PSI与SI入门详细介绍.doc

1 1缩写 缩写 ABBREVIATION 1 2基本概念基本概念 3 2 1传输流 TRANSPORT STREAM TS 3 2 2网络 NETWORK 3 2 3业务 SERVICE 3 2 4业务群 BOUQUET 3 2 5事件 EVENT 4 2 6组件 COMPONENT 4 2 7PSI SI 4 3PSI SI 表的结构表的结构 5 3 1TABLE SUB TABLE和SECTION 5 3 2SECTION 5 3 2 1section header 6 3 2 2descriptor 6 3 2 3table loop 7 4PSI SI 表表 8 4 1PMT PROGRAM MAP TABLE 8 4 2PAT PROGRAM ASSOCIATION TABLE 9 4 3CAT CONDITIONAL ACCESS TABLE 9 4 4NIT NETWORK INFORMATION TABLE 10 4 5SDT SERVICE DESCRIPTION TABLE 11 4 6EIT EVENT INFORMATION TABLE 11 4 7BAT BOUQUET ASSOCIATION TABLE 12 2 1 1缩写 缩写 Abbreviation 缩写词全称中文意思 MPEGMotion Picture Expert s Group运动图象专家组 DVBDigital Video Broadcasting数字视频广播 IRDIntegrated Receiver Decoder综合接收解码器 PSIProgram Specific Information节目说明信息 SIService Information业务信息 CATConditional Access Table条件接收表 PATProgram Association Table节目关联表 PMTProgram Map Table节目映射表 EITEvent Information Table事件信息表 NITNetwork Information Table网络信息表 SDTService Description Table业务描述表 TDTTime and Date Table时间 日期表 BATBouquet Association Table业务群关联表 RSTRunning Status Table运行状态表 TOTTime Offset Table时间偏移表 uimsbfunsigned integer most significant bit first bslbfbit string left bit first 2 2基本概念基本概念 2 1传输流 传输流 Transport Stream TS 传输流是 MPEG II 规范的系统层提出的 对多路节目进行复用的两种方案之一 它主要针对非可靠 信道的传输 另一种方案 节目流是针对可靠信道的传输而提出的 比如卫星信道 微波信道和 CATV 信道 传输流这种机制可将多路节目复用成一个流 并且 同一节目还可以包含多个视频和音频流 组成传输流的是一系列连续的数据包 简称 TS 包 TS 包的长度固定 一般是 188 字节 如果在这 种 TS 包的尾部加入 16 字节的 RS 纠错码 则包长为 204 字节 传输流的形成过程可以用图 2 1 来说明 组成节目的视频流和音频流经过基础流编码器之后 形成基 本流 每一路视频流或音频流对应一路基本流 基本流经过打包 形成 PES 包流 每一个 PES 包都有流 标识 用于视 音频解码和播放同步的时戳 PES 包和其它的数据 控制信息经过复用器 形成 TS 包 每一个 TS 包都有一个包标识 PID 同一基础流对应的 TS 包 PID 的值相同 TS 流就是通过对各个 基础流分配不同的 PID 号来唯一的标识各个不同的基础流 信息表和其它数据 每一个 TS 包最多只能传 输一路基础流的内容 MPEG II 基础流编码器 MPEG II 基础流编码器 视频流数据 音频流数据 MPEG II 基本流 ES MPEG II 基本流 ES ES包形成器 ES包形成器 ES包流 PES ES包流 PES MUX 数据和控制信息 MPEG II 传输流 TS 图 2 1 传输流系统框图 为了实现众多编码器与解码器直接的时钟同步 防止解码器的缓冲发生上溢或下溢 在系统流中加入 了一个精确的系统级时间参考值 在 TS 流中 这个值被称为节目参考时钟 PCR 在解码器端 当检测到 本地系统时钟和 PCR 所表征的时钟不一致时 解码器将调整本地系统时钟 2 2网络 网络 network 一个传输系统 可以传输一组 MPEG II 码流 网络使用 network id 来进行标识 不同运营商所运 营的网络 对应的 network id 不同 2 3业务 业务 service 在广播者的控制下 可以按照时间表分步广播的一系列节目 一个业务可以理解为一个逻辑意义上的 频道 使用 service id 来标识一个业务 同一个传输流中 service id 必须唯一 2 4业务群 业务群 bouquet 一个业务群是一系列业务的集合 这些业务可以来自不同的 TS 流甚至不同的网络 业务群的概念可 以这样来理解 假设有两个业务提供商 PA 和 PB PA 提供了 10 套节目 PB 提供了 20 套节目 但是 3 对于某一个地域的用户 只希望他们收到 PA 提供的 3 套节目和 PB 提供的 5 套节目 此时 可以将这些 节目组成一个业务群 2 5事件 事件 event 一组属于普通业务的广播数据流 它定义了起始时间和结束时间 一个事件就是一个节目 更确切的 说 是一个节目段 例如 一场足球比赛的半场 新闻快报 娱乐表演的第一部分 2 6组件 组件 Component 组件是组成节目段的一个或多个实体 对应 传输流 概念中的基础流 以上概念之间的关系如图 2 2 所示 卫星 转发器 1 有线地面 转发器 2转发器 T 通道 1通道 2通道 T 通道 1通道 2通道 T 业务 1业务 2业务 T 业务 1业务 2业务 T 业务 1业务 2业务 T 事件 1事件 2事件 T t 视频音频 1音频 2数据 业务群 网络 复用 业务 事件 组件 图 2 2 2 7PSI SI 在 MPEG II 标准的系统部分重点描述了 MPEG II 系统级传输流中包含的 PSI 信息 PSI 描述了传输 流所携带的内容 包含了对构建各节目的基本流的描述和对节目本身的描述 为了给 IRD 提供更多的接 收和解码所需信息 支持更复杂的应用 DVB 又准备了一个开放的服务信息系统 DVB SI 来辅助 DVB 信号 SI 可以描述由某一播放者提供的每一个服务的技术特征及其他的信息 通过 SI 的帮助 用户可以 在传输流中选择服务或事件 机顶盒使用 SI 信息能完成自动配置和自动接收 所有的 PSI SI 信息都以表的形式从中心系统广播下来 表中包含了整个广播网络的物理特征和节目 信息 所有这些表在传输时 都将被封装在大小固定的被称为段 section 的数据块中 4 3PSI SI 表的结构表的结构 3 1table sub table 和和 section PSI 表包括 CAT PAT PMT SI 表包括 NIT SDT EIT BAT TDT TOT RST 等 从结构上 来说 这些表都由一个或多个子表组成 而子表又进一步由一个或多个 section 组成 section 最初是在 MPEG II 中定义的语法结构 在从 PSI 表到 TS 包的转换过程中 section 起到了中介的作用 DVB 在扩 展 PSI 为 SI 的时候 沿用了这种语法结构 PSISI 表的框架如图 3 1 所示 Section Section SubTable SubTable Table 图 3 1 Table SubTable 和 Section 的结构关系 不同的表之间可以通过表标识 table id 进行区分 属于同一个 table id 的不同子表一般通过表的 扩展标识 table id extension 版本号 version number 进行区分 对于 EIT 和 SDT 的子表 还要 加上其它的条件 这些用于区分子表的 域 field 在每一个具体的表中都作了定义 3 2section 一个比较一般的 section 结构如图 3 2 所示 PSISI table section section header for i 0 i N i 1st descriptor loop descriptor other fields for i 0 i N i table loop table loop header for j 0 j M j 2nd descriptor loop descriptor section tail 图 3 2 section 的结构 在 section header 部分包含了用于区分子表的 域 field section header 之后可能有第一层描 述符循环和表循环 一个表循环之中又可能再次包含描述符循环 习惯上称为第二层描述符循环 所谓 循环 就是指相同或类似的数据结构重复出现 other fields 位置处一般会有一个数据用于指示表循 环结构的长度 以字节为单位 section tail 处一般是一个 32 位的 CRC 校验位 5 3 2 1section header section header 的语法结构如表 3 1 所示 表 3 1 section header 语法结构 SyntaxNo of bitsIdentifierRemark section header table id8 uimsbf section syntax indicator1 bslbf reserved future use1 bslbf reserved2 bslbf section length12 uimsbf table id extension16 uimsbfIf section syntax indicator 1 version number5 uimsbfIf section syntax indicator 1 current next indicator1 bslbfIf section syntax indicator 1 section number8 uimsbfIf section syntax indicator 1 last section number8 uimsbfIf section syntax indicator 1 不同的 PSISI 表具有不同的 table id 在文档 En300468 中 有 PSISI 表和 table id 的对应关系 section syntax indicator 最早在 MPEG II 中使用 主要用于 私有数据表 private data table 其 值为 0 和 1 的时候 私有数据表的结构不同 DVB 中也使用了 section syntax indicator 当它的值为 1 时 section 的第四 第五个字节表示 table id extension 并且从 section 第 43 位开始的 5 位表示子表 的版本号 version number 第 48 位表示当前表是否有效 current next indicator 第 7 个字节表示 当前 section 的编号 section number 第 8 个字节记录子表中 section number 的最大值 section length 表示从 section 的第四字节开始到 section 结束的数据区的字节长度 对于一般的 PSISI 表 section length 的最大值为 1024 对于 EIT 表 section length 的最大值为 4096 当 section syntax indicator 的值为 1 时 section 的第四 第五字节表示 table id extension 对于 不同的表 table id extension 的物理意义不同 PSISI 表中有两个表例外 即 PSI 表中的 CAT 表和 SI 表中的 ST 表 这两个表都没有 table id extension 但 CAT 表的 section syntax indicator 必须是 1 ST 表的 section syntax indicator 可以为 0 也可以为 1 当 section syntax indicator 的值为 1 时 从 section 第 43 位开始的 5 位表示子表的版本号 version number version number 的值从零开始 每当子表内容改变时 version number 的值加 1 当 version number 增加到 31 后 再次回归到零 当 section syntax indicator 的值为 1 时 section 的第 48 位表示当前表是否有效 current next indicator 如果 current next indicator 的值为 1 表示当前表有效 为 0 表示当前表 无效 下一个表有效 3 2 2descriptor 一个 descriptor 是一个语义上比较完整的语法结构 用于提供特定的信息 比如 network name descriptor 用于描述一个网络名称 service descriptor 用于描述一个业务的类型 业务提 供商的名称和业务名称 所有的 descriptor 都以一个 8 位的标识 descriptor tag 开使 后面紧跟一个 8 位的数表示从 descriptor 的第 3 个字节开始到 descriptor 结束的数据区的字节长度 从 descriptor 的第 3 个字节开始到 descriptor 结束的数据是各个 descriptor 的具体内容 如表 3 2 所示 6 表 3 2 descriptor 结构示意 SyntaxNo of bitsIdentifier PSISI descriptor descriptor tag8 uimsbf descriptor length8 uimsbf descriptor content descriptor tag 的值可以从 0 255 其中 0 1 保留 2 18 是 PSI 中定义的描述符 19 63 保留 64 110 是 SI 中定义的描述符 111 127 保留 128 254 可以定义私有描述符 255 禁用 如图 3 3 所示 102 1819 6364 110111 127128 254255 PSI descriptorsSI descriptorsuser define descriptorsreservedforbidden 图 3 3 descriptor tag allocation 为了叙述方便 下文将 descriptor tag 值在 2 18 的描述符称为 PSI 描述符 将 descriptor tag 值在 64 110 的描述符称为 SI 描述符 同一个 descriptor 可能位于不同的 PSISI 表中 也可能位于同一个 PSISI 表的第一和 或 第二层描 述符序列中 文档 IS13818 没有规定 PSI 描述符在 PSI 表中可能出现的位置 可以认为 PSI 描述符可 以出现在 PSI 表中的任何位置 只要该描述符对于该 PSI 表是有特定意义的 文档 En300468 的表 12 描述了 SI 描述符在 PSISI 表中可能出现的位置 在文档 Etr211 中 详细规 定了各个 SI 表中允许出现的 SI 描述符 对于某一个特定的 SI 表 在 section 中的特定位置 只能出现特 定的 SI 描述符 其它描述符在这个位置出现都是没有意义的 3 2 3table loop table loop 对应于特定的 PSISI 表 不同 PSISI 表的 table loop 结构上不同 具有不同的含义 例如 NIT 表的 table loop 对应特定网络中的传输流 传输流的个数等于 NIT 中 table loop 的个数 SDT 表的 table loop 对应特定传输流中的业务 service service 的个数等于 SDT 中 table loop 的个数 图 3 4 是对本节的总结 Section Section SubTable SubTable Table PSISI table section 1st descriptor loop section header descriptor descriptor other fields table loop table loop header 2nd descriptor loop descriptor descriptor section tail Syntax No of bits Identifier section header table id section syntax indicator reserved future use reserved section length table id extension version number current next indicator section number last section number uimsbf bslbf bslbf bslbf uimsbf uimsbf uimsbf bslbf uimsbf uimsbf PSISI descriptor descriptor tag descriptor length descriptor content 8 8 uimsbf uimsbf 8 1 1 2 12 16 5 1 16 16 Syntax No of bits Identifier 图 3 4 PSI SI 结构 7 4PSI SI 表表 4 1PMT Program Map Table 现在回顾一下图 2 1 在节目发送端 一个节目 用 program number 标识 可以由音频流 视频流 组成 视 音频流经过处理 形成 TS 包之后 对应的 TS 包便带上了 PID 信息 不同的视 音频流对应 的 PID 值不同 PMT 描述了当前 TS 流中节目的视 音频 PES 流和 PCR 的 PID PMT 的个数等于当前 TS 流中节 目的个数 通过 PMT 可以从 MPEG II 传输流中提取指定节目的基本流并予以解码重放 PMT 的语法结构如表 4 1 所示 表 4 1 PMT 语法结构 SyntaxNo of bitsIdentifier program map section table id 8 uimsbf section syntax indicator 1 bslbf reserved future use1 bslbf reserved2 bslbf section length12 uimsbf program number16 uimsbf reserved2 bslbf version number5 uimsbf current next indicator1 bslbf section number8 uimsbf last section number8 uimsbf reserved3 bslbf PCR PID13 uimsbf reserved4 bslbf program info length12 uimsbf for i 0 i N i descriptor for i 0 i N i stream type8 uimsbf reserved3 bslbf elementary PID13 uimsbf reserved4 bslbf ES info length12 uimsbf for j 0 j N j descriptor CRC 3232 rpchof 表中的 program number 用于标识当前节目 PCR PID 指示带有当前节目 PCR 信息的 TS 包的 PID PMT 循环结构的个数等于组成该节目的视 音频流的个数 每一个循环结构和组成该节目的一个视 频或音频流对应 stream type 说明流的类型 elementary PID 指示带有流数据的 TS 包的 PID 收到节目的 PMT 后 可以根据 PCR PID 获得 PCR 实现接收端和发送端的时钟同步 根据每个表 循环中的 elementary PID 获得相应基础流的数据 重现节目 PMT 的接收同样是根据 PID 来实现的 PID 的值从下面的 PAT 中获得 8 4 2PAT Program Association Table PAT 表规定使用 PID 0 的 TS 包来传送 它列出了所属 TS 流中所有节目的编号 以及各编号节目 所对应的 PMT 的 PID 根据列出的 PID 接收端就可以获得所有的 PMT 表 PAT 如表 4 2 所示 表 4 2 PAT 语法结构 SyntaxNo of bitsIdentifier program association section table id8 uimsbf section syntax indicator1 bslbf 0 1 bslbf reserved2 bslbf section length12 uimsbf transport stream id16 uimsbf reserved2 bslbf version number5 uimsbf current next indicator1 bslbf section number8 uimsbf last section number8 uimsbf for i 0 i N i program number16 uimsbf reserved3 bslbf if program number 0 network PID13 uimsbf else program map PID13 uimsbf CRC 3232 rpchof 在 PAT 的表循环中 一般有一个 program number 值为 0 的循环 该循环中包含了 NIT 表的 PID 的 信息 其它的循环中都是一个节目对应 PMT 的 PID 如果要收看的节目属于条件接收节目 接收端还必须提取 PSI 中的条件接收表 利用其中的信息对被 加扰的节目进行解扰 4 3CAT Conditional Access Table CAT 表使用 PID 0 x0001 的 TS 包来传送 其语法结构如表 4 3 所示 表 4 3 CAT 表 左 和 CA descriptor 右 的语法结构 SyntaxNo of bits Identifier conditional access section section header for i 0 i N i descriptor CRC 3232 rpchof SyntaxNo of bitsIdentifier CA descriptor descriptor tag8uimsbf descriptor length8uimsbf CA system ID16uimsbf reserved3bslbf CA PID13uimsbf for i 0 i N i private data byte8uimsbf 9 CAT 表的信息在描述符 CA descriptor 中 CA system ID 用于标识 CA 系统 CA system ID 的值 是统一分配的 在文档 ETR162 中可以查到 条件接收节目在编码的时候 相应 CA 系统的 EMM entitled management message 或 ECM entitled control message 信息也同时通过 TS 包发出 CA PID 用于指示这些 TS 包的 PID 一旦某一个 CA 系统参与了加扰工作 在 CAT 中就有一个 CA descriptor 用于描述该 CA 系统 4 4NIT Network Information Table NIT 传输与复用器 传输流 TS 的物理结构有关的信息 以及网络本身的特点 在 MPEG II 中 NIT 属于私有表 传送 NIT 的 TS 包的 PID 可以在 0 x0010 0 x1FFF 之间选择 因此 PAT 表中专门有一 个 program number 0 的循环用于指示传送 NIT 的 TS 包的 PID 在 DVB 中对 NIT 作了进一步的定义 并且规定 NIT 信息必须使用 PID 0 x0010 的 TS 包传送 这样 接收 NIT 时就不需要从 PAT 中查找其 PID 而直接去 PID 0 x0010 的 TS 包中接收即可 NIT 的语法如表 4 4 所示 表 4 4 NIT 语法结构 部分 SyntaxNo of bitsIdentifier network information section table id8 network id16 uimsbf for i 0 i N i descriptor reserved future use4 bslbf transport stream loop length12 uimsbf for i 0 i N i transport stream id16 uimsbf original network id16 uimsbf reserved future use4 bslbf transport descriptors length12 uimsbf for j 0 j N j descriptor CRC 3232 rpchof 其中 table id 的取值可以是 0 x40 或 0 x41 当 table id 0 x40 时 表示 NIT 描述的是当前网络的 信息 table id 0 x41 时 NIT 描述的是其它网络的信息 DVB 规定 table id 0 x40 的 NIT 表必须发 出 network id 是 NIT 描述的网络的标识 NIT 表的每一个表循环用于描述 network id 指定网络中的一个 TS 流 从表循环的结构可以看出 一 个 TS 流是用 ts id 和 original network id 来唯一标识的 考虑下面的情况 假设在网络 A network id NID A 和网络 B network id NID B 中分别产生了一路 TS 流 TS A 和 TS B 它们的 ts id 相同 都是 TS ID AB 当 TS A 和 TS B 各自在独立的网络中传输时 没有问题 但如果这两路 TS 流传输到 了同一个网络中时 只根据 ts id 来标识它们就出现了问题 很显然 TS A 和 TS B 是不同的 TS 流 但 它们的 ts id 是相同的 所以 为了唯一的标识 TS 流 引入了 original network id 表示 TS 流产生的网 络 这样 对于上面的情况 TS A 的标识是 NID A TS ID AB TS B 的标识是 NID B TS ID AB TS 流不同 标识也不同 在 NIT 的第二层描述符序列中 可以使用一个叫 service list 的描述符列出相应 TS 流中所有的业务 service list descriptor 的语法如表 4 5 所示 10 表 4 5 service list descriptor 语法结构 SyntaxNo of bitsIdentifier service list descriptor descriptor tag 8 uimsbf descriptor length8 uimsbf for i 0 i N I service id16 uimsbf service type8 uimsbf 在描述符的循环结构中 列出了所有业务的标识和类型 4 5SDT Service Description Table SDT 表使用 PID 0 x0011 的 TS 包传送 其语法结构如表 4 6 所示 表 4 6 SDT 语法结构 部分 SyntaxNo of bitsIdentifier service description section table id8 uimsbf transport stream id16 uimsbf original network id16 uimsbf for i 0 i N i service id16 uimsbf reserved future use6 bslbf EIT schedule flag1 bslbf EIT present following flag1 bslbf running status3 uimsbf free CA mode1 bslbf descriptors loop length12 uimsbf for j 0 j N j descriptor CRC 3232 rpchof SDT 用于描述由 ts id original network id 确定的 TS 流中所有 service 的信息 TS 流可以是当 前 TS 流或者其它的 TS 流 当 table id 取值为 0 x42 时 SDT 对应当前的 TS 流 当 table id 取值为 0 x46 时 SDT 对应其它的 TS 流 DVB 规定 table id 为 0 x42 的 SDT 表必须发出 SDT 表循环结构的个数等于 TS 流中 service 的个数 service id 和 ts id original network id 一起 用于唯一确定一个 service DVB 建议 一旦某一个 service 被分配了一个 service id 之后 这个 service id 应该保持不变 这样有利于 IRD 提供一些诸如 favourate channel 之类的功能 running status 标识 service 的状态 free CA mode 标识 service 中是否含有经过加扰的 event 4 6EIT Event Information Table EIT 表描述由 original network id ts id service id 所标识的 service 中的 event 信息 对于每一 个 service 都有一个 EIT 子表和它对应 一个 EIT 表循环结构的对应于 service 中的 event 当 event 的 数目大于 1 时 这些 event 按照起始时间的先后顺序排列 EIT 表使用 PID 0 x0012 的 TS 包传送 其语法结构如表 4 7 所示 11 表 4 7 EIT 表语法结构 SyntaxNo of bitsIdentifier network information section table id8 uimsbf service id16 uimsbf transport stream id16 bslbf original network id16 uimsbf segment last section number8 last table id8 for i 0 i N i event id16 uimsbf start time40 bslbf duration24 uimsbf running status3 uimsbf free CA mode1 bslbf descriptors loop length12 uimsbf for j 0 j N j descriptor CRC 3232 rpchof EIT 的 table id 的取值和含义可以用表 4 8 来说明 表 4 8 EIT 表 table id 的取值和含义 table id含义 0 x4EEIT 描述的当前 后继 present following event 信息在当前传输流中 0 x4FEIT 描述的当前 后继 present following event 信息不在当前传输流中 在其它传输流 中 0 x50 0 x5FEIT 描述的节目预报信息 event schedule information 在当前传输流中 0 x60 0 x6FEIT 描述的节