1、I摘 要随着数字电视广播的迅猛发展，数字电视机顶盒已进入越来越多的家庭，同时机顶盒本身的功能也越来越强大，提供的服务越来越丰富，使之在家庭娱乐中扮演着越来越重要的角色。本文主要讨论了DVBC数字机顶盒的设计与实现。文中先介绍了世界上主流数字电视广播系统标准的情况，以及机顶盒的发展历史和在国内的推广现状，然后简要阐述了DVB和MPEG2标准。基于对标准的理解，本文介绍了DVBC机顶盒的一种解决方案的具体设计和实现，包括硬件平台、系统框架、所用嵌入式实时操作系统以及软件流程的说明。然后就其中的几个重要组成模块分别做详细介绍：结合嵌入式GUI开发的要点，介绍本系统的GUI设计；PTI是从TS流中获取
2、上层应用所需信息的重要模块，结合本系统设计方案在开发中的实际问题分析本模块的设计要点；升级模块的模块化升级方法；最后介绍了基于DVBSI信息的EPG模块实现。结合数字电视市场运营的发展前景，提出数字电视机顶盒的发展成为数字化家庭信息中心的趋势，并介绍了中间件和双向交互技术对此发展趋势的重要促进作用。文中介绍的机顶盒已有产品进入市场，功能领先市场，运行稳定，得到用户好评。关键词：数字电视 MPEG-2 DVB-C接收机 实时操作系统GUI PTI 模块升级 EPGIIAbstractWith the high speed of development of Digital Video Broad
3、casting, Digital VideoSet-Top-Boxes(STB) have entered more and more home. Whilst STBs are providingstronger and stronger founctions, and more and more various service, they have played amore and more important role in the home entertainment system.The thesis mainly discusses the design and the imple
4、mentation of DVB-C Receiver.Mainstream Digital TV system standards and the development history of STB, andpopularize of STB inland are introduced firstly, then it introduces the MPEG-2 standardand the European DVB standard briefly.Based on the comprehension to those standards, a specific solution of
5、 the DVB-Creceiver are analyzed, including hardware platform, system frame, embedded Real-timeoperation system and software work flow. And then some important components areanalyzed in detail: GUI used in this system and points of development of GUI inembedded system; design of PTI and problems solv
6、ed during development of PTI,which captures the information other applications need from TS stream; the methord ofmodule upgrading; implementation of EPG module based on DVB-SI.With the future of DTV, the trend that the STBs are becoming the informationcenters of digital home is presented, and the t
7、echnique Middle-ware and bidirectionalinteraction which are accelerating the development.The DVB-C Receiver sample discussed in the thesis has been produced into markets,which is well estimated with advanced and stable functions.Keywords: DTV; MPEG-2; DVB-C Receiver; RTOS; GUI; PTI;Module Upgrade； E
8、PG独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：张嵘日期： 2006年 05月 10日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本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
9、印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于 保密 ，在 年解密后适用本授权书。不保密5。（请在以上方框内打“”）学位论文作者签名：张嵘 指导教师签名：日期：2006年 05月 10日 日期： 年 月 11 绪 论1.1 引言在信息技术的推动下，广播电视进入从模拟广播到数字广播的过渡阶段。美国，欧洲，澳大利亚，日本，新加坡等相继确定了本国的数字电视广播标准1。随着视频压缩技术的深入研究，九十年代初出现了一系列视频压缩标准，其中以MPEG2影响圈较大；同时随着集成电路制造技术的进步，许多芯片厂商相继推出了相应专用芯片，这些都极大地推动了数字电视的发展。属DTV范畴的数字HDTV已为ITU确
10、认的有美、欧、日三类标准，并针对“卫星广播”、“有线广播”及“地面广播”三种不同传输模式分别制订了不同方案要求，即如，对“卫星广播”方案，美国为Direct TV、24MHz带宽，欧洲为DVB-S、27MHz带宽，日本为CS（原数字广播）及BS（现数字直播）、27MHz带宽，调制方式均取QPSK之类简单与十分成熟的技术。对“有线广播”方案，美国为SCTE、6MHz带宽，调制方式取用64/256QAM；欧洲为DVB-C、8MHz带宽，调制方式取用16/32/64/128/256QAM；日本为ISDBC、6MHz 带宽，调制方式亦取用16/32/64/128/256QAM。对“地面广播”，这是最复
11、杂及实施难度亦为最大的方案，美国为ATSC、6MHz带宽，调制处理为8-VSB、信道编码内外码为RS（207,187）+TC（2/3）；欧洲为DVB-T、8MHz带宽，调制处理为C-OFDM+QPSK/M -QAM，信道编码内外码为RS（204,188）+TC（1/2,2/3,3/4,5/6,7/8）；日本为ISDB-T、6MHz带宽，调制及信道编码处理基本同欧洲23。我国亦在积极推进DTV及数字HDTV工作，已完成了对卫星及有线广播的相应标准制订，对难度最大的地面广播标准，正按自主知识产权原则在大量试验基础上积极制订以C-OFDM+M-QAM及MOQAM调制处理、结合移动视频/多媒体传送需要
12、、并具自主创新帧结构装备的地面数字电视传输新方案4。2视频编码器音频编码器码流复用调制（QPSK/QAM/OFDM）解调（QPSK/QAM/OFDM）码流解复用视频解码器音频解码器传输网络TS流TS流图11 数字电视广播系统原理图图11表示了数字电视广播和接收系统基本原理。从内容上分为信源部分和信道部分；从结构上分为发送端，传输网络和接收端。发送端包括信源编码（音视频编码），业务复用，信道编码和调制。传输网络既可以是地面广播，也可以是有线电视和卫星接收。调制信号到达接收端，先进行信道解调形成基带TS(TransportStream)流，然后进行解复用，形成音视频PESES流分别解码，最后输出音
13、频和视频信号5。1.2 机顶盒的发展状况机顶盒STB（Set-Top-Box）起源于二十世纪九十年代初，当时在欧美作为保护版权和收取收视费的重要手段，有线电视台在每台用户电视机之前加一个密钥盒，只有交了费的用户才能正常收看电视，这就是最初的机顶盒。二十世纪九十年代中期，国际互联网在全世界快速发展和普及，人们萌发了用电视机上网的想法，于是具有Internet功能的机顶盒出现了。当时，计算机和网络厂商都期望因特网机顶盒能成新的家用电器，市场炒作曾经几起几落，但始终未成气候。1998年11月，美国和欧洲DTV（数字电视）及HDTV（高清晰度数字电视）试3播后，又一次掀起了机顶盒的高潮，这次机顶盒的主
14、要作用是用普通模拟电视机收看数字电视或数字高清晰度电视，当然也具备网络和有条件接收功能，这种机顶盒被称为数字电视机顶盒。根据传输媒体的不同，数字电视机顶盒又分为数字卫星机顶盒（DVB-S）、地面数字电视机顶盒（DVBT）和有线数字电视机顶盒（DVBC）三种，三种机顶盒的硬件结构主要区别在解调部分。目前的数字电视机顶盒已成为一种嵌入式计算设备，具有完善的实时操作系统，提供强大的CPU计算能力，用来协调控制机顶盒各部分硬件设施，并提供易操作的图形用户界面，如增强型电视的电子节目指南，给用户提供图文并茂的节目介绍和背景资料。同时，机顶盒具有“傻瓜计算机”能力，这样通过内部软件功能和对网络稍加进行双向
15、改造，很容易实现如因特网浏览、视频点播、家庭电子商务、电话通信等多种服务，可谓一网打天下。电视从黑白电视向彩色电视过渡时，采用了兼容的办法，PAL-D制在中国一直延续到现在。从模拟电视向高清晰度数字电视过渡，是一个跨越式的过渡，可以说无法直接兼容，也就是说目前的所有的模拟电视是不能使用的，所以一步到位是不现实的，目前各国采用了一个过渡式的办法即数字机顶盒，使用了数字机顶盒后将数字信号转变成模拟信号输入给现在的模拟电视机显示信息，这样有效地避免了电视信号在传输过程中导致的干扰和损耗，电视接收的信号质量得到了很大程度的改善。这只是一种过渡，由于模拟电视机的扫描线已定，所以它与高清晰度数字电视相比，
16、还有相当大的距离6。高清晰度数字电视(HDTV)是未来的发展方向，到那时现在的模拟电视被全部淘汰，电视台的射、录、编设备也相应更换，人们在电视屏幕上看到的将是高清晰度的电视画面和更多的功能,HDTV会把电视带入一个崭新的时代。41.3 数字电视机顶盒在我国的发展现状数字电视机顶盒将改变我们现有的电视的概念，也将为互联网提供一个崭新的消费终端，而且这个消费终端将比其他任何终 端如PC、手机、PDA都普及、方便、吸引人。随着各地有线数字电视的试播，数字电视机顶盒的推广与几年前相比已有长足的进步，但是数字机顶盒在国内还没有得到广泛的应用，这主要有几个原因7：（1）数字机顶盒的技术含量较高，许多厂商的
17、VOD（视频点播）事实上大多是NVOD（准视频点播）。（2）网络双向改造与质量问题。由于数字电视机顶盒受网络带宽制约较大，尤其是目前国内网络发展基础薄弱，而且各种网络资源各自为阵，因此它的大范围普及推广还需时日。（3）服务不力、缺乏专业的ICP。即信息和节目资源贫乏。如VOD业务推广应用的一大难点就是节目源的开放以及片源、版权。国家有线电视主干网的建 立、专业供片商的出现可在一定程度上缓解这一难题。许多厂家纷纷开发基于宾馆、酒店、小区的VOD系统，也是为了避开这一难题。（4）资费偏高。即使是每月上百元的信息费用，对多数用户而言也是不小的开支。中国人的消费心理是可以承受一次性较大的购置成本，却不
18、大愿意接受长期持续不断的、没有明显回报的消费支付。尽管当前数字机顶盒的推广受到了很大的限制，但是数字电视机顶盒不仅是用户终端，也是网络终端，它能使模拟电视机从被动接收模拟电视转向交互式数字电视 (如视频点播等)，并能接入因特网，使用户享受电视、数据、语言等全方位的信息服务。随着数字技术、多媒体技术和网络技术的发展，数字电视机顶盒功能将逐步完善，尤其是单片PC技术的发展，将促使数字电视机顶盒内置和整个成本下降，让大多数用户在普通模拟电视机上实现既能娱乐，又能上网等多种服务8。随着国内宽带网络建设的不断发展，电视数字化进程的加快，电信、有线电视与5互联网3网合一的日益临近，数字电视机顶盒将在今后人
19、们的智能化生活中起到极其重要的作用。1.4 本文研究的主要内容本文的主要内容有：一、绪论。介绍研究背景，包括数字电视及数字电视接收机的发展历史和现状。二、数字电视相关标准。将介绍与数字电视机顶盒技术实现紧密相关的DVB和MPEG2标准。三、机顶盒系统的解决方案。在这一章中将介绍DVB接收机的软件和硬件的总体设计。四、重要模块功能设计。本章将对DVB-C系统中部分重要模块的实现作详细说明。五、数字电视接收机前景。数字电视技术还在不断发展之中，笔者根据自己开发中的一些感受和市场用户提出的要求对数字电视接收机的几个发展趋势作出简单的介绍和预测。62 数字电视相关标准2.1 DVB标准2.1.2 DV
20、B标准DVB标准源于欧洲，它是欧洲12个国家的85家制造业和广播业公司的代表在1993年9月的“数字视频广播集团”(DVBG)会议中提出的，后由欧洲ETSI制定的数字电视标准。除了欧洲国家采用外，亚太地区、中东及美国部分业者都遵循这个标准欧洲DVB规划的范围可用图 21来表示9图 21 DVB规划范围DVB是一个系列标准，各标准在视频音频编码方案和系统复接方案上是一致的，都符合MPEG-2标准，区别主要在于传输系统采用不同的方案，分别适用于不同的传输媒介和应用环境。2.1.2 DVB系统结构DVB系统的系统框图如图 22。该数字电视系统可由三个子系统组成。此图为发端，收端与此对称。7图 22
21、DVB系统的系统框图 信源编码和压缩：该部分用于对视频、音频和辅助数据作编码，减小比特率。辅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。DVB系统中的音视频编码用MPEG-2。 业务复用和运输：它涉及到的是将数字码流分割成“包”信息的方法、识别各个包的方法、将视频码流包，音频码流包和辅助码流包复用程一个单一码流动适当地方法。数字电视系统用MPEG-2运输语法将视频、音频和数据信号打包和复用形成复合广播系统。 信道编码和调制：它涉及到信道编码和调制。信道编码是在传送的码流中加上一些附加的信息，这样接收机收到的即使是由于传送受到损伤的信号，仍然可以靠这些附加信息的
22、帮助来恢复原来的数据。调制是利用数字的码流来调制发送的信号的幅度、相位，和频率使信号适应信道传输。调制子系统在DVBC系统中是用QAM技术, DVBS中是使用的QPSK调制。DVB核心系统包括：采用MPEG2视频和MPEG2音频(MUSICCAM立体声，环绕声，以及杜比的AC-3环绕声)以及其它用户数据进行灵活组合。8采用MPEG2传送流TS进行复用。采用提供节目内容和其它信息的通用服务信息SI(Service Information)系统。采用通用前向纠错FEC系统。采用通用扰频系统，通用条件存取接口。但也可以采用其它专利系统，以及新近研制的系统。调制与附加通道编码系统。传输上针对不同的信道
23、有不同的信道编码调制方 式：卫星广播采用QPSK调制，有线电视采用QAM调制，而地面广播则采用QPSK/QAM调制或具有可选则保护间隔的COFDM调制两种方式10。2.2 MPEG-2标准2.2.1 MPEG-2简介MPEG-2标准1994年11月公布。其全称为“运动图像及其伴音的编码”，包含标准数字电视和高清晰度电视在各种应用下的压缩方案和系统层的详细规定，编码码率从每秒3兆比特100兆比特。MPEG-2标准目前分为9个部分，统称为ISO/IEC13818国际标准。各部分的内容描述如下111213：第一部分ISO/IEC13818-1，System：系统，描述多个视频，音频和数据基本码流合成
24、传输码流和节目码流的方式。第二部分ISO/IEC13818-2，Video：视频，描述视频编码方法。第三部分ISO/IEC13818-3，Audio：音频，描述与MPEG-1音频标准反向兼容的音频编码方法。第四部分ISO/IEC13818-4，ComplIAnce：符合测试，描述测试一个编码码流是否符合MPEG-2码流的方法。第五部分ISO/IEC13818-5，Software：软件，描述了MPEG-2标准的第一、二、三部分的软件实现方法。9第六部分ISO/IEC13818-6，DSM-CC：数字存储媒体-命令与控制，描述交互式多媒体网络中服务器与用户间的会话信令集。以上六个部分均已获得通过
25、，成为正式的国际标准，并在数字电视等领域中得到了广泛的实际应用。此外，MPEG-2标准还有三个部分：第七部分规定不与MPEG-1音频反向兼容的多通道音频编码；第八部分现已停止；第九部分规定了传送码流的实时接口。1990年成立的ATM视频编码专家组与MPEG在ISO/IEC13818标准的第一和第二两个部分进行了合作，因此上述两个部分也成为ITU-T的标准，分别为：ITU-TRec.H.220系统和ITU-TRec.H.262视频14。MPEG-2具有以下几个突出特点1.支持的图像分辨率高，包括符合ITU-RRec.601(CCIR601)格式的标准分辨率的数字电视和更高分辨率的HDTV。支持包
26、括高速体育运动在内的活动图像。2.不是MPEG-1的简单升级，MPEG-2在系统和传送方面作了更加详细的规定和进一步的完善。MPEG-2特别适用于广播级的数字电视的编码和传送，被认定为SDTV和HDTV的编码标准。3.专门规定了多路节目的复分接方式，还兼顾了与ATM信元的适配问题。4.所支持的应用广泛，既包括存储媒体中的DVD，广播电视中的数字广播电视和HDTV，还可应用于交互式的点播视频(VOD)和准点播视频(NVOD)，此外，还能够适配于ATM这种新兴的宽带通信网15。从功能上说，MPEG-2标准主要分为系统层和压缩层两个部分。系统层主要负责对码流的组织和控制，以方便传输和解码。而压缩层则
27、是实现对原始数字视频信号的高压缩率低失真的压缩。2.2.2 MPEG-2系统层标准根据传输媒体的质量不同，MPEG-2中定义了两种复合信息流：传送流（TS：Transport Stream）和节目流（PS：Program Stream），其形成过程如图2-1。共有10三个步骤：1. 数字化的视频，音频和辅助数据，经过压缩后形成各自的基本流（ES）。2. 视频和音频的ES流分别按一定的格式打包，构成具有某种格式的打包的基本信息流（PES：PacketizedElementaryStream），分别称为视频PES 和音频PES。这一步骤在打包器内实现，PES的长度可在一定范围内变化。结构如图23。
28、图 23 MPEG-2系统层的结构3. 将视频，音频的PES流以及辅助数据按不同的格式再打包，然后进行复用，即分别生成了TS流和PS流。节目流是对完整的视频和音频PES包进行复接形成的。由于视频、音频编码器本身的特性，PES包的长度是可变的，因此PS包的长度也是可变的。而传送流是将视频和音频的PES包作为固定长度的TS包的净荷，然后对TS包进行复用形成的。PS包与TS包在结构上的这种差异，导致了它们对传输误码具有不同的抵抗能力，因而应用的环境也有所不同。TS码流由于采用了固定长度的包结构，当传输误码破坏了某一TS包的同步信息时，接收机可在固定的位置检测它后面包中的同步信息，从而恢复同步，避免了
29、信息丢失。而PS包由于长度是变化的，一旦某一PS包的同步信息丢失，接收机无法确定下一包的同步位置，就会造成失步，导致严重的信息丢失。因此，在信道环境较为恶劣，传输误码较高时，一般采用TS码流；而在信道环境较好，传输误码较低时，如：存储或媒体控制，一般采用PS码流。在本课题11中所涉及的码流全部是TS流。2.2.3 MPEG-2压缩层标准概括地说，MPEG-2图像压缩的原理是利用了图像中的两种特性：空间相关性和时间相关性。一帧图像内的任何一个场景都是由若干像素点构成的，因此一个像素通常与它周围的某些像素在亮度和色度上存在一定的关系，这种关系叫作空间相关性；一个节目中的一个情节常常由若干帧连续图像
30、组成的图像序列构成，一个图像序列中前后帧图像间也存在一定的关系，这种关系叫作时间相关性。这两种相关性使得图像中存在大量的冗余信息。如果我们能将这些冗余信息去除，只保留少量非相关信息进行传输，就可以大大节省传输频带。而接收机利用这些非相关信息，按照一定的解码算法，可以在保证一定的图像质量的前提下恢复原始图像。一个好的压缩编码方案就是能够最大限度地去除图像中的冗余信息16。MPEG-2中编码图像被分为三类，分别称为I帧，P帧和B帧。I帧图像采用帧内编码方式，即只利用了单帧图像内的空间相关性，而没有利用时间相关性。I帧主要用于接收机的初始化和信道的获取，以及节目的切换和插入，I帧图像的压缩倍数相对较
31、低。I帧图像是周期性出现在图像序列中的，出现频率可由编码器选择。P帧和B帧图像采用帧间编码方式，即同时利用了空间和时间上的相关性。P帧图像只采用前向时间预测，可以提高压缩效率和图像质量。P帧图像中可以包含帧内编码的部分，即P帧中的每一个宏块可以是前向预测，也可以是帧内编码。B帧图像采用双向时间预测，可以大大提高压缩倍数。值得注意的是，由于B帧图像采用了未来帧作为参考，因此MPEG-2编码码流中图像帧的传输顺序和显示顺序是不同的。MPEG-2的编码码流分为六个层次12。从上至下依次为：视频序列层(Sequence)，图像组层(GOP：GroupofPicture)，图像层(Picture)，像条
32、层(Slice)，宏块层(MacroBlock)和像块层(Block)。其中较为重要的是宏块层，MPEG-2中定义了三种宏块结构：4:2:0宏块4:2:2宏块和4:4:4宏块，分别代表构成一个宏块的亮度像块和色差像块的数12量关系。4:2:0宏块中包含四个亮度像块，一个Cb色差像块和一个Cr色差像块；4:2:2宏块中包含四个亮度像块，二个Cb色差像块和二个Cr色差像块；4:4:4宏块中包含四个亮度像块，四个Cb色差像块和四个Cr色差像块。这三种宏块结构实际上对应于三种亮度和色度的抽样方式。在帧内编码的情况下，编码图像仅经过DCT，量化器和比特流编码器即生成编码比特流，而不经过预测环处理。DCT
33、直接应用于原始的图像数据。在帧间编码的情况下，原始图像首先与帧存储器中的预测图像进行比较，计算出运动矢量，由此运动矢量和参考帧生成原始图像的预测图像。而后，将原始图像与预测像素差值所生成的差分图像数据进行DCT变换，再经过量化器和比特流编码器生成输出的编码比特流14。可见，帧内编码与帧间编码流程的区别在于是否经过预测环的处理。MPEG-2视频压缩方案中包含以下关键技术环节：1. 离散余弦变换DCT；2. 量化器；3. 之型扫描与游程编码；4. 熵编码；5. 信道缓存；6. 运动估计；7. 运动补偿。2.2.4 传送流语法结构MPEG-2中规定一个传送包(TS)的长度为188字节，TS包由4字节
34、的包头，可变长字节的自适应字段以及数据载荷组成。其中包头各域实现的主要功能有：传送包的同步，识别，传送误码指示，条件接收以及传送包的连续计数等；自适应字段则包括较高层次解码功能的有关信息，主要实现解码过程中定时信息的恢复与同步及随机存取指示，拼接倒计数等。下面对包头域和自适应字段中与本课题相关的若干域进行简要的说明。13图2 - 4 传送流语法结构 包头域：1. TS包同步字节：1Byte,值为0X47；2. 传送包识别PID(Packet Identifier):13Bit，表示传送包载荷数据类型，该值不能任意取，MPEG-2系统预分配的PID号如下：表2-1 PID号分配0X0000 PA
35、T0X0001 CAT0X0002-0X000F保留0X1FFF空包3. 自适应字段控制：2Bit,表示后面是否接有自适应字段和负荷信息，MPEG-2对其系统规范如下：14表2-2 自适应字段意义00为ISO/IEC未来使用保留01无自适应字段，仅含有效负载10仅含自适应字段，无有效负载11自适应字段后为有效负载4. 连续性计数器（Continuity_counter）：TS包中的4比特连续包计数器。用于在解码端检测TS包是否有丢失。包计数只对相同的PID计数，没有有效载荷的TS包不应计数，对于复制的相同PID的包，包计数器应该保持不变。此值对于接收机解码具有很大的影响，错误设置将使接收机认为
36、是包丢失，从而导致误码掩盖等功能，造成贴图效应等。 自适应字段：1PCR标志符：1Bit，自适应字段中的五个标志之一。指示自适应域是否包含 PCR(Program Clock Reference)域。0-不含；1-含。2. PCR域：PCR非常重要,它以固定频率插入包头，表示编码端的时钟，并反映了编码输出码率。接收机根据PCR可以用来调整解码端的系统时钟,以保证对节目的正确解码。3. 填充字节：1ByteN,值为0XFF，MPEG-2系统层规范要求一个PES包的包头必须包含在一个新的TS传送包中，PES包数据要充满TS传送包的负荷，若PES包数据的结尾无法与TS包的结尾对齐，则需要在TS包的自
37、适应域的最后插入相应数量的填充字节，使得两者的结尾对齐。解码时填充字节则被自动丢弃。2.3 PSI/SI信息表数字视频广播的优点在于既能充分利用现有的带宽，在一个模拟信道中可以传输多套数字节目；又能充分利用MPEG-2编码标准提供的PSI(Program Specific15Information)表信息完成解码器的配置，而且DVB又在此基础上扩展出来了SI服务信息表，为创建电子节目指南(EPG)及数据广播的开展提供了有效和灵活的工具。电子节目指南(EPG)就是服务商提供给观众的一项服务之一。它可以为观众提供正在播出的和将要括出的节目的信息。由于数字传输的应用，原有的频率资源之内可以传输的节目
38、数目有成倍的增长。花样繁多的音视频节目及数据增值业务以其广泛的涵盖面几乎可以满足任何观众的需求。下面主要叙述了PSI/SI的基本概念以及如何通过它们完成接收端的配置。2.3.1 PSI信息为了能对复合后的TS流中所含的各种信息进行标识（如区分音视频包），在复合的时候需要插入PSI信息11。PSI由4个表组成，它们是节目相关表(PAT)、节日映射表(PMT)、有条件接收表(CAT)和网络信息表(NIT)。PAT表说明传送流中有多少节目及其相应PMT表的PID；PMT表说明一个节目中有多少种基本流（一路节目可以有一路视频，多路音频和多路数据）及其各自的PID；CAT表说明码流是否加密，解码器利用C
39、AT表寻找加密控制信息(ECM)和加密管理信息(EMM)；NIT表说明提供节目的网络信息。其中NIT和CAT是可选的。可以说传送流中各个基本流的组织结构是由PSI信息信息传送的。PSI信息以段(SECTION)为单位进行组织，SECTION可以作为负载插入TS包中。然后以一定的比率插入一路节目的TS流中，形成完整的一路节目的TS流。MPEG-2规定PAT作为PID = 0的TS包的有效载荷进行传送，PMT作为由PAT表中所指定节目映射表PID的TS包的有效载荷进行传输。2.3.1.1PAT与PMT的段结构这里给出PAT和PMT的语法结构如表23和 表2411。PAT表格的整体字头为8字节长度。
40、由表格识别符，表格区段长度，传送流识别符，版本号，当前16下次指示器，段号和最后段号组成。其可变字长的节目表清单由16比特的节目号与对应的13比特的节目映射表PID值组成。表23 PAT表语法比特数助记符Program_assocIAtion_section() Table_id 8 UimsbfSection_syntax_indicator 1 Bslbf0 1 BslbfReserved 2 BslbfSection_length 12 UimsbfTransport_stream_id 16 UimsbfReserved 2 BslbfVersion_number 5 UimsbfCu
41、rrent_next_indicator 1 BslbfSection_number 8 Uimsbflast_section_number 8 Uimsbffor (i=0; iN;i+) Program_number 16 UimsbfReserved 3 Bslbfif(program_number = 0) Network_PID 13 Uimsbfelse Program_map_PID 13 UimsbfCRC_32 32 RPChofPMT表的整体字头为12字节长度，由表格识别符，表格段长度，节目号，版本号，当前下次指示器，PCR的PID，节目信息长度组成。可变长的节目描述由节目
42、所含基本流17的流类型，基本流PID号，扩展信息长度和扩展可变长基本流描述符组成。表24 PMT表语法比特数助记符TS_program_map_section() table_id 8 UimsbfSection_syntax_indicator 1 Bslbf0 1 BslbfReserved 2 BslbfSection_length 12 UimsbfProgram_number 16 UimsbfReserved 2 BslbfVersion_number 5 UimsbfCurrent_next_indicator 1 BslbfSection_number 8 Uimsbflast
43、_section_number 8 UimsbfReserved 3 BslbfPCR_PID 13 UimsbfReserved 4 BslbfProgram_info_length 12 Uimsbffor (i=0; IN; i+) Descriptor();for (i=0;IN1;i+) Stream_type 8 UimsbfReserved 3 BslbfElementary_PID 13 UimsnfReserved 4 BslbfES_info_length 12 UimsbfFor (i=0; iN2; I+) Descriptor()CRC_32 32 RPChof2.3
44、.1.2 PSI信息的结构节目指定信息(PSI)的中的PAT表和PMT表结构如图25所示。它说明了两18种表之间的关系，及接收端如何利用这些信息来从多路节目中恢复出所需的相关信息。比如说为了从一个多路复合的节目中提取出节目i，接收机会先搜索PID号为0x0000的TS包，这样就可以获得节目相关表，通过对节目相关表的搜索，就可以获知存储有节目i各种基本流信息的节目映射表的PID_i，然后再搜索包含该节目映射表的TS包，就可以获得节目i的节目映射表，表中有各种节目信息，如有包含节目时间信息(PCR)的包的PID号，接收机通过获取其指定的包中所含的PCR域来保持与信源时钟同步。此外还含有对各种基本流
45、信息的描述。这样接收机就可以从复合的码流从提取所需要的TS包。图 25 节目特定信息(PSI)的结构图DVB Service Information（SI）是 DVB数据流的一部分，它可提供有关服务和事件的辅助信息。所有的用信息都以被称为表的形式从前端系统广播下来，表中包含了整个广播网络的物理特征和节目信息。所有的这些表在传输时，都将被封装在大小固定的被称为Section的数据块中。用SI表可以创建提供给用户选择的服务信息。而且SI表把这些服务按类别组19织成了另一种新的集合形式Bouquet。另外SI表还提供了关于一个服务中的事件的信息和网络管理所需的网络信息。在DVB中SI服务信息最主耍的
46、四类表是：NIT、BAT、SDT、EIT，而其它的几类服务信息表与这四类表的结构相似，但没有这四类表那么重要。在DVB系统中，每个表都是被分成分段(Section)来传送的每个分段都有一个段头，后面跟着儿个循环体。每个分段有按顺序递增的段号，段号是8比特的字段，所以每个表的最大的分段数目是256个，除了EIT表外其余表的段长都是1024字节。每个表的循环体包含了关于每个表的具体功能的一些描述子。由前面提到的TS流分组的PID值和表标识符(table_id)一起标识出了TS流分组包所传送的表的性质和状态。下面将依次介绍SI信息中的这四类表。2.3.2 SI信息172.3.2.1 网络信息表(NI
47、T)NIT表的分段(Section)以PID值0x10来标识，用来传输网络信息。每个被描述的网络用network_id来标识。NIT表的表标识符值是0x40或0x41，用来描述当前的或其它网络的信息。所谓当前是指NIT表在其中传送的那个网络。由此可以在网络边界进行信思的快速转换，例如从卫星网络切换到有线电视网络。网络描述子循环体传送了网络信息；传送流循环体标识出了网络所传送的每个传送流和每个传送琉所在的原始网络；内部的传迭流描述子循环体包含了每个传输流的网络信息。2.3.2.2 Bouquet关联表(BAT)Bouquet关联表的每个BAT分段(Section)描述了一个Bouquet的部分内
48、容。Bouquet更像是一种逻辑上按类别组织起来的服务列表，例如可以把卫星、有线电视等不同网络中的不同传输流中所有关于体育内容的节目组织起来形成一个20Bouquet作为体育Bouquet。BAT表的分段以BAT表table_id来标识，而每个BoUquet以Bouquet_id来标识，如标识关于体育或是关于舞蹈的Bouquet。Bouquet描述了循环体包含了Bouquet的名字和此Bouquet的内容所允许播放的国家的列表等信息。而传输流循环体列举出来传输此Bouquet的节目的所有传输流，内部的传输流描述子循环体(transport stream descriptor loop)列举出每
49、个传送流所提供的所有服务(service)。BAT表是DVB SI服务信息表里最有特色的一类表，它可以使EPG按照某种分类特征对所提供的所有节目随意地分组。当某个Bouquet是专门针对体育频道时，则传输流循环体列举出了包含体育节目的所有传输流；而内部的传输流描述子列出了每个传输流的所有关于体育内容的服务。BAT表在设计EPG时是非常重要的一类工具。2.3.2.3 服务描述表(SDT)在DVB中所谓的服务(Service)是指要播放的一串节目序列，一个服务是在一个传输流中传输的。SDT表的分段(Section)描述了被一路传输流传输的所有的服务(节目)，如果SDT的table_id是0x42，那么它描述了当前的传输流(即SDT表在其中传输的传输流）；如果table_id是0x46，那么它描述了其它的传输流。服务循环体(service loop)通过servic_id标识出了每个服务；内部的服务描述于循环体，描述了每个服务的详细的信息，如服务是属于哪一个 Bouqu
