数字电视原理与应用

1、上海交通大学上海交通大学Email：20062007学年第一学期学年第一学期2课程安排课程安排1数字电视概述数字电视概述电视技术的发展历程模拟电视原理数字电视的发展2数字电视基本原理数字电视基本原理视频压缩原理MPEG-2视频编码及测量MPEG-2音频编码及测量MPEG-2系统及其测量数字调制基础数字电视的纠错编码原理3数字电视相关标准数字电视相关标准DVB-S标准及相关测量DVB-C标准及相关测量OFDM技术DVB-T标准及相关测量ATSC和ISDB-T标准及其测量我国的数字电视标准3数字电视基本原理数字电视基本原理v视频压缩原理 第5章vMPEG-2视频编码部分及其测量 第4,6,11章v

2、MPEG-2音频编码部分及其测量 第7章vMPEG-2系统部分及其测量系统部分及其测量 第第3,9,10章章v数字调制基础 第12章v数字电视中的纠错编码原理 补充4MPEG-2系统部分及其测量系统部分及其测量1.MPEG数据流 2.数字视频标准比较数字视频标准比较3.MPEG-2 TS测量52、数字视频标准比较、数字视频标准比较MPEG-1/2,VCD/DVD,M-JPEG/MiniDV/DV数字视频信号的物理接口数字视频信号的物理接口MPEG-3,MPEG-4,MPEG-7和和MPEG-210101010010010101010010010100110010011001001101 01

3、06MPEG-1和和MPEG-2比较比较v MPEG-1 ：1992年年, 第一个活动图像和声音压缩标准。第一个活动图像和声音压缩标准。目标是在目标是在1.5Mbit/s码流获得码流获得VHS质量。质量。应用于存储媒体应用于存储媒体(CD和硬盘和硬盘)，不用于传输媒体，不用于传输媒体(广播广播)。图像分辨率为图像分辨率为CIF(352X288)。只有由视音频复用的只有由视音频复用的PES包组成的包组成的PS流，不同长度的视音频流，不同长度的视音频PES包按照当前包按照当前码率交织集成一个码流，也分为码率交织集成一个码流，也分为header和和payload，长度通常基于存储媒介长度通常基于存储

4、媒介的物理数据分区。的物理数据分区。只有一个节目只有一个节目v MPEG-2 ：编码算法向更高分辨率和更好质量方面进一步发展。编码算法向更高分辨率和更好质量方面进一步发展。在存储应用的同时考虑传输。在存储应用的同时考虑传输。TS流针对传输层，提供更小的包结构、更扩展的复用和抗误码机制。流针对传输层，提供更小的包结构、更扩展的复用和抗误码机制。 TS流中可以支持最多流中可以支持最多20个节目。个节目。 支持图像分辨率包括支持图像分辨率包括SDTV和和HDTV。 全世界广播采用全世界广播采用MPEG-2作为基带信号。作为基带信号。v MPEG-1与与MPEG-2的基本算法框架都一致：的基本算法框架

5、都一致： I,P,B帧，前向帧，前向/后向预测，后向预测，DCT变换压缩；变换压缩；7VCD和和DVD比较比较v VCD 包含一个包含一个MPEG-1 PS流，由复用流，由复用PES包组成的一个节目包组成的一个节目 总码率总码率1.5Mbit/s 许多盗版许多盗版VCD碟片碟片v SVCD MPEG-2数据流，也是由复用数据流，也是由复用PES包组成的包组成的PS流流 2.4Mbit/s码率码率 近似相当于近似相当于VHS质量，甚至更高质量，甚至更高v DVD MPEG-2编码编码 也是复用也是复用PES包组成的码流包组成的码流 码率高达码率高达10.5Mbit/s 质量比质量比VHS高得多高

6、得多 还可以提供字幕和其他信息还可以提供字幕和其他信息 应用广泛，包括视频、音频和数据应用广泛，包括视频、音频和数据 与与CD(约约700Mbytes)相比，存储容量从相比，存储容量从4.7G最大到最大到17.1Gbytes，可以有可以有1，2或或4层，每层层，每层4.7Gbytes。表表9.1 DVD类型类型TypeSidesLayers/sideDataGbytesxCD-ROMDVD5114.77DVD9128.513DVD10219.414DVD182217.1258Video DVD的技术数据的技术数据v 存储容量：存储容量：4.717.1Gbytesv MPEG-2视频码率不同，最

7、大视频码率不同，最大9.8Mbit/sv 音频：音频： 线性线性PCM(LPCM)： 48kHz或或96kHz采样频率采样频率 16，20或或24位分辨率位分辨率 MPEG音频音频(MUSICAM)： 单声道、立体声、单声道、立体声、6声道声道(5.1)和和8声道声道(7.1) Dolby数字数字(AC3) 单声道、立体声、单声道、立体声、6声道声道(5.1)9MiniDV和和DVPro比较比较v MiniDV： 广泛用于家庭视频摄像机，对图象质量带来革命性改进。广泛用于家庭视频摄像机，对图象质量带来革命性改进。 总码率为总码率为3.6Mbyte/s，视频码率为，视频码率为25Mbit/s。

8、图象大小为图象大小为720 x576，帧率，帧率25fps。 可在码流任何位置编辑，因为只有类似可在码流任何位置编辑，因为只有类似I帧组成。帧组成。v DVPro： 演播室标准，支持视频码率为演播室标准，支持视频码率为2550Mbit/s。v MiniDV和和DVPro的共同点：的共同点： 都采用都采用DCT编码技术，但没有帧间编码；都是编码技术，但没有帧间编码；都是M-JPEG的特例。的特例。 与与MPEG相比，没有量化表，也没有宏块层控制的量化参数；只有一相比，没有量化表，也没有宏块层控制的量化参数；只有一系列本地量化表，由编码器对每个宏块选择最合适的表。系列本地量化表，由编码器对每个宏块

9、选择最合适的表。 相对码率较高，质量很好，易于后处理。相对码率较高，质量很好，易于后处理。 PC上的家庭编辑软件大约上的家庭编辑软件大约$100，能提供几年前专业软件才具有的功，能提供几年前专业软件才具有的功能，软件还可以实现视频的能，软件还可以实现视频的MPEG-1,MPEG-2,VCD,SVCD和和video DVD编码。编码。10数字视频标准比较数字视频标准比较StandardVideo codingResolutionVideo data rateMbit/sTotal data rateMbit/sMPEG-1MPEG-1352X288192X144384X2880.150-(1.1

10、50)-3.0最大约3.51.4112MPEG-2MPEG-2720X576(SDTV,25fps)最大HDTV最大15基本开放最大270VideoCDMPEG-1352X2881.1501.4112SVCDMPEG-2480X5762.42.624VideoDVDMPEG-2720X576最大9.810.5MiniDVM-JPEG特例720X57625近似30DVProM-JPEG特例720X57625/50近似30/5511MPEG-3,MPEG-4,MPEG-7和和MPEG-21v MPEG-3针对针对HDTV，后并入，后并入MPEG-2。v MPEG-4：1999年制订，典型应用为年制

11、订，典型应用为Internet和和PC上的交互式多媒体应用。上的交互式多媒体应用。编码方法仍然基于编码方法仍然基于MPEG-2，新的特点是：新的特点是： 可面向合成视音频对象。可面向合成视音频对象。 可打包成可打包成MPEG-2 TS流或流或MPEG-4文件，也可作为文件，也可作为PS流通过流通过IP包传输。包传输。 基于对象编码。在视音频之外，还包括许多不同对象：基于对象编码。在视音频之外，还包括许多不同对象：.NetworkLayerH ie ra rc h ic a l, In te ra c tiv e ,A u d io v isu a l S c e n e.E le m e n

12、ta ryS tre a m sD e m u ltip le x.P rim itiv eA V O b je c tsD e c o m p r e ssio nC o m p o sitio n a n dR e n d e r in g.U p stre a m D a ta(U se r E v e n ts, C la ss R e q u e st, .)C o m p o sitio nIn fo rm a tio nS c e n e D e sc r ip tio n(S c r ip t o r C la sse s)12MPEG-3,MPEG-4,MPEG-7和和MPE

13、G-21v MPEG-7: 2001年发布标准，将用于：年发布标准，将用于： MHP (multimedia home platform) SAMBITS未来高端多媒体机顶盒未来高端多媒体机顶盒 只处理节目有关数据，作为只处理节目有关数据，作为MPEG-2和和MPEG-4的补充。的补充。 传送背景信息，传送背景信息，EPG的一种，在的一种，在MPEG-2 TS流中传送基于流中传送基于XML和和HTML的数据结构，可以由机顶盒提供检索功能。的数据结构，可以由机顶盒提供检索功能。v MPEG-21： 目标是包含所有其他目标是包含所有其他MPEG标准的补充工具和方法标准的补充工具和方法 也包括用户端

14、到端应用，如也包括用户端到端应用，如Internet。v 广播，多媒体和广播，多媒体和Internet将日益趋向融和：将日益趋向融和： 广播中一点到多点的码率比广播中一点到多点的码率比Internet高得多高得多 Internet可以很好的利用带有反馈信道的广播信道可以很好的利用带有反馈信道的广播信道 在单纯在单纯Internet信道中，由于码率较低，视频传输质量一般，而且传输开信道中，由于码率较低，视频传输质量一般，而且传输开销也大，还时常不稳定。销也大，还时常不稳定。 甚至甚至ADSL，持续高码率只能在交换中心到用户之间保证，而不能在整个持续高码率只能在交换中心到用户之间保证，而不能在整个

15、网络中得到保证。网络中得到保证。13MPEG标准比较标准比较StandardDescriptionStatusMPEG-1活动图像和声音，近似VHS质量，CD码率(1.5Mbit/s)1992年标准MPEG-2数字电视（SDTV+HDTV）1993年标准MPEG-3只短期存在（与MP3无关）并到MPEG-2中MPEG-4多媒体，交互性1999年标准MPEG-7节目相关补充数据2001年标准MPEG-21多媒体框架标准补充工具和方法14数字视频信号的物理接口数字视频信号的物理接口v 模拟模拟SDTV信号：信号： 带宽带宽4.26MHz，通过通过75-Ohm同轴电缆传输，这些电缆再用同轴电缆传输，

16、这些电缆再用BNC接头接头连接到专业设备或高端用户设备。连接到专业设备或高端用户设备。 如果接收到的信号的确为如果接收到的信号的确为75-Ohm，模拟视频信号幅度为模拟视频信号幅度为1 Vp-p。v 数字数字TV信号：信号： 并口：并口： 第一种接口，第一种接口，25-pin接头（接头（PC打印机接口），由于其抗扰度差，用低压差值打印机接口），由于其抗扰度差，用低压差值信号通过双绞线传输。信号通过双绞线传输。 串口：串口： 现在现在75 Ohm串口应用更为广泛。串口应用更为广泛。 数字视频信号码率为数字视频信号码率为270Mbit/s，以串行数据信号方式通过以串行数据信号方式通过75-Ohm同

17、轴电缆，同轴电缆，连接到连接到BNC接头。接头。 对对CCIR601的未压缩视频信号和的未压缩视频信号和MPEG-2TS流都一样。演播室中也一样：电流都一样。演播室中也一样：电缆、放大器和电缆均衡器都一样。缆、放大器和电缆均衡器都一样。15数字视频信号的物理接口数字视频信号的物理接口v DTV信号的串口，通常有信号的串口，通常有SDI和和TA-ASI两种，这两种物理接口相两种，这两种物理接口相同，只是内容不同：同，只是内容不同： SDI(Serial Digital Interface)： 串行数据未压缩串行数据未压缩601视频信号，码率视频信号，码率270Mbit/s TS-ASI(Tran

18、sport stream asynchronous serial interface)： MPEG-2 TS流通过一个串口。流通过一个串口。 其码率显然低于串行传输提供的其码率显然低于串行传输提供的270Mbit/s的固定码率，必须由填充的固定码率，必须由填充信息达到信息达到270Mbit/s。 因为演播室中希望统一因为演播室中希望统一601信号和信号和MPEG-2 TS流的传输路径。流的传输路径。16并行和串行并行和串行CCIR 601v 未压缩未压缩SDTV信号码率为信号码率为270Mbit/s，传输方式有两种：传输方式有两种： 通过双绞线并行信号通过双绞线并行信号 通常通常25-pin

19、Cannon插座，也叫插座，也叫PC打印机接口。打印机接口。 LVDS (low voltage differential signaling)信号，采用信号，采用ECL电平电平(800mV)，而不是，而不是TTL电平。电平。 对每对每bit数据，也传送其反转数据，也传送其反转bit，使得双绞线中的噪声电平尽可能低，使得双绞线中的噪声电平尽可能低 下页表为下页表为25-pin并口的管脚分配并口的管脚分配 通过通过75-Ohm同轴电缆串行信号同轴电缆串行信号 目前绝大多数都只采用串行目前绝大多数都只采用串行CCIR601接口接口SDI (serial digital interface) 75-

20、Ohm BNC接口，电压接口，电压800mVpp。 与并口相比，如果采用电缆均衡器，信号可以传送相对较长距离。与并口相比，如果采用电缆均衡器，信号可以传送相对较长距离。17CCIR601和和TS并口管脚信号并口管脚信号PinSignalPinSignal1Clock14Inverted clock2System ground15System ground3601 data bit 9 (MSB) TS data bit 7 (MSB)16601 inverted data bit 9(MSB)inverted TS data bit 7(MSB)4601 data bit 8 TS data

21、bit 617Inverted 601 data bit 8 inverted TS data bit 65601 data bit 7 TS data bit 518Inverted 601 data bit 7 inverted TS data bit 56601 data bit 6 TS data bit 419Inverted 601 data bit 6 inverted TS data bit 47601 data bit 5 TS data bit 320Inverted 601 data bit 5 inverted TS data bit 38601 data bit 4

22、TS data bit 221Inverted 601 data bit 4 inverted TS data bit 29601 data bit 3 TS data bit 122Inverted 601 data bit 3 inverted TS data bit 110601 data bit 2 TS data bit 023Inverted 601 data bit 2 inverted TS data bit 011601 data bit 1 TS data valid24Inverted 601 data bit 1 inverted TS data valid12601

23、data bit 0 TS packet sync25Inverted 601 data bit 0 inverted TS packet sync13Case ground18同步并行同步并行TS接口接口(TS并口并口)v MPEG-2 TS并口与并口与CCIR601并口完全兼容：并口完全兼容： 也是也是LVDS信号。信号。 也是也是25-pin Cannon接口。接口。 与与CCIR601相比，数据信号的管脚分配只有相比，数据信号的管脚分配只有8bits，管脚分配与，管脚分配与CCIR601接口兼容，见上页表。接口兼容，见上页表。 TS接口的数据流总是与被传输的接口的数据流总是与被传输的M

24、PEG-2 TS流保持同步：流保持同步： 如果如果TS流码率为流码率为38Mbit/s，则接口的数据率也是，则接口的数据率也是38Mbit/s，TS流不变。流不变。 TS接口可以是接口可以是188字节长的包或字节长的包或204/208字节长的字节长的MPEG-2 TS包包 204/208字节是由于字节是由于DVB或或ATSC传输信号采用了传输信号采用了Reed Solomon误码误码保护保护 在在TS接口，任何超过接口，任何超过188字节的数据只是虚拟数据，可被忽略。字节的数据只是虚拟数据，可被忽略。 许多设备可适应多种包长度。许多设备可适应多种包长度。19v 固定固定270Mbit/s码率码

25、率v 接口数据率与实际接口数据率与实际MPEG-2 TS流不同步流不同步v 优点是可以与优点是可以与SDI兼容兼容v 依照标准表，每个字节附加依照标准表，每个字节附加2bits： 标识出不相关但为达到标识出不相关但为达到270Mbit/s码率必须填充的字节（虚拟字节）码率必须填充的字节（虚拟字节） 防止串行信号中出现防止串行信号中出现DC分量分量v 采用采用BNC接口，阻抗为接口，阻抗为75欧姆，电平欧姆，电平800mV(10%)v 有两种操作模式：有两种操作模式： 脉冲模式：脉冲模式： TS包不变，插入虚拟包来达到包不变，插入虚拟包来达到270Mbit/s码率。码率。 单字节模式：单字节模式

26、： 插入虚拟字节来填充数据达到插入虚拟字节来填充数据达到270Mbit/s码率。码率。异步串行异步串行TS接口（接口（TS ASI）K28.5TSBK28.5K28.5K28.5TSBK28.510 bitn*K28.5TSP (188*8 bit)188*10 bitn*K28.5Special character K28.50011111010110000010120MPEG-2系统部分及其测量系统部分及其测量1.MPEG数据流 2.数字视频标准比较3.MPEG-2 TS测量测量21MPEG-2 TS测量测量v DTV仍十分需要不同类型的测试仪器；对全世界而言，直接对仍十分需要不同类型的测

27、试仪器；对全世界而言，直接对TS流的测量已成为流的测量已成为最重要的最重要的DTV测试技术。测试技术。v 模拟电视中主要由视频分析仪来测量模拟基带信号。模拟电视中主要由视频分析仪来测量模拟基带信号。v 数字电视中主要用数字电视中主要用MPEG-2测试解码器：测试解码器： 输入接口是输入接口是25脚脚MPEG-2并口，或并口，或TS-ASI BNC串口，或二者同时都有。串口，或二者同时都有。 由由MPEG-2解码器的关键电路模块组成。解码器的关键电路模块组成。 MPEG-2分析仪，通常是一个单处理器，和一个控制计算机，得到并显示所有分析仪，通常是一个单处理器，和一个控制计算机，得到并显示所有结果

28、，执行各种操作控制。结果，执行各种操作控制。 可以解码可以解码TS中的所有视音频信号，对数据结构执行多种分析测量。中的所有视音频信号，对数据结构执行多种分析测量。 MPEG-2 TS分析是一种特殊类型的逻辑分析。分析是一种特殊类型的逻辑分析。图10.1 MPEG-2测试解码器MPEG-2 decoderDigital signal prozessorMicroControllerDisplayMPEG-2TransportstreamVideoAudioInterfaces (printer, RS232, IEEE Bus)22DVB测量方案测量方案ETR290对对MPEG-2测量测量v D

29、VB项目测试组在测量方案项目测试组在测量方案ETR290中定义了各种测量中定义了各种测量MPEG-2 TS流的方法。流的方法。v 由这些测量方法检测到的由这些测量方法检测到的MPEG-2 TS误码分为误码分为3个优先级：个优先级： 优先级优先级1，不可解码，不可解码 优先级优先级2，部分不可解码，部分不可解码 优先级优先级3，辅助信息或，辅助信息或SI中的中的误码，影响取决于机顶盒如何误码，影响取决于机顶盒如何利用利用SI信息。信息。v 除优先级除优先级3的误码以外，所有测量的误码以外，所有测量方法可以用于方法可以用于ATSC标准，对标准，对PSIP表做分析。表做分析。表10.1 ETR290

30、的MPEG-2 TS测量MeasurementPriorityTS_sync_loss1Sync_byte_error1PAT_error1PMT_error1Continuity_count_error1PID_error1Transport_error2CRC_error2PCR_error2PCR_accuracy_error2PTS_error2CAT_error2SI_repetition_error3NIT_error3SDT_error3EIT_error3RST_error3TDT_error3Undefined_PID323(1)失步失步(TS_sync_loss,优先级优先

31、级1)v MPEG-2 TS的的188字节数据包由字节数据包由4字节字节header和和184字节字节payload组成。组成。v Header的第一个字节是同步字节，固定值的第一个字节是同步字节，固定值47hex和固定间隔和固定间隔188字节。字节。v 对带有对带有Reed Solomon误码保护的特殊情况下可能间隔误码保护的特殊情况下可能间隔204或或208字节。附加字节。附加的的16或或20字节是填充字节，可直接忽略。字节是填充字节，可直接忽略。v 5次接收到正确的同步字节以后即达到同步；次接收到正确的同步字节以后即达到同步；v 连续连续3次丢失次丢失TS包的同步字节则失去同步，叫做包的

32、同步字节则失去同步，叫做“TS_sync_loss”，v 可能引起失步的原因包括严重干扰或某行的中断。可能引起失步的原因包括严重干扰或某行的中断。v 同步状态可以由多数测试解码器进行调整。同步状态可以由多数测试解码器进行调整。图10.2 TS header中的同步字节headerOptionalAdaptation field4 ByteHeader184 byte payload188 byte SyncbyteTransport ErrorindicatorPayload unit start indicatorTransport priorityPIDTransport scrambli

33、ng controlAdaptationFieldcontrolContinuity counter8111Bit1322424(2)错误同步字节错误同步字节(Sync_byte_error,优先级优先级1)v 由于传输信道问题，由于传输信道问题，TS流中时常会发生错误的同步字节。流中时常会发生错误的同步字节。v 这种状态大多数情况是误码过多引起的，叫做这种状态大多数情况是误码过多引起的，叫做Sync_byte_error： TS流流header中的同步字节的内容不是中的同步字节的内容不是47hex25(3)PAT丢失或错误丢失或错误(PAT_error,优先级优先级1)v 节目结构不同，即节

34、目结构不同，即MPEG-2 TS的组成不同，是开放式的。的组成不同，是开放式的。v 描述当前描述当前TS组成的列表由特殊组成的列表由特殊TS包传输，其中最重要的是包传输，其中最重要的是PAT,其其TS包包的的PID=0,Table ID=0。v 如果如果PAT丢失或错误，就无法解码。因为丢失或错误，就无法解码。因为PAT中传送了所有节目的中传送了所有节目的PMT的的PID。机顶盒需要。机顶盒需要PAT中所有必要的基本信息。中所有必要的基本信息。图10.3 PAT和PMT示例PID0PID1PID2HeaderPayloadPAT=TS packetwith PID=0PIDPID2PID5PI

35、D6Video ESAudio ESPIDPID1PID3PID4PMT=TS packetswith PIDReferenced in PATAudio ESVideo ESPMT1PMT226(3)PAT丢失或错误丢失或错误(PAT_error,优先级优先级1)v PAT传输应该无差错，无混杂，最大传输间隔为传输应该无差错，无混杂，最大传输间隔为500ms。v PAT_error: PAT丢失丢失 PAT重复率大于重复率大于500ms PAT混乱混乱 PAT的的Table ID不是不是0v 此时此时PAT中的细节还没有被测试。中的细节还没有被测试。27(4)PMT丢失或错误丢失或错误(PM

36、T_error,优先级优先级1)v 对每个节目需要每隔对每个节目需要每隔500ms传输一个传输一个PMT。v PMT的的PID在在PAT中列出。中列出。v PMT包含了该节目所有包含了该节目所有ES流相应的流相应的PID。v 如果如果PAT中指向的某个中指向的某个PMT丢失，机顶盒或解码器无法找到丢失，机顶盒或解码器无法找到ES流进行流进行解复用和解码。解复用和解码。v PMT_error： PAT列出的列出的PMT丢失丢失 PMT的最大间隔超过的最大间隔超过500ms PMT混乱混乱 PMT的的table ID不是不是2。v PMT中的细节此时还未检测。中的细节此时还未检测。v 与其他表一样

37、，与其他表一样，PMT也可以分成几段，每段的也可以分成几段，每段的table ID为为2，PID在在PAT中给出。中给出。28(5)PID_error(优先级优先级1)v 一个节目所有一个节目所有ES流的流的PID都包含在相关都包含在相关PMT中。中。v PID是是ES流的指针，给出了待解码的相应流的指针，给出了待解码的相应ES包的访问地址。包的访问地址。v 如果一个如果一个PID在一些在一些PMT中出现，但是在中出现，但是在TS流所有包中都没有该流所有包中都没有该PID，MPEG-2解码器就不能访问相应解码器就不能访问相应ES流，因为该流，因为该ES流不在流不在TS流中或者流中或者PID信息

38、错误。信息错误。v 带有某特定带有某特定PID传输包的时间间隔根据不同应用进行设置，通常最大间隔半秒钟，传输包的时间间隔根据不同应用进行设置，通常最大间隔半秒钟，但具体可由用户自定义。但具体可由用户自定义。v PID_error： 某个某个PMT中指定的一个中指定的一个PID的的TS包在包在TS流中不存在流中不存在 或该或该PID的的TS包的重复间隔大于用户定义的间隔（通常为包的重复间隔大于用户定义的间隔（通常为500ms）图10.4 PIDheaderOptionalAdaptation field4 ByteHeader184 byte payload188 byte SyncbyteTr

39、ansport ErrorindicatorPayload unit start indicatorTransport priorityPIDTransport scrambling controlAdaptationFieldcontrolContinuity counter8111Bit1322429(6)Continuity_count_error(优先级优先级1)v 每个每个MPEG-2TS包的包的4字节长字节长Header中包括中包括4bit计数器，连续从计数器，连续从0到到15计数，计数，计数上溢后重新从计数上溢后重新从0开始。开始。v 每个每个PID的每个的每个TS包都有自己的连

40、续计数器，以便识别包都有自己的连续计数器，以便识别TS包丢失或相同包丢失或相同PID的的TS包重复引起的任何复用问题。包重复引起的任何复用问题。v 这种问题也可能是重复用错误或传输信道的误码造成的。这种问题也可能是重复用错误或传输信道的误码造成的。图10.5 连续计数器headerOptionalAdaptation field4 ByteHeader184 byte payload188 byte SyncbyteTransport ErrorindicatorPayload unit start indicatorTransport priorityPIDTransport scrambl

41、ing controlAdaptationFieldcontrolContinuity counter8111Bit13224PID100CNT=3PID200CNT=14PID100CNT=4PID100CNT=5PID200CNT=15PID100CNT=6PID200CNT=0PID100CNT=730(6)Continuity_count_error(优先级优先级1)v 虽然虽然MPEG-2允许允许TS的不连续，但必须在的不连续，但必须在adaptation field中中标记标记discontinuity indicator1。v 对对PID0 x1FF的的TS包允许不连续，不检测该

42、包允许不连续，不检测该TS包。包。v Continuity_count_error： 没有标记没有标记discontinuity indicator的情况下，相同的情况下，相同TS包传送了包传送了两次；两次； 没有标记没有标记discontinuity indicator的情况下，丢了某个的情况下，丢了某个TS包包（计数器增加（计数器增加2），或包顺序完全错误。），或包顺序完全错误。v 当包顺序实际上正确，而当包顺序实际上正确，而Continuity count error时，时，MPEG-2解码器的解码方式取决于采用的解码芯片。解码器的解码方式取决于采用的解码芯片。31(7)Transpor

43、t_error(优先级优先级2)v 每个每个MPEG-2 TS包都包含一个包都包含一个bit的的Transport Error Indicator，该比特紧跟同步字节之后，标记接收端任何该比特紧跟同步字节之后，标记接收端任何TS包错误。包错误。v 传输发生误码有多种原因。如果误码保护不能修复包中的所有错误，就设传输发生误码有多种原因。如果误码保护不能修复包中的所有错误，就设置该置该bit，该包必须被丢弃。，该包必须被丢弃。v Transport_error: TS包包Header中中transport error indicator比特设为比特设为1。图10.6 Transport Error

44、 IndicatorheaderOptionalAdaptation field4 ByteHeader184 byte payload188 byte SyncbyteTransport ErrorindicatorPayload unit start indicatorTransport priorityPIDTransport scrambling controlAdaptationFieldcontrolContinuity counter8111Bit1322432(8)CRC_Error(优先级优先级2)v 传输中传输中MPEG-2 TS的所有表，包括的所有表，包括PSI和其他和其

45、他private table (DVB的的 SI和和ATSC的的PSIP)，都采用，都采用CRC校验码。校验码。v CRC校验和长为校验和长为32bit，在每部分（可以由许多，在每部分（可以由许多TS包组成）的末尾传输。包组成）的末尾传输。v CRC_Error： 表（表（PAT,PMT,CAT,NIT,）的校验和错误，与实际内容不匹配。）的校验和错误，与实际内容不匹配。v 出现出现CRC_Error时，解码器必须丢掉该表，等待该包的重复。时，解码器必须丢掉该表，等待该包的重复。v CRC_Error的原因多数是传输干扰。的原因多数是传输干扰。图10.7 CRC校验和1 byte Table

46、IDPayload part of tableTransport streamPayload Unit startIndicator=1SpecialPIDs32 bitCRCCheck sum33(9)PCR_Error, PCR_Accuracy_Error(优先级优先级2)v MPEG-2编码器的所有编码过程都由编码器的所有编码过程都由27MHz参考时钟控制，参考时钟控制，27MHz时钟振荡器和时钟振荡器和42bit计数器提供了计数器提供了STC。每个节目都使用独。每个节目都使用独立的立的STC。为使解码器时钟同步，当前节目系统时钟每隔。为使解码器时钟同步，当前节目系统时钟每隔40ms在

47、在adaptation field中传送。相应节目的中传送。相应节目的PMT中指出哪个中指出哪个TS包含有时包含有时钟信息。钟信息。v STC参考值叫做参考值叫做PCR，是，是42bit计数器的拷贝。解码器利用计数器的拷贝。解码器利用PLL保证保证与传送与传送PCR值一致，从中产生自身系统时钟。值一致，从中产生自身系统时钟。v 如果如果PCR重复周期太慢，可能是由于接受端的重复周期太慢，可能是由于接受端的PLL有问题。有问题。MPEG-2规定，规定，PCR最大间隔不超过最大间隔不超过40ms，否则出现，否则出现PCR_Error。v PCR_Error: 一个节目中两个连续一个节目中两个连续P

48、CR值的差值大于值的差值大于100ms，并且，并且adaptation field中中没有不连续性标识。没有不连续性标识。 一个节目中两个一个节目中两个PCR值的间隔大于值的间隔大于40ms。34(9)PCR_Error, PCR_Accuracy_Error(优先级优先级2)v PCR值必须比较准确，不应该有抖动。如果值必须比较准确，不应该有抖动。如果PCR值在重复用时不正值在重复用时不正确或不准确，就可能出现抖动。确或不准确，就可能出现抖动。v 如果如果PCR抖动超过抖动超过500ns，就出现，就出现PCR_Accuracy_error。v PCR抖动时常到抖动时常到30s30s，此时很多

49、机顶盒可以处理。，此时很多机顶盒可以处理。v 如果彩色图象显示成黑白图象，说明如果彩色图象显示成黑白图象，说明PCRPCR抖动太大。抖动太大。v PCRPCR抖动的实际影响取决于机顶盒与抖动的实际影响取决于机顶盒与TVTV接收机连接的方式，接收机连接的方式，RGBRGB连接连接当然比合成视频电缆连接方式的影响小。当然比合成视频电缆连接方式的影响小。v PCR_Accuracy_errorPCR_Accuracy_error： PCRPCR值之间的变化（值之间的变化（PCRPCR抖动）大于抖动）大于500ns500ns35(10)PTS_Error(优先级优先级2)v PES headerPES

50、 header中传输的中传输的PTSPTS包含一个包含一个33bit33bit的准确显示时间。的准确显示时间。同时在视频同时在视频ESES流和音频流和音频ESES流中传输，用于视音频同步。流中传输，用于视音频同步。v PTSPTS值从值从STCSTC中得到，中得到，STCSTC总长总长42bit42bit，其中，其中PTSPTS只利用只利用33bit33bit最高位最高位(MSB)(MSB)。v PTSPTS值的最大间隔为值的最大间隔为700ms700ms。v PTS_ErrorPTS_Error： 一个节目中两个一个节目中两个PTSPTS值的间隔大于值的间隔大于700ms700ms。v 虽然

51、实际虽然实际PTS_errorPTS_error很少发生，但实际上经常发生视音频很少发生，但实际上经常发生视音频不同步。不同步。v 实际上对广播应用，视音频不同步的原因很难检测和识别。实际上对广播应用，视音频不同步的原因很难检测和识别。v 直接对视音频同步的测量将是一个重要的测量参数。直接对视音频同步的测量将是一个重要的测量参数。36(11)CAT_Error(优先级优先级2)v MPEG-2 TSMPEG-2 TS包的包的payloadpayload部分可以进行混杂，而部分可以进行混杂，而headerheader和和adaptation fieldadaptation field不能。不能。

52、v PayloadPayload部分进行混杂，由部分进行混杂，由TS headerTS header中的两个特殊中的两个特殊bitbit（Transport Transport scrambling control bitsscrambling control bits）来标识：）来标识： 如果两个如果两个bitbit都为都为0 0，则不进行混杂。，则不进行混杂。 如果有一个如果有一个bitbit不为不为0 0，则进行混杂，需要一个，则进行混杂，需要一个CATCAT来解混杂。来解混杂。图10.8 CAT和Transport scrambling controlheaderOptionalAda

53、ptation field4 ByteHeader184 byte payload188 byte SyncbyteTransport ErrorindicatorPayload unit start indicatorTransport priorityPIDTransport scrambling controlAdaptationFieldcontrolContinuity counter8111Bit1322437(11)CAT_Error(优先级优先级2)v CATCAT的的PIDPID和和table IDtable ID都为都为1 1。除了。除了EITEIT，所有，所有DVBDVB

54、表都必须是无混杂的。表都必须是无混杂的。v CAT_ErrorCAT_Error： 有一个混杂的有一个混杂的TSTS包，但没有相应的包，但没有相应的CATCAT。 CATCAT的的PID=1,PID=1,但是但是table IDtable ID不是不是1 1。PID1PID1PID2HeaderPayloadCAT=TS packetwith PID=1and table id=1ECMEMM38(12)SI_Repetition_Error(优先级优先级3)v 所有所有MPEG-2MPEG-2和和DVBDVB的表（的表（PSI/SIPSI/SI）必须定期重复，重复间隔有最小和最大限制，具）必

55、须定期重复，重复间隔有最小和最大限制，具体重复间隔取决于表的类型。体重复间隔取决于表的类型。v 最小重复间隔通常为最小重复间隔通常为25ms25ms，最大间隔在，最大间隔在500ms500ms和和30s30s之间，甚至无限大。之间，甚至无限大。v SI_Repetition_ErrorSI_Repetition_Error： SISI表的间隔太大表的间隔太大 SISI表的间隔太小表的间隔太小 限制值取决于表的类型限制值取决于表的类型表10.2 PSI/SI表重复时间Service InformationMax. Interval (complete table)Min. Interval(si

56、ngle sections)PAT0.5 s25 msCAT0.5 s25 msPMT0.5 s25 msNIT10 s25 msSDT2 s25 msBAT10 s25 msEIT2 s25 msRST -25 msTDT30 s25 msTOT30 s25 ms39(13)NIT/SDT/EIT/RST/TDT_Error(优先级优先级3)v 除除MPEG-2MPEG-2标准的标准的PSIPSI表以外，表以外，DVBDVB定义了定义了NIT,SDT/BAT,EIT,RSTNIT,SDT/BAT,EIT,RST和和TDT/TOT SITDT/TOT SI表：表：v 这些表的出现、重复周期和正

57、确识别都需要测定，这不包括表内容的连续性检测。这些表的出现、重复周期和正确识别都需要测定，这不包括表内容的连续性检测。v SISI表由表由PIDPID和和table IDtable ID共同来识别，这是因为有的表有相同共同来识别，这是因为有的表有相同PIDPID，只能由，只能由table IDtable ID来分辨（来分辨（SDT/BATSDT/BAT和和TDT/TOTTDT/TOT）。）。v NIT_errorNIT_error，SDT_errorSDT_error，EIT_errorEIT_error，RST_errorRST_error或或TDT_errorTDT_error： 相应包在相应包在TSTS流中存在，但流中存在，但table