（计算机应用技术专业论文）有线数字电视服务平台电子节目指南（epg）的研究与设计.pdf

摘要 电子节目指南( e l e c t r o n i cp r o g r a mg u i d e ) ，简称e p g ，是数字电视中一项 极其重要的应用，是用户进入数字电视的门户。通过使用e p g ，用户可以方便地 浏览和查询节目，了解节目信息，快速定位节目的位置，并获得丰富的信息服务。 另外，e p g 由于其内容的丰富多样，深得用户的喜爱，用户对e p g 信息的浏览 的次数和时间相对都比较多，因此，e p g 页面也是优良的广告载体，很多商家都 非常乐于在其上播出广告，这给运营商带来丰厚的物质回报。据统计，e p g 在已 开展的各种数字电视业务中使用率最高，因此所有运营商都非常重视，将它视为 数字电视运营的必备业务。一些运营商为了提高服务质量，还聘请一些专业的 e p g 系统公司来负责提供定制的e p g 服务。e p g 系统在美、欧等数字电视发展 较早的国家已得到了广泛的应用。 而我国数字电视目前还处于起步阶段，已经有一些电视台在开始制作播出数 字电视节目。数字电视的播出主要有两种内容：节目流和e p g 数据。由于各家 的数字电视播出分别采用不同厂商的产品，它们的e p g 播出也各不相同：有的 播出完全的s i 表，有的只播出部分s i 表；有的摇出包含私有表或私有描述符， 有的则不包含其他扩展；有的表播出频率遵循s i 规范，有的则与规范存在相当 的误差。目前市场上大部分机顶盒的电子节目指南功能也是通过私有信息格式予 以实现，只能接收自己的e p g 信息，从而给运营商的机顶盒选型工作带来了诸多 不便。 本文简要阐述了e p g 系统工作原理、工作过程以及e p g 硬件系统架构；重点 分析了e p g 系统的信息模型，从m p e g 一2 传输流入手、深入研究了p s i 信息、s i 信息。p s i 主要作用是对现行复用流中不同节目码流的解复用和解码，找到节目 和要解压缩的码流，其中p a t 是所有表的根，它只提供现行复用码流的信息；而 s i 信息是对整个系统所有码流的描述，可以包括不在当前码流中的一些服务和 事件，它包括p s i 信息，是对p s i 信息的扩展。d v b s i 嵌在传输流中作为含特 有p i d 的额外传输数据包，并承载着电子节目指南( e p g ) 信息和i r d 的技术信息。 由于不同信息规范定义的s i 信息的数据内容、格式和针对的具体对象不同， 利用业务信息向用户提供的具体功能和实现方法也将有所不同，其应用程序设计 也不尽相同。本文针对e p g 系统的实际需求对网络信息表( n i t ) 、事件信息表 ( e i t ) 提出了改进方案，并基于改进型e p g 信息系统完成了数字电视节目搜索、 随机信息插播等应用程序设计。 为了验证业务信息表改进方案的可行性和有效性，本文在对该方案进行研究 的过程中对业务信息表改进方案及其改进型应用程序设计进行了软件的模拟实 验。实验结果表明，改进的业务信息表的e i t 表改进方案在实际应用中是有效的 和可行的。 关键词：数字电视电子节目指南信息模型改进 a b st r a c t e l e c t r o n i c p r o g r a m g u i d e ( e p g ) i s o n e o ft h e v e r yi m p o r t a n t a p p l i c a t i o n s o ft h ed i g i t a lt va n di st h eg a t e w a yf o rt h ec o n s u m e r s w a t c h i n g t h e d i g i t a lt v b ye p g ，c o n s u m e r s c a n e n j o y t h el u x u r i a n t i n f o r m a t i o ns e r v i c e sb yb r o w s i n gt h ep r o g r a m se x p e d i e n t l y ，l e a r n i n gt h e i n f o r m a t i o nc o m p l e t e l y ，a n do r i e n t i n gt h ep o s i t i o n se f f i c i e n t l y a tt h e s a m et i m e ，e p gw i nt h ef a v o r a b l ec o m m e n t sb yc o n s u m e r s s o ，t h ep a g el a y o u t o ft h ee p gc a nb et h ee x c e l l e n ta d v e r t i s i n gc a r r i e r m a n yb u s i n e s s m e na r e w i l l i n gt ob r o a d c a s tt h ea d v e r t i s e m e n t sb ye p g ，a n dg a i np r o f i tr i c h l y a c c o r d i n gt os o m ed a t a ，c o m p a r i n gw i t ho t h e rs e r v i c e so fd i g i t a lt v ，e p 6 i sb e s t o w e dm o s t l y ，a n db yt h i sr e a s o n ，a l m o s te v e r ym a s t e rb u i l d e r r e g a r d i ta so n eo ft h em o s t i m p o r t a n t s e r v i c e so fd i g i t a lt v s o m em a s t e r b u i t d e r se v e nr e t a i ns o m e p r o f e s s i o n a lc o m p a n yt o t a k e c h a r g e o f c u s t o m b u i l te p gs e r v i c e s e p gh a sb e e na p p l i e de x t e n s i v e l yi nu s aa n d e u r o p e a nc o u n t r i e sw h e r et h ed t vi sd e v e l o p e dm u c he a r l y a l t h o u g hs o m et vs t a t i o nh a sb e e nm a n u f a c t u r i n ga n db r o a d c a s t i n gt h e d t vp r o g r a m s ，t h ec h i n e s ed t vs t i l lb ep l a c e di nt h ee n t r y l e v e l s t a g e t h em a t t e ro fd t vb r o a d c a s t i n gi sc o n s t i t u t e df r o mt w o p a r t s ：p r o g r a m s t r e a ma n de p gd a t a b e c a u s eo ft h ed i f f e r e n tt y p e so fp r o d u c t s ，t h ee p g i sd i f f e r e n tf r o me a c ho t h e r s o m eb r o a d c a s ts it a b l ec o m p l e t e l y ，s o m e b r o a d c a s tap a r t ：s o m eh a sp r i v a t et a b l eo rp r i v a t ed e s c r i p t o r ，s o m e e x c l u d eo t h e re x p a n s i o n s ：s o m eb r o a d c a s t i n gf r e q u e n c i e sf o l l o wt h es i c r i t e r i o n ，s o m ec o n f l i c tw i t ht h es ic r i t e r i o n m o s te p gf u n c t i o n so ft h e s e t u pb o x e si nt h em a r k e ta r ea c h i e v e db yp r i v a t ei n f o r m a t i o nf o r m a t s t h i sw a yh a sal o to fd i s c o m m o d i t i e st om a s t e rb u i l d e r s t oc h o o s et h e s e t u pb o x e s t h i st h e s i ss u n 】n a r i z e st h e p r i n c i p i u m ，t h e p r o c e s s i o n ，a n d t h e h a r d w a r es t r u c t u r eo ft h ee p gs y s t e m ，a n a l y z et h ei n f o r m a t i o nm o d e l b y t t t l u c u h r a t i n g t h em p e g 一2t s p s ia n ds i t h em a i n f u n c t i o n o fp s ii s d e - m u l t i p l e x e da n dd e c o d e dt h ep r o g r a ms t r e a mo fm u xs t r e a m ，f o u n dt h e p r o g r a ma n dt h es t r e a mn e e d st ob ed e c o m p r e s s e d t h ep a to f p s iist h e r o o to fa l lt a b l e sw h i c hp r o v i d et h ei n f o r m a t i o no fm u l t i p l e x e dc o d eo n l y t h es ii n f o r m a t i o nd e s c r i b e st h ew h o l es t r e a mw h i c he x c l u d e ss o m es e r v i c e s a n de v e n t si nt h ec u r r e n ts t r e a m t h es ii st h ee x p a n d i n go ft h ep s lw h i c h i n c l u d e st h ei n f o r m a t i o no fp s i b e i n gt h ed a t ap a c k e tw h i c hi n c l u d e st h e p r i v a t ep i d ，d v b s ii se m b e d d e di nt h et r a n s p o r ts t e a m ，l o a d i n gt h em a i n i n f o r m a t i o no fe p ga n di r d b e c a u s eo ft h ed if f e r e n tc o n t e n t ，f o r m a ta n do b j e c t o ft h es i i n f o r m a t i o n ，t h ef u n c t i o nt ot h ec o n s u m e r sb yt h es ii n f o r m a t i o nw i l l d i f f e r e n t ，a n dt h ea c h i e v e m e n to ft h ep r o g r a m m e ri sd i f f e r e n tt o o b a s e d o nt h e r e q u i r e m e n t f o rt h ee p gs y s t e m ，t h ist h e s is p u t f o r w a r dt h e s o l u t i o n so fn i ta n de i t ，d e s i g nt h ea p p l i c a t i o n so fd t vp r o g r a ms e a r c h i n g ， i n t e r p o s i n g ，e t c f o rv e r i f y i n gt h ef e a s i b i l i t ya n dv a l i d i t yo ft h es o l u t i o n s ，t h i s t h e s i sc a r r i e dt h ea p p l i c a t i o nb a s e do nt h ei m p r o v e di n f o r m a t i o nf o r m a t b yu s i n gt h ee m l u a t o ri nm yr e s e a r c h t h er e s u l ti m p r o v et h a tt h es o l u t i o n s i sf e a s i b ea n dv a l j d e l e c t r o n i c sp r o g r a mg u i d e ( e p g ) i m p r o v e d i n f o r m a t i o nm o d e 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及 取得的研究成果。据我所知，除7 2 州e 特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电 子科技大学或其它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 谢意。 签名：鎏匀尘：壅二日期：厦哩乓怕，加 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的 规定，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 许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学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，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 签名：鎏习生：窒，导师签名：塑垒垒 日 期：d 巧年朋，徊 第一章概述 广播电视正向数字化、网络化、信息化、智能化的方向发展，数字电视已经成为广 播电视发展的必然趋势。数字电视的发展给广播电视行业带来全新的运营模式与管理理 念。传统的电视网络运营商的收入来源主要是收视费用和广告。随着i n t e r n e t 在世界 范围内的迅猛发展，越来越多忠实的电视观众被拉到了计算机面前，传统电视文化正在 受到互联网文化的巨大挑战。另外，各种传统媒体( 如报纸、杂志、广播等) 也不断对 电视发起攻击，传统电视网络运营商的收入来源正面临着严峻挑战。 i n t e r n e t 之所以成功，正是由于其业务的多样性和交互性。电视网络运营商如果想 保住自己的老大位置，就必须开展多样性的业务，增强与观众的交互性，数字电视是目 前解决这一问题的唯一选择。数字电视大幅度提高了信道利用率，相对于原来的模拟电 视技术，在相同带宽的信道中传输的节目量是原来的数倍，同时也可开展大量新业务。 在大量数字电视节目中，如何使观众方便迅速地搜索自己想看的节日、了解节目相 关信息，是推广数字电视业务必不可少的重要环节，而实现这一目的的工具电子节 目指南( e l e c t r o n i cp r o g r a m m eg u i d e ) ，简称e p g ，是数字电视中一项极其重要的应用， 是用户进入数字电视的门户。用户通过e p g 可以方便地浏览和查询节目，了解节目信息， 快速定位节目位置，享受丰富的信息服务。另外，e p g 由于其内容丰富多样，深得用户 喜爱，用户对e p g 信息的浏览次数和时间相对较多，因此，e p g 页面也是优良的广告载 体，很多商家都非常乐于在其上播出广告，这给运营商带来丰厚的物质回报。据统计， e p g 在已开展的各种数字电视业务中使用率最高，几乎所有运营商都将它视为数字电视 运营的必备业务。为了提高服务质量，一些运营商还向专业e p g 公司定制e p g 服务。 1 1 国外发展现状与趋势 自1 9 9 6 年4 月法国开播了第个欧洲商业化数字电视广播以来，数字电视在世界 范围内的需求已有很大的增长，数字电视市场在国际上已经全面启动。e p g 系统也随之 在美、欧等数字电视发展较早的国家得到广泛应用。国外电视传播大多采用纵向商业运 作模式，即广播商既有权制作和播出节目，又拥有自己的传播网络，观众使用的机项盒 也由广播商提供，从而形成一整套封闭系统，其技术模式也完全由广播商决定。一个广 播商提供的机顶盒不允许接收其它广播商的节目，因此不存在彼此兼容的问题。一般情 况下，国外的电子节目指南软件都是由广播商自己开发。 虽然数字电视业务按照传统的纵向运作模式也开展得相当不错，但是当今社会是一 个信息共享、信息交融的社会，人们不再满足于单纯从一个广播商那里获得数字电视服 务，而是希望同时获得多家服务，从而享有任意选择节目的权利。在这种背景下，封闭 独立的广播体系就显得过于局限了，而如果让广播商自己与各家其他广播商做集成的 话，工作难度和工作量都非常大。 为了打破这种限制，美国t vg u i d e 公司在这方面做出了开拓性的工作。它建立了一 套行之有效的e p g 服务体系，定义了一整套e p g 数据交换的规范。通过采集各个广播商 的节目预告信息，将全美多种运营网络内不同广播商的节目预告信息整合成一个整体， 采用统一传输格式向用户提供e p g 服务。为了使各网络用户接受他们提供的e p g 服务， t vg u i d e 公司还主动开发了可集成在各种中间件上的电子节目指南软件并提供给各机 顶盒生产厂商。 t vg u i d e 公司目前已经在全美6 个顶级m s 0 ( m u l t i p l es y s t e m so p e r a t o r ) 中的 4 个运营网中播出它的e p g 频道，同时也在加拿大3 个顶级m s o 中的2 个运营网中播出 e p g 频道，频道范围覆盖了美国、加拿大过半数的家庭。另外它还与时代华纳、考克斯 通讯以及其他公司签署了短期合作协议。t vg u i d e 公司提供的e p g 服务已经得到了越 来越多广播商、机顶盒制造商以及终端用户的欢迎，极大地推进了美国数字电视产业的 发展。 1 2 国内现状和存在的问题 我国有线电视历经3 0 年发展已经成为世界上有线电视用户第一大国，目前，我国 有线电视用户已经达到8 0 0 0 多万户，有线网络运营商3 0 0 0 多家，各级电视台2 0 0 0 多 家。2 0 0 1 年初，我国深圳、上海开始试播了数字电视节目；同年5 月1 0 日，北京经济 技术开发区有线电视网开通数字电视广播；同年l o 月，中央电视台试播了数字电视节 目。目前，虽然我国很多电视台已开始制作播出数字电视节目，但我国数字电视仍处于 起步阶段。我国“四级办台”的体制，形成了广播电视管理的块块结构，各地有线电视 用户分属不同行政区域有线电视网络公司，各地网络公司采用不同厂商的产品播出数字 电视，大部分机顶盒的电子节目指南功能也是通过私有信息格式予以实现，它们播出的 e p g 也各不相同：有的播出完整的s i 表，有的只播出部分s i 表；有的播出包含私有表 或私有描述符，有的则不包含任何扩展。一般来说，由于不同机顶盒对e p g 的解析与处 理各不相同，任一款机项盒如果要比较好地接收解析e p g ，都必须与播出系统进行专门 的集成才行。这种e p g 业务开展方式主要存在以下问题： 由于不同运营商各自进行e p g 制作和播出，使得人员专业化程度低，无法实现规模 效益，提供给用户的e p g 服务也很有限； 随着数字电视节目数量的增加，节目交换引起的复杂性也将成比例增加； 由于不同运营商的e p g 系统之间缺乏统一标准，系统之间的兼容性将很差。 e p g 系统是一项涉及信息采集、制作、传播、接收和生成等一系列技术环节的系统 工程，其传播和兼容性已成为发展我国数字电视一个亟待解决的难题。鉴于我国的实际 情况，参考国外发展经验，必须建立全国统一的e p g 服务集成体系，以联接中央和地方 各级电视台、各级传输网络以及千万家庭的机顶盒，从而使电子节目指南走进千家万户。 e p g 服务集成体系是一个集e p g 信息的采集、合成、制作、播出与接收为一体的 e p g 的集成系统，它的核心是第三方e p g 服务集成商，也称e p g 服务集成商。该套体 系必须集成多个节目提供商系统作为系统的采集节点，多个前端播出系统作为系统的合 成n 作播出节点，多个机顶盒接收系统作为系统的接收节点。e p g 服务集成体系的运 营模式如图1 1 所示： 图1 1 e p g 服务集成体系的运营模式 e p g 服务集成体系的工作流程是这样的：e p g 服务集成商从各个节目提供商那里采 集节目的e p g 信息，经过对信息加工与整合，将所有节目提供商的e p g 信息汇总成一 个e p g 整体。前端服务提供商根据自己网络运营的实际需要，将必要的信息和参数提交 给e p g 服务集成中心，向e p g 服务集成商定制e p g 服务。e p g 服务集成中心按照定制 要求向前端服务提供商提供所需的e p g 服务。所定制的e p g 服务可以是直接生成并用 于播出的t s 流，也可以是文件性的原数据描述，由前端服务提供商对这些描述数据转 换成t s 流后再播出。机顶盒接收系统接收t s 流的e p g 信息，并在界面上进行e p g 呈 现。 随着我国广播电视数字化进程的加快，有线电视从模拟信号向数字信号过渡已成为 目前极为热门的话题。相应地，纸张化的电视节目指南向电子化的电视节目指南过渡也 是必然趋势。 1 3 e p g 系统工作原理和过程 g y z1 7 4 2 0 0 1 数字电视广播业务信息规范中明确规定：生成e p g 的基本数据 来源于业务信息s i ，也就是说应该用s i 信息来形成e p g 。在数字电视传输流t s 中按相 关标准插入的业务信息s i 携带了e p g 所需的全部数据。或者说，e p g 基本信息必须使用 s i 传送，也就是说s i 是实现e p g 功能的前提，以保证i r b 获取e p g 基本信息的兼容性。 s i 在d v b s i 中定义，而d v b s i 在e n3 0 04 6 8 中定义。对于个性化e p g 所需的额外信 息，用户可根据具体情况通过专用数据传送。对于e p g 的生成和显示方式，运营商和i r d 制造商可以自由选择生成和显示方式。 e p g 使用s i 来帮助用户对节目进行搜索过程如下： 当机顶盒从数字电视广播网络中的众多传输流中选择一个节目时，首先对应于n i t 中，机顶盒的应用程序在此表的业务列表描述符得到一个节目束内的服务选择列表，如 有c c t v 一6 、湖北卫视、湖南卫视、上海卫视等。如选c c t v - 6 ，这时机顶盒的应用程序 按需要可以由n i t 表中传输流中的业务标识号找到此传输流，再由传输流系统描述符可 以知道传输流的系统参数，如传送流对应的频率、调制方式、符号率、f e c 外码、f e c 内码等。根据n i t 中的业务列表描述符( s e r v i c e j d ) 在当前传输流的s d t 表中找到对 应的服务，得至b 相关的服务信怠，即从传输流的多个电视台中选取电视台和节目。在s d t 中的短事件描述符中给出业务类型如p a l 、n t s c 、图文电视、准视频点播、调频广播等。 如选准视频点播，然后由s d t 参数表的运行状态描述符、e i t 表的事件当前后续标志、 c a 接收信息、事件时间标志以知晓该服务是否运行，并查看相应的事件信息、业务c a 信息和e i t 时间安排表列出事件选择信息。 再根据所选择事件在e i t 中的s e r v i c e i d 和e v e n t i d 来查找事件列表e i t ，得到相 关的事件信息，即从电视台的诸多节目中挑选满意的节目。在e i t 中由e i t 表参数中事 件名称、事件开始和结束时间可以知道事件名称、事件开始和结束时间，由内容描述符 可知晓节目类型( 喜剧片、科幻片、爱情片、战争片等) 。再由扩展事件描述符知道所 选择事件的简介：事件主要内容、主要演员等。还可以由事件分级描述符知道适合观看 者的年龄来进行家长分级控制设定。如果用户决定观看所选的节目，这时根据选中的传 输流，机顶盒自动调节到相应的射频频道，就可解调出此传输流，最后再根据n i t 中的 业务列表描述符来获取选定业务的频道参数，并且按照业务号搜索p a t ，p m t 表，与p a t ， p m t 表中的设置进行匹配，匹配成功后检验c a 授权，如果已经授权，用户便可观看。 具体而言，在分类栏目中选择一个节目( 如电影) 时，可能首先查找b a t ，根据 b a t 的名称列出一系列的节目种类，比如新闻、体育、电影、音乐等，选择其中自己感 兴趣的类型电影，于是得到有关电影的b a t 。接收应用程序根据此b a t 中包含的服 务信息，得到一个服务选择列表。此时可以根据喜好，选择所希望观看的电影频道。要 实现这一目的，e p g 需要找到服务所对应的传输流，这时e p g 根据b a t 中所对应的传输 流标识符查找n i t 中传输流的描述，直到找到相应的传输流标识流所对应的描述，根据 描述子中的参数( 如频率、调制方式等) 将i r d 调到相应的播出频道。调到该频道后， 就可以解调出传输流，再根据b a t 中得到的服务标识符在当前的传输流的s d t 中查找对 应的服务，得到有关服务的信息，然后用户就可以根据自己的兴趣来对事件项进行选择。 这时e p g 根据所选事件的标识符和服务标识符查找e i t ，得到有关事件的信息，比如什 么时间开始、共多长等。 一般而言，p a t 表的p i d 号为“o x 0 0 ”，解复用器工作总是通过寻找p a t 表开始。p a t 给出了构成传送流中各个节目业务的p m t 的p i d ，同时也给出了n i t 的p i d 号。根据p i d 值及对应的t a b l e 工d 值可以从流中解出相应的p m t 、n i t 、s d t 、e i t 等信息。机顶盒接 收端的解析主要负责这些s i 数据信息的重建。信息内容应与p s i 和s i 表中的信息相对 应，它可按照n e t w o r k t r a n s p o r ts t r e a m s e r v i c e e v e n t 的分层顺序描述，同时内嵌 t r a n s p o r ts t r e a m p r o g r a m ( s e r v i c e ) - e l e m e n ts t r e a m 的分层顺序。s i 数据信息必须 按照定的数据结构进行存储，这样才能方便、快捷地对其进行检索和提取数据。特别 是对于运行于机顶盒的实时操作系统中的e p g ，需要对用户的交互进行实时动作，所阻 对响应速度要求很高，s i 数据库建立的好坏对其性能有重要影响。s i 数据主要有：网 络信息、传输流信息、业务( 节目) 信息，业务的事件信息等，并且大量信息都是通过描 述子来传输的，所以本文采用树状链表来存储数据，构成从网络、传输流、业务、事件 的树状结构，传送不同信息的描述子用继承于同一基类的描述子类来表示。 1 4 e p g 系统构成 e p g 系统包含两部分：前端的e p g 发生器子系统( 即e p g 编辑播出系统) 和接收端 子系统( d v b 机项盒及相应控制软件) ，两部分一一对应，每个接收机的相关部分必须要 按照前端定义的数据结构来定制，从而接收显示前端送出的业务信息。e p g 播出端是电 视台或者数字电视网络运营商，如中央电视台、辽宁电视台等。他们在播出前端按有关 标准将生成e p g 的数据信息作为业务信息的形式复用于m p e g - 2 传输层中，数据经信道 传输后送到用户终端，这些数据在接收端机顶盒的解码器中进行解码，并在机顶盒r 从 中形成专用的e p g 数据库。e p g 应用是检索数据库并根据用户输入的指令显示用户所需 要的节目信息。只要前端系统发送的是标准s i 信息，那么不同厂家生产的机顶盒就可 以按照同样的标准对s i 信息进行解析，生成具有不同特色的e p g 导航菜单。 1 4 1 e p g 播出系统 有线数字电视前端系统主要由信号采集、信号处理、信号传输以及网络管理四大 部分组成。数字前端的信号采集部分接收来自不同传输网络的节目，并将它们转换成统 一的格式。通常选择d v b - a s i 作为基带数字信号传输的标准格式，由d v b 定义的这种格 式已广为接受。在数字前端信号处理部分，运营商提供给用户的所有节目都要经过解扰、 再复用、再加扰等处理，同时还要对业务信息( s i ) 进行更新，以确保机顶盒的正常接收 和各种应用数据的插入。来自信号采集部分的节目通过a s i 接口送到再复用器，所有提 供给用户的节目都要在再复用部分创建，并按照需要重新打包成传输流。再复用器首先 要做的是将节目挑选出来，然后根据需要组合成新的传输流。再复用器还可能插入辅助 数据和业务信息，业务信息( s i ) 和节目特定信息( p s i ) 表是确保机顶盒正常工作的关键。 p s i s i 表只与其所在的传输流有关，并由再复用器实时处理。 在播出前端，s i 插在广播数据流中，不是用专门的数据通道传送。s i 一般在复用 器合成了s 时插入，主要有3 种插入方式。 ( 1 ) 将各表数据通过复用器应用软件接口( a p i ) ，经过局域网送入复用器的以太 接口，由复用器插入到节目码流中。 ( 2 ) 将各表数据按m p e g 一2 标准打包，通过码流播出卡输出，再将之送入复用器 的异步串行口与节目码流复用。 ( 3 ) 通过条件接收加扰器提供的接口插入。可通过局域网将数据表送入加扰器， 由加扰器向码流中插入s i 。 再复用器应支持对所有业务信息( s i ) 的自动更新或离线编辑，根据传输流中节目 的增减自动完成s i 相关变化。信号处理的最后一步是对传输流进行加扰。除了加扰传 输流以外，还要插入e 删和e c m ，并更新相关的p s i 和s i 。在数字前端的每个模拟频道 预留约2 m b p s 带宽供p s i 、e m m 、e 伽等信息用。 e p g 播出系统依靠e p g 数据库、海量存储设备、e p g 编辑器和e p g 播放器组成先进 的媒体资源管理系统，对大量的节目素材进行存储和管理，使节目描述信息的数据能实 现双向访问。e p g 编辑器的作用是根据s i 语法产生业务信息数据段，e p g 播放器是将业 务信息数据段封装为m p e g 一2 传输流，并通过异步串行接口a s i 形成t s 流输出。a s l 分 配嚣是将一路a s i 码流分为相同的几路t s 流，送至每个节目层复用器的a s i 输入接口， 这样可以实现在多个频道中同时传送s i 信息，保证机顶盒在每个频道都可接收s i 信息。 在节目层的复用器中，业务信息数据段同数字业务码流进行再复用，产生携带有s i 信 息和业务的传送流。复用后的传送流由条件接收系统加密，附带条件接收的c a t 表和条 件接收的授权管理信息e 埘等，形成加密播出的传输码流。带有s i 信息和业务的传送 流最后在系统复用层再次复用，形成播出的传输码流。 1 4 2 e p g 接收系统 在有线数字电视的接收端( 即d v b 机项盒) ，信号经过频道解调器和信道解码器后 形成传输流，传输流再进行m p e g 一2 解复用，对视频、音频和数据信号进行重新分组， 再由m p e g 一2 解码器进行解码并进行数据分析。在条件接收系统中还需要读取智能卡上 的密匙，解码器首先在传送流中寻找p s i ，在p s i 中找到条件接收表c a t ，根据c a t 表 中给出的授权管理信息e m m 包识别码p i d ，找到相应的加密的e 删信息。智能卡中存有 密匙，用它对加密的e 删解密，根据解出的e j l 蛳信息来确定本智能卡是否被授权收看该 节目，如果没有授权将不能进行后续解密，也就不能收看该节目，如果该卡已被授权， 经过后续解密后，得到正常的数字业务码流和p s i s i 信息。在接收端，通过机顶盒的 解码器从传输流t s 中取出s i 信息，并按照p a t 表一p m t 表一n i t 表一s d t 表一e i t 表的 顺序进行处理，从而解析构造不同功能的e p g ，进而得到相应的音频、视频数据等业务 码流和所需e p g 的数据信息。音频和视频数据通过a v 接口输出，而p s i s i 信息则存 储到机顶盒的外部r a m 中并形成e p g 数据库，以便用户对这些数据直接进行存取操作。 通常在打开机顶盒时都有一个开机画面，用户通过遥控器进行选择操作。这个画面 实际上是由控制软件( 即装载器) 生成并存储于机顶盒内的用户操作界面，其主要内容 是营运商提供的“业务( 节目) 分类”、“系统设置”以及其它辅助功能。这些内容构成 了页面的最上层主菜单，下一层菜单通常由s i 生成的e p g 系统来实现。 主菜单中的“系统设置”其作用在于引导接收机快速准确地接收到d v 8 节目，主要 包括以下三个选项： l 、信息检测：它主要显示目前d v b 系统的主频频率( 即s i 信息所在码流的调制频 率) 、码率、调制方式、误码率、信号电平等。 2 、节目搜索：e p g 接收系统在节目搜索时首先搜索主频频率，找出s i 信息，然后 生成e p g ，又由e p g 生成一个节目列表，这个节目列表包括节目名称、节目说明、节目 播出时间等，并将这个节目列表作为下一层菜单，每个下层菜单项都指向相应节目所在 的t s 流，达到用户能方便快捷地收看到所需节目的目的。节目搜索分为手动搜索和自 动搜索两种方式，手动搜索方式是通过人工输入主频频率或d v b 系统内所有t s 流的调 制频率来引导接收机接收；而自动方式是由软件设置好相关的接收参数，并由软件自动 引导接收机接收。 3 、软件下载：接收机的装载器必须要按照前端定义的数据结构进行定制。当前端 需要变更业务( 如改变节目数量、调整节日类别等) 或更改主频频率时，装载器的参数 也应作相应变更。所以前端作节目变更时必须要同时变更接收机的装载器，并向所有接 收机发出软件更新信息，并用软件下载功能更新接收机的装载器。 机顶盒的软件平台可以分为操作系统、底层驱动和上层应用3 个层次。操作系统 采用的是s t 提供的专用操作系统s t l i t e ，s t l i t e 实时操作系统主要提供内存管理、任 务调度、时钟管理、资源共享和互斥等功能。s t 2 0 主控c p u 用于系统控制和综合业务终 端与外界的通信控制。底层驱动主要对硬件( 如外围接口寄存器等) 进行操作，屏蔽硬 件特性，为应用程序提供统一和方便的接口。s t 提供了基本的驱动接口，便于用户编程 来实现系统控制和简单的用户界面，在开发过程中则可根据需要来增加和修改适当的模 块，如遥控接收、f l a s h 存储和高级图形a p i 等。 电子节目指南e p g 是运行在d v b 机顶盒中的上层用户应用服务程序，包括用户视 频服务、节目浏览选择、视频点播等应用程序。通过电视屏幕向用户提供由图文和图像 组成的人机交互界面，用户通过e p g 来选择收看一个电视节目和实现各种增值业务。 第二章e p g 系统信息模型 从总体结构上看，数字电视传输流数据主要是由两类数据组成：一类是基本流 e s ) ， 包括音频基本流数据和视频基本流数据；另一类是节目特定信息( p s i ) ，如图2 1 所示a 图2 1 传输流数据的主要结构 当接收机需要从一个t s 流中解出正确的音视频数据时，首先需要根据p s i 表，找 到各个节目的基本流( e s ) 的类型信息和对应的p i d ，进而根据p i d 值进行解复用和音 视频解码，才能够得到复原后的音频和视频信号。按照m p e g 一2 系统层的规定，只要t s 流中带有正确的p s i 信息，接收机就可以根据该信息进行正常的解码。在m p e g - 2 标准 中定义的节目信息p s i 中提供了不少有关节目组成和相互关系的信息，从而使得在接收 端可以正确地对t s 流进行解复用。但是在实际的数字电视广播应用中，系统仅仅提供 p s i 信息还是远远不够的，p s i 数据只提供了单个t s 流的信息，包括由一系列数据段 ( d a t as e c t i o n ) 构成的节目关联表( p r o g r a ma s s o c i a t i o nt a b l e ，p a t ) 、节目映射表 ( p r o g r a mm a pt a b l e ，p m t ) 、网络信息表( n e ti n f o r m a t i o nt a b l e ，n i t ) 、条件访问 表( c o n d i t i o n a la c c e s st a b l e ，c a t ) 等，是对单一码流的描述，使接收机能对单个t s 中的不同节目流进行解码，但它不能提供多个t s 的有关业务和节目类型、什么节目、 什么时间开始等信息。由于系统通常存在多个码流，为了使用户能在多码流中快速地找 出自己需要的业务( 电视台) ，d v b 对m p e g - 2 的p s i 进行了扩充，e n3 0 04 6 8 中对m p e g 一2 的p s i 进行了扩展，在p s i 四个表的基础上再增加了业务群关联表( b a t ) 、业务描述表 ( s d t ) 、事件信息表( e i t ) 、时间和日期表( t d t ) 、运行状态表( r s t ) 、偏移表( t o t ) 、 填充表( s t ) 、选择信息表( s i t ) 、间断信息表( d i t ) 共9 个表，形成业务信息s i ( s e r v i c e i n f o r m a t i o n ) 。也就是说数字电视广播中的业务信息包括两部分：即m p e g 一2 的p s i 信 息和独立定义的扩展部分。下面对数字电视广播中的数据信息进行分析。 2 1 m p e g - 2 传输流 视频数据 图2 2 传输码流的形成 在数字电视中，所有视频、音频、文字、图片等经数字化处理后都变成了数据，单 个m p e g 音频或视频编码器的输出叫作基本数据流( e s ) ，基本数据流是一个无限接近实 时的信号。在“打包基本数据流( p e s ) ”中又被分割成大小合适的数据块。一个视频p e s 和一些音频p e s 能够组合起来形成节目流和传输流，并按照m p e g 一2 的标准打包，形成 固定长度( 1 8 8 个字节) 的传送包，m p e g 一2 传送流的结构如图所示。每个传输数据包带 有一个1 3 比特位的数据包识别符( p i d ) ，解多路复接器用p i d 来区分含有不同信息类别 的数据包。在给定的传输流中，所有属于同一基本数据流的数据包都具有相同的p i d ， 解码器( 或解多路调制器) 根据p i d 选择其所需的基本数据流，并去除剩余的部分。数 据包连续性计数确保解码器对收到的数据流中每个数据包进行正确解码。只要数据包与 其从属的传输流正确关联，那么解多路复接器就能通过使用视频、音频和图文传输数据 包p i d 的相关性便可正确地选择数据包并选择指定的节目。通常一个频道对应一个t s 流，一个频道的t s 流又由多个业务或节目的t s 流组成。 传输流不仅仅是音频p e s 和视频p e s 的复合。除了音频、视频和数据之外，传输流中 还包含描述数据流的大量附加数据。在m p e g 一2 中专门定义了p s i 信息，传送流中有关p i d 的信息及各p i d 之间的关系包含在节目特定信息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 ) 中，p s i 信息中包含设置和引导m p e g 一2 接收机进行正确解码所需的各种参数，比如象征 传输流中每个节目的节目关联表( p a t ) 中的每一条目与节目映像表( p m t ) 相对应，p m t 列 出组成每个节目的基本数据流。有些节目是公开的，而有些节目可能需要有条件接入 ( c a t ) 。p s i 信息在复用时通过复用器插入到t s 流中，并用特定的p i d ( 包标识符) 进行 标识。 2 2p s l 信息 p s i 信息使用4 个表来定义码流的结构：节目关联表( p r o g r a m a s s o c i a t i o nt a b l e ， p a t ) 、节目映射表( p r o g r a mm a pt a b l e ，p m t ) 、网络信息表( n e ti n f o r m a t i o