（信号与信息处理专业论文）数字电视传送流分析软件的研究与开发.pdf

摘要 在数字电视日益发展的今天，数字视频产品和广播技术在不断的创新， m p e g 一2 数字视频压缩技术正成为今天的视频产业，因此，各种数字电视的监测 设备研制和开发是十分必要的，它将广泛应用于实现数字电视广播的各个环节 中。 本文就符合m p e g - 2 、d v b 和a t s c 标准的数字电视传送流的分析和监测 提出了一整套实现方案。硬件部分采用蓝拓扑公司开发的m p e g - 2 码流采集卡， 实现将传送流录入p c 机的功能。软件部分采用v c + + 6 0 进行开发，实现对符合 m p e g 一2 、d v b 和a t s c 格式的码流的系统级分析，包括m p e g 2p s i 、d v bs i 和a t s cp s i p 的信息提取与显示。还根据d v be t r 2 9 0 标准提供的关于码流测 量的相关规定，对符合d v b 格式的传送流进行软件监测。这一部分可以用来监 测一段码流的信息传送是否正确，并且提供错误信息报告。另外，本文还对d v b e t r 2 9 0 中关于m p e g 2 传送流系统目标解码器的相关测试，进行了软件模拟。 这一部分基本实现了m p e g 2 传送流系统目标解码器的溢出监测功能，但由于 算法中仍存在一些疑问，因此没有对其编写显示界面，其正确性有待进一步验证。 m p e g - 2 码流测试分析仪可以应用于数字电视相关领域的各个环节，用来提 取一段码流中的有用信息，将码流中所携带的节目及其详细信息列表显示，判断 码流的格式是否正确有效，监测码流中存在的错误并给出错误信息的详细报告供 以后改正等等。 目前，本课题所研制的码流测试分析仪已经基本实现了上述功能。 关键词：m p e g 2 ，d v b ，a t s c ，分析，监测 a b s t r a c t w i t ht h e d e v e l o p m e n t o fd i g i t a l t e l e v i s i o n ，t h ed i g i t a l v i d e op r o d u c t sa n dt h e b r o a d c a s t i n gt e c h n i q u ea r ei m p r o v i n gc o n f m u o u s l y m p e g 一2c o m p r e s s i o nt e c h n i q u e i sb e c o m i n gt o d a y sv i d e oi n d u s t r y t h e r e f o r e ，i ti sn e c e s s a r yt o d e v e l o pv a r i o u so f d t ve q u i p m e n t sa n dt h e s ee q u i p m e n t sw i l lb e a p p l i e dt oe v e r ya s p e c t i nd t v b r o a d c a s t i n g as o l u t i o no fh o wt oa n a l y z ea n dm o n i t o rt r a n s p o r ts t r e a m ，w h i c hm a ya c c o r dw i t h m p e g 一2 ，d v ba n da t s c ，i sp r e s e n t e di n t h i sp a p e r b l u e t o p st r a n s p o r ts t r e a m r e c e i v e ri su s e da st h eh a r d w a r et or e c e i v ea n ds t o r et h es t r e a mi n t ot h ep c o nt h e o t h e rh a n d ，w ep r o g r a mw i t hv c + + 6 0t of u l f i l lt h e t r a n s p o r t s t r e a ma n a l y z i n g ， i n c l u d i n ge x t r a c t i n ga n dd i s p l a y i n gm p e g - 2p s i ，d v bs ia n da t s c p s i r f u r t h e r m o r e ，a c c o r d i n g t od v b e t r 2 9 0 ，t h es o i w a r ei sa c c o m p l i s h e dt om o n i t o rt h e t r a n s p o r ts t r e a mw h i c ha c c o r d sw i t hd v b t h i ss e c t i o nm a yb eu s e dt oc h e c kt h e s t r e a m sv a l i d i t ya n di tw i l lg i v et h ed e t a i l e dd e s c r i p t i o nf o rt h ee l t o ri n f o r m a t i o n f i n a l l y ，t r a n s p o r ts t r e a ms y s t e mt a r g e td e c o d e r w h i c hi sd e f i n e di ni s o i e c1 3 8 1 8 - 1 i ss i m u l a t e db yv c + + 6 0 t h i ss e c t i o nh a sr e a l i z e dt h ef u n c t i o no ft s t db u f f e r o v e r f l o wm o n i t o r i n g b u tb e c a u s et h e r ea r es t i l ls o m ed o u b t si nt h e p r o c e s s ，n o d i s p l a y i n gi n t e r f a c ei sp r o g r a m m e d i t sv a l i d i t yi sw a i t i n g t ob ed i s c u s s e d m _ p e g 一2t r a n s p o r ts t r e a ma n a l y z e ra n dm o n i t o rm a yb ea p p l i e dt om a n y a s p e c t si n d t vf i e l d s i tc a nl i s tt h ei n f o r m a t i o no f t h ep r o g r a m st h a ta r ec a r r i e db yt h e t r a n s p o r t s t r e a m ，v e r i f yt h es t r e a m sv a l i d i t y ，m o n i t o rt h ee r r o r si nt h es t r e a ma n dp r o v i d et h e d e t a i l e de r r o rd e s c r i p t i o n sw h i c ha r eu s e f u lf o rc o r r e c t i n gl a t e r k e y w o r d s ：m p e g 一2 ，d v b ，a t s c ，a n a l y z e ，m o n i t o r 独戗性声明 本人声明所里交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 硬究成袋，豫了文孛特别热蔹蚕注窝蘩落之姓终，论文孛不包含其稔入已经发 表或搡麓邂瓣研究成集，穗攀毽含为获褥基熊态鲎或英毽教育梳稳豹学位或 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页献均已在论 文中作了明确的说明并表示了谢意。 学像谂文赭签名撼努隰知嘲唧蠢 学位论文版权使用授权书 本举位论文作者完全了解基洼盘堂有荧保留、使用学位论文的规定。 特授权基洼盘竺可以将学彼论文的全部或部分内容编入有关数据蓐进行检 索，并袋翅影窜、续露或拯攘等复翻手段徐存、滋绽戳撰查舞昶镶凝。溺意学 校海嚣家霄关部门或壤褥遴受论文翡复露辞窝磁焱。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文棒者签名：囊零格 签字日期。伽口；年月j = 7 目 导矮簦名嬖警 签字日期：纱哆年置恳7 日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 国外数字电视的发展状况 目前，世界各国都投入大量的人力物力进行数字电视方面的研究和实验。 1 9 9 4 年1 1 月，在新加坡召开的i t u 大会上，m p e g 2 标准正式被批准为国际标 准。一些发达国家先后确立了自己的数字电视标准。从此，信源处理符合m p e g - 2 标准的数字电视系统获得了飞速的发展，整个广播电视朝数字化方向迈出了重要 的一步。 a t s c ( a d v a n c e d t e l e v i s i o ns y s t e m sc o m m i t t e e ) 是美国的数字电视标准，它是 1 9 9 3 年制定的。美国已制定了一个为期8 年的从n t s c 模拟电视过渡到数字电 视的计划，计划规定，到2 0 0 6 年所有的模拟n t s c 电视地面广播都要被数字电 视地面广播取代。据美国全国广播机构协会( n a b ) 的统计，截止2 0 0 2 年2 月6 日，在美国8 4 个地面电视广播城市和地区，已有2 4 4 个数字电视台正式开播， 数字电视覆盖率已达7 5 。 d v b ( d i g i t a l v i d e ob r o a d c a s t i n g ) 是欧洲的数字电视广播标准。在美国，数字 电视的发展是从地面广播的高清晰电视开始的，而欧洲的d v b 标准是以普通标 准分辨率的电视广播数字化为起点，首先制定的是卫星直播的数字电视标准，然 后是使用c a t v ( 有线电视) 传输数字电视的标准，在这些标准有了应用实践的总 结后，y j l 最终制定了地面广播的数字电视标准。1 9 9 9 年欧洲的数字电视有了快 速发展，其中英国和瑞典既有卫星和有线数字电视，又有地面数字电视广播；1 5 个欧盟国家中，除比利时和卢森堡外其他1 3 个国家都有卫星数字电视广播，而 除芬兰、希腊、爱尔兰、卢森堡、葡萄牙外，其他1 0 个国家都有有线数字电视 广播。 日本从1 9 8 3 年即开始研究i s d b ( i n t e g r a t e d s e r v i c e sd i g i t a lb r o a d c a s t i n g ) 数字 广播综合服务。1 9 9 9 年制定了i s d b 地面广播标准，用于地面数字视频、数字音 频和数据广播。日本的有线数字电视开始于1 9 9 8 年，到2 0 0 1 年3 月已拥有1 0 4 8 万用户，7 0 的通讯卫星用户是通过有线收看卫星电视的。日本计划2 0 0 5 年有 线电视全部采用光纤，到2 0 1 0 年完成所有有线网的数字化改造。日本的数字电 视地面广播计划于2 0 0 3 年先在东京、大阪和横滨开始，最晚在2 0 0 6 年前完成全 国覆盖，主要是高清晰度电视节目。模拟电视广播在日本计划于2 0 1 1 年前关闭。 数字电视广播的发展往往以数字电视地面传输为标志，而数字电视地面传输 的技术难度最大，各国在这方面的竞争也最激烈。当前竞争主要集中在是采用美 国制定的a t s c 制式，还是采用欧洲制定的d v b 制式。2 0 0 1 年1 1 月韩国开始 第一章绪论 数字魄援缝嚣广撵，然嚣开臻仪鼹个层，其中一家数字遗甏惫援运营鼹就发表7 对a t s c 窝d v b 懿溺试报密，攒遗d v b 魄a t s c 优筵，黉求致瓣鬟赫考虑该 国的a t s c 数字电视标准。在姬洲除日本外，韩国、印度、新加坡均已制定了数 字电视播出进程，大洋州的澳大刹贬、新磷兰也制定了数字电视实施时阅衷。 1 2 我国数字毫褫的发展现状 渡豳对数字电褫粒跟踪研究从2 0 世纪9 0 晕代秘就已经开始了。谯“八五” 期闽，函务虢组织成立了国家禽满搿度电视研究开发协调领导小组，因窳科委组 织成立了h d t v 发展战略专家缀，组织实施了“八五”翻家重点科技玻关项目 “豢溥晦 度电视技术研究”，辩数孥毫清曦发电褫避零亍了理论磅究； 羹诗冀壤模毅。 1 9 9 5 每，缀簪家蠢瀵糍度毫凝聚突开发蛰诿镶霉毒缝懿滚，成立7 豳豢褰瀵糍 度电视( h d r v ) 研究总体组，1 9 9 6 年7 月，由总体组负责，组织实施了“九五” 国家旗大科技产业正程项目“黼清晰度电视功能样机的研究”。经总体缀和全国 多爨大攀、磅究瑟苏及金煎熬莛弱努力，予t 9 9 8 零6 月，袋功逡磅剿爨了我霜 第一代数字嵩清激发电视功熬撵枫系统，1 9 9 8 每9 嚣，利弱该功熊撵瓿系统在 北京由c c t v 进幸予了开路演示，取得了很好的效果。1 9 9 9 年上半年，灏家计委 批复了在国庆5 0 周年庆典期间开展数字高清晰度电视转攒试验的专项一期工程 实麓方寨，为了骰好魏次试验溪劝，慧薅鬟瓣繁一技凌畿榉辍逡括了毅零改进， 于1 9 9 9 年9 月研制成功了第二代功能样机系统，与此同时，康佳、t c l 等1 5 家众妣完成了试验活动所需的h d t v 接收机的箍机开发工据，1 9 9 9 年豳庆期闻， 利髑上述系统和慧镩缀提密的a 国t t 鞠d t t b o f d m 传羧方寨遴嚣了试 验，并对试验结暮避行了涮试，效聚茈睁。檄捺第二代功黥弹辊豹试验秘溺试结 果，总体组对第二代功能样机进行了技术改谶，于2 0 0 0 筇研制成功了第三代功 能榉枧系统。 为了鸯嚣嵌我鬓数字毫裰掰究嬲搿发豹产渡纯进程，在慧体组对嵩演鞭液奄视 功能样机系统开发的同时，1 9 9 9 年5 月，以国家质量技米监督局为依托，成立 了数字电视系统标准他专家娄员会，负责制定数字高清晰度电视系统的标准体 系。1 9 9 9 零6 胃，由国家计蠡零头组织成立7 蠢国家经爨委、科技都、傣惠产 业郝、广电总局和豳家质量技术簸餐局参加的数字电视研究开发及产姚他专项领 导小组、协调小组和办公室，负责统一协调我国数字电视的发展。2 0 0 0 年1 0 月， 国家诗委懿准了出鼹家震鬟技零j | 裘罄是会灏广窀蕊局帮嫠惠产盐部等部门提窭 的“数字毫程疆究洚发及产照缳专瑗稼难裁霆专瑟实燕方案”襄“鼗字滚援骚究 开发及产业化专项标准测试专题窳施方案”，并将其列入2 0 0 0 年国家高披沭产业 第一章绪论 发展计划和国家数字( 高清晰度) 电视研究开发及产业化专项工程计划，根据计 划安排，国家质量技术监督局标准化司负责数字电视标准制定的专题任务，广电 总局标准化规划研究所承担国家数字电视系统测试实验室的建设，信息产业部电 子第三所承担数字电视用户端产品测试实验室的建设，北京中视联公司承担数字 电视业务系统和接收技术开发项目。 目前，h d t v 总体组在开发数字高清晰度电视功能样机的研究过程中，提出 以v s b 和o f d m 技术为核心的两套地面h d t v 传输方案，分别称为a d t b t 和d t t o f d m ，广电总局广播科学研究院也于1 9 9 8 年提出了以q a m 技术为 核心的地面h d t v 传输方案，称为c d t b t ，清华大学于1 9 9 9 年提出了以时 域同步正交频分复用( t d s o f d m ) 技术为核心的地面数字多媒体电视广播传 输协议方案，称为d m b t 。上述4 套方案均经过了计算机仿真和初步试验， 并成功地开发出了功能样机等产品。 在席卷全球的数字化浪潮中，被称作继黑白和彩色电视之后的第三代电视一 一数字电视，必将成为2 l 世纪国民经济新的增长点，为此，国家计委已将高清 晰度数字电视系统( h d t v ) 的开发及产业化项目列入国家“十五”高技术产业的 1 2 项重点项目中，并于2 0 0 0 年1 0 月正式批准在北京、上海、深圳3 个城市进 行数字电视研发及产业化试点。目前，北京市发展计划委员会，上海市发展计划 委员会，深圳市发展计划局己经制定出了具体的产业化实验方案，并经国家计委 批准，试点工作己于2 0 0 1 年全面展开。 1 3 开发数字电视监测分析设备的意义 利用码流测试分析设备，可以监测被测试设备的同步、失步情况，同时生成 日志文件，向数字电视运营者提供参考消息；可以将被测试设备的输出码流( 包 括e s 流、p e s 流及传送流) 接收下来，然后利用专用的分析软件逐项验证码流 的语法( s y n t a x ) 以及语义( s e m a n t i c s ) 是否符合i s o i e c l 3 8 1 8 - 1 标准，监测系 统的运行情况。 码流测试分析仪的应用场合是很广泛的，主要集中在设备开发和系统使用单 位。对于那些进行视频编码器、音频编码器、复用器及信道编码器等设备开发的 人员来说，码流测试分析仪可以使他们知道所研制的设备产生的码字是否正确， 码流结构是否符合标准；对于有线电视台等接收机的使用单位来说，码流测试分 析仪可以帮助他们知道接收到的码流是否是一个有效的码流，从而为故障的出现 等异常情况提供寻找原因的手段；将来码流测试分析仪的功能进一步完善后，还 可作为信号源提供标准的码流输出。 第一章绪论 嚣瑟，羁淀溺试分耩仪燕数字毫撬开发秘应露孛努不毒少熬溺试秘调试工 其，在数字电褫设备豹开发敷纛羯串发撂爨簧瓣捧蔼。 1 4m p e g - 2 硝流测试粒分析设备在隰凑辨的开发研制馕凝 目前国外已肖的这类设备甑括r & s 公司的d v g - m p e g - 2 测试倍母发生器 与d v m d m p e g 2 测试解粥撩；h p 公司的m p e g s c o p ed v b ( e 6 2 7 6 a ) 及 m p e g s c o p ed v b p l u s ( e 6 2 7 6 6 a ) ；瑷及t e k t r o n i x 公霉戆m t s l 0 0 ，m t 2 0 0 霸 m t 3 0 0 测试系统；a c t e m a 公司的d t s g - a a g 等测试系统。但由于价格昂贵， 难以满足国内需求量目渐增长的葵求。 霆藏国杰生产类 菇设餐貔厂家还魄鞍少。疆菇磷案g 逶念我蓬箧l 毒、价格摆对 糕撩、傻弼方便瀚测试分掇设备，是十分必要舱。 1 5 本课题的工 乍内容 本课题的整体任务可以分成三个部分 1 对于符合m p e g 2 、a t s c 和d v b 格式的传送漉的系统级分析。 2 瓣予餐台d v b 格式鹃僚遴滚进行d v be t r 2 9 0 标撵瓣定静三缓簸渊，其中 的传送流系统目标解码器监测因为涉及项髓较多，因此单独作为一项任务。 3 m e p g - 2 传送流系统嚣标麟秘器的软件楱羧和缓 孛器靛测。 黻上任务均采躅v c + 蝤，0 开发完成。 第二章m p e g 2 、a t s c 和d v b 标准关于系统业务信息的定义 第二章m p e g 2 、a t s c 和d v b 标准 关于系统业务信息的定义 2 1m p e g 一2 标准中的节目特殊信息( p s i ) 2 1 1p s i 简介 符合m p e g 2 格式的传送流中可包含多路节目，每路节目又是由多个原始流 组成的，每个原始流都用唯一的一个p i d 值标识。这些信息都在节目特殊信息( 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 ) 表中进行了描述。节目特殊信息包括所有使解码器 能够进行多路解调的i t u - tr e c h 2 2 2 0ii s o i e c1 3 8 1 8 1 规格化数据和私用数 据。节目、原始流或其中部分都有可能被条件访问。然而，节目特殊信息不可以 加密。 p s l 分成四类表，如表2 - l 所示，每个表可以被分成一段或多段置于传送流分 组中。这四类表是：节目关联表( p a t , p r o g r a ma s s o c i a t i o nt a b l e ) 、节目映射表( p m t , p r o g r a r nm 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 ) 、条件访问表 ( c a t , c o n d i t i o n a la c o ：s st a b l e ) 。这四个表包含了进行多路解调和显示节目的必 要的和足够的信息。 表2 - 1 节目特殊信息 结构名流类型保留的p 1 d描述 n u tr e c h 2 2 2 0i关联节目号与节目 节目关联表p a t 0 x 0 0 i s o i e c1 3 8 18 - 1映射表的p i d u - tr e c h 2 2 2 0l 一路或多路节目的 节目映射表p m t由p a t 表分配 i s o ，i e c1 3 8 1 8 1组成部分的p i d 物理网络参数，如 网络信息：表n i t私用由p a t 表分配f d m 频率、发送器号 码等 i t u tr e e h 2 2 2 0i 建立一个或多个( 私 条件访问表c a t0 x 0 1用) e m m 流与每个 i s o i e c1 3 8 18 - 1 独立的p i d 值的联系 除了以上所定义的p s i 表以外，还可以有私用数据表。私用信息在传送流分 组中的运载方法是私自定义的。它可以按照用于携带i t u - tr e e h 2 2 2 0l i s o i e c 1 3 8 1 8 1 中定义的p s i 表的方法构造，这样私用数据的映射语法和i t u t r e c h 2 2 2 0fi s o i e c l 3 8 1 8 1 中定义的p s i 表中所使用的映射相同。如果带有私 用数据的传送流分组和带有节目映射表的传送流分组具有相同的p i d 值，则 第二章m p e g 一2 、a t s c 和d v b 标准关于系统业务信息的定义 p r i v a t e s e c t i o n 语法和语义有效。 2 1 2p s i 的功能 1 ) 节目关联表( p a t ) 每个传送流必须有一个完整有效的节目关联表，它给出节目号( p r o g r a m n u m b e r ) 和带有此节目定义的传送流分组p i d ( p m tp i d ) 之间的对应关系。 在映射为一传送流分组之前，p a t 可以被分成2 5 5 个分段，每个分段含有整个 p a t 的一部分。这种分法，预计在错误条件下将使数据丢失最小化，也就是分组 丢失或位错误可定位于更小的p a t 分段，这样就允许其它分段被接收和正确解 码。节目号0 保留，用于规定网络p i d ，为指向带有网络信息表的传送流分组的 指针。节目关联表必须是未经加密而直接传输的。p a t 语法见表2 2 。 表2 2p a t 语法 s y n t a x n o o fb i t sm n e m o n i c 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 0 t a b l e _ i d 8u i m s b f s e c t i o n _ s y n t a xi n d i c a t o r 1b s l b f 0 1b s l b f r e s e r v e d2b s l b f s e c t i o n _ l e n g t h 1 2u i m s b f t r a n s p o r ts t r e a m _ i d 1 6u i m s b f r e s e r v e d2b s l b f v e r s i o nn u m b e r5u i m s b f g u r r e n t n e x t i n d i c a t o r 1b s l b f s e c t i o n _ n u m b e r 8u i m s b f l a s ts e c 廿o i ln u m b e r8 u i m s b f f o r ( i - 0 ；i n ；i + + ) p r o g r a m _ n u m b e r 1 6u i m s m r e s e r v e d3b s l b f i f ( p r o g r a m _ n u m b e r 一0 1 ) n e t w o r k _ p i d 1 3u i m s b f ) e l s e p r o g r a mm a p - p m 1 3 u i m s b f ) c r c - _ 3 2 3 2 r p e b o f ) 第二章m p e g 2 、a t s c 和d v b 标准关于系统业务信息的定义 2 ) p m t ( 节目映射表) 节目映射表提供一个节目号( p r o g r a mn u m b e r ) 与组成此节目的原始流之 间的映射。此表可出现在含有一个或多个私自选择的p i d 值的传送流分组中， 在传送流分组中针对不同节目的t sp m t 分段可能具有相同的p i d 值。 i t u t r e c h 2 2 2 0 1 i s o i e c1 3 8 1 8 1 要求节目识别至少有这些标志：节目 号、p c rp i d 、原始流类型以及原始流p i d 。带有节目映射表的传送流分组非 加密传送。p m t 语法见表2 3 。 表2 3p m t 语法 第二章m p e g - 2 、a t s c 和d v b 标准关于系统业务信息的定义 3 ) c a t ( 条件访问表) 条件访问表给出一个或多个c a 之间的关系，并带有e m m 流和所有特殊参 数。带有e m m 和c a 参数的传送流分组( 私用) 内容，如果出现的话，将被加 密。c a t 语法见表2 - 4 。 表2 4c a t 语法 4 ) n i t ( 网络信息表) 网络信息表的内容为私用，未由m p e g 2 系统层规定。通常包含用户选择 的服务和t r a n s p o r t _ s t r e a m _ i d 、通道频率、卫星脉冲发射机数、调制特性等的映 射。 2 2a t s c 与d v b 标准关于系统业务信息的定义 通常，只要在传送流中传送正确的p s i 表，接收机就可以根据表的内容，顺 利找到各个原始流p i d ，完成正常的节目接收功能。然而，在实际应用中，还存 在频道的搜索、电子节目指南的获取等多种需要，这样，基本的p s i 信息就不能 满足要求，需要发送端提供额外的描述系统和节目的信息，帮助接收机实现所需 的增强功能，并提供给用户，即业务信息。业务信息( s i ) 是指在符合m p e g 2 ( 1 3 8 1 8 - 1 ) 的传送流中插入某些特殊信息，用于描述广播系统和节目。这些信 息一般以s e c t i o n 的格式传送，占用某些特定的p i d 及t a b l ei d , 供解码器提取信 第二章m p e g 2 、a t s c 和d v b 标准关于系统业务信息的定义 息。s i 的应用非常广泛，一方面为解码器构成电子节目指南，另一方面，能够 辅助接收机的自动频道搜索，同时，还提供了有关网络、级别控制、字幕显示等 许多信息。 目前，国外的两大数字电视标准中都已经对业务信息规范进行了定义。美 国的a t s c 标准使用的是p s i p 协议，而欧洲d v b 标准则使用s i 规范。 2 3a t s c 标准中的p s i p 协议 2 3 1p s i p 简介 p s i p ( p r o g r a m a n d s y s t e m i n f o r m a t i o np r o t o c 0 1 ) 是a t s c 系统层所规定的一 个特定协议标准，用于传送业务信息。p s i p 实际上包含系统信息s i ( s y s t e m i n f o r m a t i o n ) 和节目指南- p g ( p r o g r a mg u i d e ) 两部分，系统信息部分主要提供 系统时间、网络、虚拟频道、分级系统等方面的信息，节目指南则提供系统中播 出的各个具体节目的相关信息。通过p s i p 协议，接收机可以向用户提供节目搜 索、家长级别控制、隐匿字幕显示、电子节目指南等多种辅助和增强功能。 p s i p 的主要组成部分是几个用来描述系统信息和节目指南数据的表，包括： 1 ) s t t ( 系统时间表s y s t e mt t i m et t a b l e ) ； 2 ) m g t ( 主指南表m a s t e rg u i d et a b l e ) ： 3 ) r r t ( 分级区域表r a t m gr e g i o nt a b l e ) ； 4 ) v c t ( 虚拟频道表v i n u a lc h a n n e lt a b l e ) ： 5 ) e i t ( 事件信息表e v e n t i n f o r m a t i o n t a b l e ) ： 6 ) e t t ( 扩展文字表e x t e n d t e x tt 曲l e ) 。 这几个表所使用的是m p e g 2 系统层p s i 信息中的p r i v a t es e c t i o n 结构，它 们的关系可以用图2 - 1 来表示。 图2 1 中的b p i d ( b a s e p i d ) 是基本p i d ，对s t t 、r r t 、m g t 和v c t 来说，其所在分组的p i d 是事先规定好的。s t t 与其它几个表没有直接关系， 相对较独立；m g t 中列出除s t t 外所有p s i p 表所在分组的p i d ，版本号等信 息；v c t 列出一个传送流中所有虚拟频道的信息；e i t 中包含某个时段内，所有 虚拟频道的电视节目( e v e m ) 信息，并用s o u r c ei d 与一个特定虚拟频道关联。 第二章m p e g 2 、a t s c 和d v b 标准关于系统业务信息的定义 2 3 2p s i p 表的功能 图2 - 1p s i p 表的层次荧系 1 ) s t t ( 系统时间表) s t t 翊予提供系统当前的翻期和时间信息。袭中的一个3 2 位的s y s t e m _ t i m e 字段表示u t c ( u n i v e r s a lc o o r d i n a t e dt i m e 整爨协调薅) 薅翊穗慰予1 9 8 0 年l 胃6 西0 0 ：0 0 ：0 0 所经过鹃移数。通过这个表露以计算出系统当嚣的强麓和时 间。同时，s t t 还给出本地时间相对于u t c 时间的偏移量，用于指示本地系统 时间。一般情况下，s t t 每隔一秒钟传送一次，因此，s t t 既可以用于接收机内 部时钟的校准，也可以作为计丑寸的时钟使用，但菸精度只为秒级，因j 琏：般只能 在电子节瓣攫囊凌戆中使嗣。 2 ) m g t 主指南表) 除几个使用b a s e p i d 的袭之外，其它p s i p 袭的p i d 并不是事先确定的，需 要系统提供这些表的p i d 信息，接收机才能够究成对所有p s i p 表的获取和分析 甲田圈 第二章m p e g 2 、a t s c 和d v b 标准关于系统业务信息的定义 处理。m g t 就是用来提供该信息的。m g t 列出了除s t t 外的所有p s i p 表的版 本号( v e r s i o nn u m b e r ) 、表长度( t a b l el e n g t h ) 、表所在分组的p i d 信息。通过 这个表可以找到其它各表的p i d 值，进而进行各个表的提取和分析，m g t 中的 版本号可以用来进行节目信息的版本管理。 3 ) v c t ( 虚拟频道表) v c t 是p s i p 中非常重要的一个表，分为地面传输的虚拟频道表和有线传输 的虚拟频道表两种。v c t 包含传送流中所有虚拟频道的属性信息，主要有：频 道号( 主频道号和副频道号) 、频道简称、调制方式、传送流i d 、扩展文字信 息位置、载频、节目号、条件接收标志、s o u r c ei d ( 与e i t 中的s o i l r o ei d 对应) 、 业务类型等。 完整的v c t 可以包含对应多个传送流的业务说明信息，该信息可以用于接 收机的自动调谐和节目搜索。 4 ) e i t ( 事件信息表) e i t 对虚拟频道中某时段的事件的属性进行描述，这里所说的“事件”主要 是指平时所说的特定电视节目的概念，比如一个新闻节目、体育节目、电视剧等。 e i t 包含的主要信息有：节目的标题、开始时间、节目时间长度、分级级别、 隐匿字幕说明、扩展文字信息位置等。 一个e i t 给出所有虚拟频道在某个三小时时段内播出的所有节目的信息。由 于p s i p 规定，在任一时段内，传送流中应至少包含四个e i t ，并且其中必有一 个是代表当前三小时时段内容的e i t ，即e i t - 0 ，因此，在任意时刻，接收机都 可以通过分析e i t 得知从当前时刻开始大约9 1 2 个小时内的节目安排，起到节 目预告作用。e i t 的时间段划分按照u t c 时间是从午夜0 ：0 0 开始，依次为3 ：0 0 、 6 ：0 0 、9 ：0 0 、1 2 ：0 0 、1 5 ：0 0 、1 8 ：0 0 、2 1 ：0 0 ，即用8 个e i t 可以覆盖一整天2 4 小 时的节目内容。由于e i t 的范围是从e i t - 0 e i t - 1 2 7 共1 2 8 个，所以在某一时 刻，最多可以知道从当前时刻开始1 6 天内的节目安排。 5 ) r r t ( 分级区域表) r r t 带有针对多个地理地区的不同的分级系统信息，一个r r t 的实例给出 了一个特定区域的分级系统信息。美国在数字电视标准里规定了每一个特定节目 的所属级别，并在节目信息中给出该节目的分级控制级别标志，用户可以将收看 权限设定在某个级别上，当收到该级别以上的节目时，系统可以根据用户的设置 自动将节目关闭。这个表并不对具体节目所属的级别进行描述，而是给出了当前 所使用的分级系统的定义。在r r t 中，分级系统在三个层次上进行描述：r a t i n g r e g i o n ( 分级区域) 、r a t i n gd i m e n s i o n ( 分级范围) 和r a t i n g v a l u e ( 分级数值) 。 第二章m p e g - 2 、a t s c 和d v b 标准关于系统业务信息的定义 6 ) e t t ( 扩展文字说明表) 包含扩展文字信息，用来为虚拟频道和特定节目提供详细的描述，主要以多 字符串结构( m u l t i p l es t r i n gs t r u c t u r e ) 的格式给出文字信息。但这个表不是必需 的。e t t 的内容可以分成多个段，并能够以多种语言来表示。 2 4 d v b 标准中的s i 规范 2 4 1d v b s i 简介 d v b 标准是欧洲制定的数字电视标准，它也定义了与a t s cp s i p 功能类似 的规范数字电视广播业务信息规范( s i ) 。s i 是s e r v i c ei n f o r m a t i o n ( 业务信 息) 的缩写，它与a t s cp s i p 协议类似，也由一系列表组成，提供系统的业务 和节目信息，使接收机的自动节目搜索、电子节目指南等成为可能。组成s i 的 表主要包括： 1 ) n i t ( 网络信息表_ n e t 、v o r ki n f o r m a t i o nt a b l e ) ； 2 ) b a t ( 业务群关联表_ b o u q u e t a s s o c i a t i o n t a b l e ) ； 3 ) s d t ( 业务描述表s e r v i c ed e s c r i p t i o nt a b l e ) ： 4 ) e i t ( 事件信息表_ e v e n t i n f o r m a t i o n l a b l e ) ； 5 ) t d t ( 时间日期表t i m ea n d d a t e t a b l e ) ： 6 ) t o t ( 时间偏移表_ t j m eo 恤e t1 a b l e ) ； 7 ) r s t ( 运行状态表_ r 咖i n gs t a t u s t a b l e ) 等。 其总体结构如图2 2 所示。 第二章m p e g 一2 、a t s c 和d v b 标准关于系统业务信息的定义 碱橱 m d * 0 蚺o i o 厂可 l 型型堂i p f d 川懒i o 囡剩端勰 n i ) 咄n 0 1 2朋d 螂1 2 圈圆 i 舯敞i p i d - o 旧o h 她静再i l 菇礁 霸配茹躺地 弗非榭盥 糊，状卷 村删馏穆 斌怒 图2 2 业务信息( s i ) 总体结构 2 4 2d v b s i 表的功能 1 ) n i t ( 网络信息表) n i t 提供了网络中的一组传送流的信息及其相关的调谐信息，同时也提供与 网络自身特性相关的信息，主要包括：网络中各个传送流的传送流标识、原始网 络标识、各传送流所在物理频道的调谐信息、传送流中包含的业务清单、网络的 名称等。 粤匿 田一田一田 挈习函 _ 一 p _ _ 第二章m p e g 2 、a t s c 和d v b 标准关于系统业务信息的定义 o r i g i n a ln e t w o 暾逮纛t r a n s p o r ts t r e a mi d 秀个标识符粮结合难一稳定了瓣终 中豹传送溅。箴n i t 圭鬃蠲予攘浚疆熬爨翅苇蠢蓬索秘识始纯避耧，透过获 取和分析n i t ，接收机可以得知网络中包含的传送流及其调谐信息，并谶一步实 现节目搜索功能。 2 ) b a t ( 苇叠选务群关鼗淡) 渡务群定义旁缀业务鹣綮会，劳可鼹蹲越予不嗣熬嗣络上。节臻媳务群关 联液提供了所涉及瀚有关节翳业务群的信息，包括节目业务群自身属性，如名称 等，还包括节目业务群所包禽的节目业务清举。该表的结构与n i t 类似，不同的 是，英中嬲蹬豹繁嚣照务清举怒按照掰在激务群分缀翡。 3 ) s d t ( 业务撼述表) 业务拱述表中的每一个子袭都用来描述龟食在一个特定传送流中的妲务。 该她务可艇是现行传送滚每的一部分，连貔是葵宅传送濂中懿一部分。节羹 韭努描述表包括有必系统中节秘渡务的各种僖息，主要包括：业务名称、业务 提供糟名称、当前的运行状态( 运行状态包括：运行、未逡行、几秒后开始运 行、警箨等) 、数务懿捆撬与黉、当兹黄邀滚孛是否存在与该业务对纛瓣当豁 磊续e i t 、警嚣黉邀流孛是磷褥农与该堑务辩应静事孛对鬻e i t 等。 4 ) e i t ( 雾件信息表) 搴件信息表按时间顺序掇供锶一个节融业务中包含的寮件的信息。e i t 分为 嚣耪，一耱楚当懿缮续事移穰惑褒，曼一葶i | | 楚誊终嚣重窿爱惑表。当魏矮绥事箨 信息表中只包含现行传送流箴其讼传送流中指定业务的当前正在播出的搴件和 其盾的一个事件( n v o d 业务除外) ，而攀髂时间信息表则包含了除当前，后续 事转羚懿，按时间糇序l 捌鹣茭窀事辞表。 为了镬蔹牧辊g 够方矮灵灞豹获取事 擎辩闷信意表，该表可戮分雾裁片段 来传送。事件时间寝分配了1 6 个t a b l ei d ，每个袭最多有2 5 6 个s e c t i o n ，个子表 被分成3 2 个s e g m e n t ，每个s e g m e n t 的时间跨发为三小时，戗含8 个s e c t i o n ，个s e g m e n t q b 剐缝豹盛该是在个三，j 、嚣亨霹羧串开始滔鑫翡耩蠢事锋，s e g m e n t 按照 事释顺序撵列，其中的事 牛穗按熙对闼先翳摊剜。事件瞄阀信息表不爨必霈的 ，传送时，可以分片段传，也w 以单纯按照时间顺序传，如果分片段传送，则 够提供的最长豹节曩预告辩阀约为1 6 x 3 2 3 一1 5 3 6 小时( 6 4 天) 。对予n v 0 d 故务蔟所有事侔鹃描述，都谯当静后续事件信息表中出现。 e i t 是电子节网指南的重要信息来源，它能够提供韵主票信息包括：事件标 识、枣馋开始对惩、事俸持续蹲阙长度、遮程状态( 包据滋在运毒亍、鹫襻、来 运行、忍移悉开始运行等) 、祭终接浚模式、枣传篱短浚爨、事传扩震浚鞠莹 息、条件接收标识、事件类型说明、家长控制级别、数据广播描述信息等。 l 第二章m p e g 2 、a t s c 和d v b 标准关于系统业务信息的定义 5 ) r s t ( 运行状态表) 运行状态表能够准确而迅速地更新一个或多个事件的时间状态，由于时间表 的变化，事件的播出时间可能提前或滞后。当播出时间表改变时，其变化可以通 过运行状态表表示出来。在通常情况下，事件时间安排的变化可以通过e i t 的版 本变化来体现，接收机监测到这种变化后，可以进行更新，但使用一个独立的运 行状态表，可以使接收机对e i t 信