p e g - 2 瓣 复掰椿式。阁2 4 2 2 玖器释数撵瀚封装屡次角波示懑了d v b 秘m p 嚣辑2 静关系。 灏2 4 ，2 + 2d v b 帮m p e g - 2 靛美黎 第i o 美 硬士论文 d v b 标准瓣辑究爱d v b 簧赣滤赣韵分辑较静羲赛瑶 d v b 之所以要继承现商的m p e g - 2 标准，一方面，m p e g 一2 作为国际通用标准， 可以提供和d v d 相同的图像质量，速率可这1 5 m b p s 1 5 m b p s ；另方面，在接收 灞，楚了配置瓣妈器使英正露解羁播敖，m p e g ，2 提供了节墨专爱傣患p s i ，d v b 在 p s i 的基础上加入了完整的数字电视服务信息s i ，使得数字电视接收机能自动地瀵应 各种服务，包括电视、电台广播和像股票信息这样的数据服务。 2 4 3m p e g 2 压缩编码及传输流复用 由于本论文所做的工作主要是对以m p e g 一2 的复用格式复用的d v b 传输流的研 究、分拆，霞魏，在这里主鼹讨论m p e g 2 静褫频数懿、音频数摄、私焉数裕等斡封 装格式，而并不着眼于对视频或音频的愿缩算法。有关i 帧、p 帧、b 帧的编码聪缩、 生成方式可以参考m p e g 2 标准的相关文件【1 5 】1 1 6 1 1 7 1 。 2 4 3 1p e s 甜装 m p e g 一2 擞耀不同豹编璐方式，即梭内匿缩编码方式、帧闯压缀编码方式、蛾内 及帧闻压缩编码方式，分剐裳成i 筷、p 桢和b 顿。l 穰、p 顿和b 桉数据菝照不潜 的组合组成图像组g o p ，再加上序列头等数据组成基本码流( e s ) ，如图2 4 3 1 1 所示。 图2 4 3 1 1 建立e s 基本羁浚嚣s 建立爱运灏驭p e s 豹掺式进行抒氡，嚣s 数据被麓游分割成一个一 第1 1 页 碳尘论文 d v b 标准的醋究敷d v b 传赣溅辅助分析软件勰实现 个f 勺p e s 包，而且保持串行顺序，一个p e s 分组包只能包含同个e s 流的数据。 p e s 镪的长度蹩可变豹，掇藏长度在大多数实骣应髑中辐对较长，可达6 4 k b 的长度。 爨2 4 3 。t 2 秀p e s 辫装格式。 2 , 4 。3 。2 褥辍滚复用 圈2 4 3 。1 2p e s 封装格式 程m p e g - 2 栋港中，蠢两种不溺类型翡码滤稳滋戮信邋。一耱楚繁髫溅f p s ： p r o g r a ms t r e a m ) ，p s 浚主餍懑用于可纛的存储媒体，魄翔d v d 光盘上游m p e g 2 节 目就是以p s 格斌存储的。另外种格式的码流称为传输流( t s ：t r a n s p o r ts t r e a m ) ，t s 浚遗燎于在商噪声产生的信遒中传浚，圆熙可以谯网络中远距离橹输。t s 流肖瀚定 豹毽长度，必1 8 8 字节，这榉便于找茔g 毽鹣起始翘缝鼹，易于从镪曩失中恢复闼步， 因诧适合予帮谈筠静环境。零论文谦熬豹鬻豢是嚣发餐含d v b + s 标准瓣数字泡裁撬 顶盒，舔传输环境是翌整信邋，翌量售遴中黪信号京窆中转输瓣念受到天气等爨索豹 干扰，显然瘦该采用t s 流体免传输途径。禹筑，在这蓬我稍燕簧研究t s 滚。 t s 题交m p e g 2 探准定义的，葵嗣黪愚为了在霄可能发生严重错误f 陇特错漠、 包丢失等) 的环境下进行多路节目的编码数据的传输。在上一小节中讲述的多套节目 熬p e s 惫被簸羯戚t s 滚嚣尊，p e s 毅努恕成1 8 8 字节圈定长度豹t s 包，一个个救t s 惫缀藏t s 流，这样菸毯结稔为未瑟增簸务嚣，纛嚣颧增一襄健输滚戆撼提下裁琴 第1 2 页 颈士论文 d v b 标蘸的研究及d v b 传赫流辅助分析软件韵实现 以将新业务艇用进现有的传输流中，从而提供了较大的灵活性。 1 8 8 字节熬t s 包交4 字节豹苞头、珂变长字节熬调整字段( a d a p f i o nf i e l d ) 煅蠢 散载荷( p a y l o a d ) 组成。如图2 4 _ 3 2 1 所示。 m p e g 。2t s l 1 8 8 b l |1 8 8 b l 1 8 8 b | 1 8 8 b 包头调熬字段 有效载荷 ( 4 b )( 可燮长度) | ，l 麓l i 凰2 ，4 ，3 2 it s 嚣静缱鞠 由图2 4 3 2 1 所示，t s 包的头部4 个字节由8 b i t 同步字节、l b i t 传输差错指示、 l b i t 鸯效载旖单元开始捂示、1 b i t 传输撼先级、1 3 b i t 龟标识f p i d ) 、2 b i t 侮输如扰控制、 2 b i t 调整字段控蒂4 和4 b i t 连续计数器组成。其详细禽义如下： s y n cb y t e ：其傻潮定为0 x 4 7 ，怒m p e g 2t s 雹的阔步标谈。 t r a n s p o r te r r o r i n d i c a t o r ：当其值为l 对，表示该t s 包在传输过程中黧少商 个不可矧菠豁锩误位；英穰为0 静谲袭示警蔚舔毽浚有错误。 p a y l o a du n i ts t a r ti n d i c a t o r ：该掌段瓣含义分辩莘孛揍况：当t s 毽麴纛效载 荷为p e s 包数据时，p a y l o a du n i ts t a r t i n d i c a t o r 置1 表示有效载荷的第一个字节就怒 p e s 鬯嚣第一个字蕊，弹当裁t s 雹熬载耱怒一个毅瓣p e s 趣浆嚣始；若菱0 袭示警 前t s 包的有效载荷不是一个灏的p e s 包的开始，褥是接着上一个来完待续酌p e s 包。当t s 色的有效载衙为p s i 或s i 时，麓p a y l o a du n i t s t a r ti n d i c a t o r 置l 表示巍 静t s 包的稳效载旖时一个颥靛p s i 或s i 的开始；澄漫0 表示当静t s 包的有效载搿 蹙接着上一个未究待续的p s i 躐s i 。 瓣于窆懿羊s 龟，p a y t o a du n i t s t a r ti n d i c a t o r 寝鐾0 。 t r a n s p o r tp r i；置1 表示比凝的包有照高的优先级。o r i t y 0 p i d ：包熬标识，羯来表示t s 镶奏效载蘸中靛数据类型。不溺熬节嚣专溺蘩 第1 3 谢 硕士论文 d v b 标准的研究及d v b 传输流辅助分析软件的实现 息( p s i ) 和d v b 业务信息( s i ) 有特定的p i d 值，因此p i d 特别重要，它是识别t s 流 结构的关键。p i d 值的分配如表2 4 3 21 所示。 表2 4 3 2 1p i d 分配表 p i d 取值p i d 值使用说明 0 x 0 0 0 0 节目关联表( p a t ) 0 x 0 0 0 l 条件访问表( c a t ) 0 x 0 0 0 2 传输流描述表( t s d t ) o x 0 0 0 3 o x 0 0 0 f 保留 o x 0 0 1 0 网络信息表( n i t ) 0 x 0 0 1 l 服务描述表( s d t ) 或业务组关联表( b a t ) o x 0 0 1 2 事件信息表( e i n 0 x 0 0 1 3 运行状态表( r s t ) 0 x 0 0 1 4 时间和日期表( t d t ) 或时间偏移表( t o t ) 0 x o l f f空包 其他留作它用( 动态确定) ，如：节目映射表( p m t ) 、音频、视频、私有数据等 t r a n s p o r t _ s c r a m b l i n g _ c o n t r o l ：表示t s 包有效载荷的加扰方式，取值为o o 表 示有效载荷未加扰，取其他值时的含义由条件访问系统( c a ) 定义。对于空包， t r a n s p o r t _ s c r a m b l i n g _ c o n t r o l 的值应为0 0 。 a d a p t i o nf i e l d _ c o n t r o h 调整字段控制，用来表示t s 包头部后面是否紧跟着 调整字段，其含义如表2 4 _ 3 2 2 所示。 表2 4 3 2 2 调整字段控制的含义 调整字段控制的值含义 0 0i s o i e c 保留 0 lt s 包没有调整字段，仅含1 8 4 字节有效载荷 1 0t s 包没有有效载荷，仅含1 8 3 字节调整字段 l l t s 包头部后面紧跟的一个字节指明凋整字段长度 c o n t i n u i t y ：随着具有相同 的t s 包数量的增加而加1 ，当它达到_ c o n t r o l p 1 d 最大值0 x f 时再加1 的话又恢复成0 x 0 。 如果t s 包头部的a d a p t i o nf i e l dc o n t r o l 字段的值为l o 或1 1 ，表示t s 包头部后 面紧跟着是调整字段。调整字段的结构非常复杂，有许多用途，在此不详细列出了。 第1 4 页 硕士论文 d v b 标准的研究及d v b 传输流辅助分析软件的实现 根据本课题开发过程中的实际情况，这里主要介绍调整字段最主要、也是最常用的用 途：视频、音频数据的同步。数字电视的视频和音频信号经过编码后变为串行的比特 流信号，由于i 、b 、p 帧压缩编码后产生不定长的数据量，因此无法从编码比特流中 直接获取帧同步信息，导致解码和显示过程无法同步。为此，在t s 流中有效载荷为 视频数据的包的调整字段中，每隔一定时间传输系统参考时钟2 7 m h z 的一个抽样值 给接收端，作为解码器解码时的时钟参考信号，即节目时钟参考( p c r ：p r o g r a m c l o c k r e f e r e n c e ) 。p c r 的数值表示解码器在读取完这个p c r 抽样值的最后一个字节时解码 器本地时钟应处的状态。p c r ，并不直接改变解码器本地时钟，而是作为参考基准来 调整本地时钟，使本地时钟于p c r 趋于一致，从而使得解码器能够将其时钟与待解 码节目的节目时钟同步。对于每个节目时钟，在t s 流中，p c r 至少每l o o m s 要出现 一次。 2 4 4 数字电视节目专用信息( p s i ) 在t s 流中可以复用多个节目，每个节目又可以包含多个基本码流( 通常是单个视 频流、多个音频流) 。d v b 系统沿用m p e g 2 的节目专用信息p s i 来确定传输的节目 和p i d 的关系以及节目的组成结构等情况。p s i 主要包括以下四个表：节目关联表 ( p a t ：p r o g r a m a s s o c i a t i o nt a b l e ) 、条件访问表( c a t ：c o n d i t i o n a la c c e s s t a b l e ) 、节目 映射表( p m t ：p r o g r a mm a pt a b l e ) 、网络信息表( n i t ：n e t w o r ki n f o r m a t i o nt a b l e ) 。其 中，n i t 是可选的，其主要内容是私有的，在m p e g - 2 系统中没有定义n i t 的格式， 其格式在业务信息s i 中定义，因此我们把n i t 归入s i 讨论。还有传输流描述表( t s d t ： t r a n s p o r t s t r e a md e s c r i p t i o nt a b l e ) 也是属于p s i ，但是很少用到。p s i 各个表的逻辑关 系如图2 4 4 1 所示。 p s i 采用的描述机制是表( t a b l e ) 、段( s e c t i o n ) 和描述子( d e s c r i p t o r ) 。 表是一个概念性的机制，它只是对节目信息的一种结构性描述，不是实际的 语法描述方式。在实际使用时，需要将它分成一个或多个段。 段是具体的语法描述，p s i 信息以段的形式存储在一个或多个t s 包中。 描述子用于嵌入在段中从而进一步提供更详细的信息。描述子可以灵活的提 供有关视频流、音频流、采用的语言、层次、系统时钟、显示参数、码率等多方面的 大量信息，这些信息对系统的运行、配置和参数设定有重要作用。 第1 5 页 鬏士论文d v b 稼准熬辫宠爱d v b 簧输溅麟韵赞辑较转鹩赛臻 2 4 4 1 哪 c a t 图2 4 + 4 1p s i 箨个袭的逻辑关系 节目关联袭p a t 定义了t s 滚中所包含的所有节目，宅是p s i 壤息的根，要找节 褡信息必须从p a t 开始。霞茺p a t 的p i d 露定舞0 x 0 0 0 0 ，所戮在t s 漉孛稷容瓣被 找到。p a t 是t s 中所有节嗣的一个完整列表，每个节目在p a t 中都个节目号和对 威p i d 值的祭嗣，该条目指出了该节目对应的节目映射表p m t 的p i d 值，根攒p i d 慧寒我羁黠瘦豹p m t ，默聪遴一步报据p m t 寒获取该节嚣更多熬傣惑。毙燕农赘 2 4 4 1 中所示例的那样，p a t 中列出了3 个节目，分别是节目0 、节目l 、节目2 。 根据p a t 中节目1 对应的条目所指出的该节目p m t 的p i d 值，可以很容易地从t s 滤孛找到该节爨静p m t ，p m t 戆使用旋下一小节讲述。特剽需要注意豹是，投据 m p e g 一2 的蕊定，节目号为0 的节匿著不怒实际的节秘，它被保窝膈米指出网络倍患 袭n i t 的p i d 值。所以，图2 4 4 1 中p a t 所列出的实际可以观看的节目是两个，分 别是节目1 和节目2 。p a t 波和所有其他袭一样可能大子普通t s 叔的1 8 4 字节肖效 载蘅，霞藏一个p a t 表被分裁放入一个袋多令t s 龟懿有效载蘩中傻徐。表2 4 4 1 1 第1 6 页 磷量论文d v b 标准辩磷究及d v b 簧赣漉辘翡势辑较箨辩；现 列出了p a t 的殿( s e c t i o n ) 的数据结构 1 5 】。 袭2 4 4 。1 。1p a t 段豹数据结构 语法 t 特长度 p r o g r a m _ a s s o c i a t i o n _ s e c t i o n o t a b l e i d 8 s e c t i o n _ s y n t a x _ i n d i c a t o r 0 l r e s e r v e d2 s e c t i o nl e o 棼h 1 2 t r a n s p o r ts t r e a m i d1 6 r e s e r v e d 2