有线数字电视测量原理

ⅲ）SI的组成 实际上，仅有PSI信息尚不能使综合接收解码器（IRD）自动接收某 一业务并提供相应的节目的信息。因此，DVB标准提供额外的业务信息 SI（Service Information）作PSI的补充。它提供了整个IRD的设置信 息，而不象PSI信息那样仅提供MPEG-2解码信息，从而可以使IRD自动调 谐接收特定的节目并可对节目进行分组。 SI中有传送的节目时间表、电子节目指南信息（ Electronic Program Guide）等。SI信息包括节目的种类（如体育节目、新闻或电 影）、节目的起始时间、节目的来源等。这些信息主要包括在4个基本 表和一系列可选送的表中，4个基本的表是： NIT （网络信息表）--将属于特定节目提供所有者的所有节目集中 在一起，提供调谐接收所必需的转发器频率、符号率等数据，并在节目 接收参数有变化时及时更新参数使IRD自动跟踪接收； SDT （业务描述表）--给出特定复用器中与每个节目或业务有关的 其他节目的名称与参数； EIT （节目信息表）——给出各类节目的时间安排； TDT （时间及日期表）--提供节目开始的具体时间。由于它有具体 的时钟信息，因此有时还可作为IRD解码时钟的更新。
有线数字电视信号及测量原理
唐明光 中广协会技术研究委员会 2009.6.16.
有线数字电视测量概述
一、有线数字电视测量的重要性及测量内容 1、有线数字电视测量的重要性 有线数字电视系统包括编解码、复用和传 输等多个环节，整个过程涉及的技术指标较多 。其中的关键参数影响着数字信号质量和整个 系统的稳定性，所以必须对关键技术参数进行 了解和测试。
c）传输流分组的结构 如下图所示
传输流的系统层可分作两个子层： 一个是相应于特定数据流操作（PES分组层，可变长度），该 层是为编解码的控制而定义的逻辑结构。PES头包括流的性质、版 权说明（该节目是原始节目还是复制节目）、加入时间标签PTS和 DTS、说明DSM的特殊模式等。 另一个是相应于多路复用操作（TS分组层，188字节固定长度 结构），该层是针对交换和互操作而定义的。在TS头中加入同步 、说明有无差错、有无加扰、加入连续计数和不连续性指示（因 为节目流的包相互交叉）、加入节目参考时钟PCR以及包识别PID 等。
EN 50221
关于条件接收和其它DVB解码器运营的通用 接口规范(DVB-CI) TS 102 201 DVB IRD的接口技术规范(DBVB-IRD) TS 101 197 DVB系统中同时加密(simulcrypt)的技术 规范(DVB-SIM) TS 103 197.V1.1.1 同密接口 ETR 289 通用加扰系统描述(DVB-CS) ETR 154 MPEG-2系统、视频和音频在卫星、有线和地 面广播应用中的实现指南(DVB-MPEG) ETS 300 743 DVB字幕系统(DVB-SUB) ETS 300 802 DVB交互服务独立网络协议(DVB-NIP) ETS/EN300 429 DVB系统中的帧结构、信道编码和调 制(DVB-C)
符合2003年4月1日国家广电总局科技司发行的 《有线数字电视暂行技术要求文件汇编》
《用户管理系统监管平台数据交换接口要求》(暂行) 《运动图像及其伴音信号的通用编码系统、视频和音频部分的实施指南》 (暂 行) 《有线数字电视条件接收系统应用指南》 (暂行) 《有线数字电视广播业务信息应用指南》 (暂行) 〈有线数字电视电子节目指南指导性意见〉(暂行) 〈有线数字电视中间件指导性意见〉(暂行) 〈有线数字电视机顶盒和遥控器功能实施指导性意见〉(暂行) 〈节目订购单和用户结账单格式基本要求〉(暂行) 〈有线数字电视广播条件接收系统入网技术要求和评测方法〉 (暂行) 〈有线数字电视广播用户管理系统入网技术要求和评测方法〉 (暂行) EN 300 429 DVB系统中的帧结构、信道编码和调制(DVB-C) EN 300 428 DVB系统中服务信息(SI)规范(DVB-SI) ETR 211 DVB服务信息(SI)的使用和执行指南(DVB-SI) EN 300 472 DVB的比特流中传送图文信息和规范(DVB-TXT) EN 301 192 数据广播的DVB规范(DVB-DATA) EN 50083-9 CATV/SMATV前端和DVB/MPEG-2传输流同类专业设备和接口(DVBPI)
MPEG-2 系统传输层结构
1）传输流TS a）TS流的产生 TS流是由一个或多个PES组合而成，它们可以具有 相同的时间基准，也可以不同。其基本的复用方式是， 先对具有相同时间基准的多个PES先进行节目复用，然 后再对相互有独立时间基准的各个PES进行传输复用， 最终产生出TS。
百度文库
b）TS流的组成 TS流由一个个串接的TS数据包组成。TS包由包头和 包数据两部分组成，共188字节。包头长度占4bytes， 自适应区和包数据共占184bytes，整个TS包长度相当于 4个ATM信元长度。TS包的包头由如下图摘录所示的同步 字节、传输误码指示符、有效载荷单元起始指示符、传 输优先、包标识符（PID-Packet Identification）、 传输加扰控制、自适应区控制和连续计数器8个部分组 成。
2）如何实现同步 MPEG-2系统建立同步，用来解决以上的不 定时延的问题。 它是一个以编码输入端与解码输出端（显 示端）之间为一恒定时延的模型。该模型通过 每个编码器、解码器缓冲区的延时是可变的方 法（不仅仅是通过一原始流通道的缓冲区的延 时可变，就是在音频和视频通道中单个的缓冲 区延迟也是可变的）来实现恒定时延。
两个子层间的复用关系是，通过将PES结构切割成 一个个小包，将其作为TS包的净荷嵌入到TS流结构中 而建立起复用。 采用这种结构的考虑是： ⅰ)可以很方便地实现直接从传输流中解出原始音 视频、数据； ⅱ)也可从一个或多个传送流中抽取想要的基本流 来进行解码或构造新的传输流再次传输； ⅲ)还可以依据通信信道的质量在TS流与PS流间作 切换。
d） TS包的有效负荷数据 TS包的有效负荷数据可以是PES、 PSI、SI数据。 ⅰ）PES的组成和结构 如图所示
ⅱ） PSI的组成 节目特定信息PSI是 MPEG-2特有的说明信息，用来自动设置 解码所需的参数和引导解码器进行解码，并提供音视频同步信息 。 PSI由4种信息表组成： 节目关联表（PAT）、 节目映射表（PMT）、 条件接收表（CAT）、 网络信息表（NIT）。 这四种表都有自己的 PID值。各种表和节目流的PID都是13 位，其中PAT表的PID为0。将PID=0赋予PAT，可见PAT的重要性， 它是所有这些信息的根。下面通过一个解码时各表调用的例子来 说明它们之间的关系。
分组有效负载包含有原始流分组（PES）数据，或 者包含有程序特殊信息（PSI）或服务信息（SI），或 者包含有私有数据。 原始流数据加载在PES中，PES分组由PES分组头部 及其后的分组数据组成。PES分组插在传输流分组中， 每个PES分组头部的第一个字节就是传输流分组有效负 载的第一个字节。也就是说，一个PES包的包头必须包 含在一个新的TS包中，同时PES包数据要充满TS传输包 的有效负荷区域，若PES包数据的结尾无法与TS包的结 尾对齐，则需要在TS的自适应区域中插入相应数量的填 充字节，使得两者的结尾对齐。
2、有线数字电视系统测量的内容 有线数字系统中测试的重点内容： a）TS码流参数 b）系统传输网络参数
二、有线数字电视信号基本知识 1、有线数字电视的主流标准与方式 1) 标准： DVB-C (欧洲，中国等） ATSC-16VSB，ATSC-64QAM （美国） ISDB-C （日本）
GY/T170-2001 有线数字电视广播信道编码与调制规范 GY/T106-1999 有线电视广播系统技术规范 GY/Z174-2001 数字电视广播业务信息规范 GY/Z175-2001 数字电视广播条件接收系统规范 GY/T148-2000 卫星数字电视接收机技术要求 GY/T158-2000 演播室数字音频信号接口 GY/T160-2000 数字分量演播室接口中的附属数据信号格式 GY/T161-2000 数字电视附属数据空间内数字音频和辅助数据的传输 规范 GY/T163-2000 数字电视附属数据空间内时间码和控制码的传输格式 GY/T164-2000 演播室串行数字光纤传输系统 GY/T167-2000 数字分量演播室的同步基准信号 GY/T180-2001 HFC网络上行传输物理通道技术规范 GB/T16694-1996 智能卡接口规范
除了这四个基本表外，DVB-SI还包括若干个可选表： BAT （节目组相关表）——给不同观众提供不同 节目组合信息。 RST （运行状态表）——快速更新某节目或某些 节目的运行参数。它只有在状态或节目变更时才发送 一次。 ST （填充表）——用来替代不传送的表。 总之，PSI及其扩展SI是传送流解复用的指导性信 息，IRD应首先从码流中提取这些信息，才能为后续的 码流分析和数据提取提供依据。
GB/T17975.1-2000 信息技术 运动图像及其伴音信号 的通用编码第1部分系统 GB/T17975.2-2000 信息技术 运动图像及其伴音信号 的通用编码第2部分视频 GB/T17975.3-2000 信息技术 运动图像及其伴音信号 的通用编码第3部分音频 GB/T17881-1999 广播电视光缆干线同步数字体系 (SDH)传输接口技术规范 GB/T17953-2000 4：2：2数字分量图像信号接口 ISO7816 智能卡接口规范
2、MPEG-2系统的同步 1）为什么需要同步 在MPEG-2数字压缩系统中： a)每一帧图像所占的数据量是不同的（其依赖于图 像的编码方式和图像的复杂度）； b)传输信道的时延是固定的。 因而，对于活动图像而言，各帧的传输时延是可变 的，于是传输和显示之间没有自然的同步概念。也就 是说，数字传输系统不像模拟电视传输系统那样，图 像信息以同步方式传输，接收机可以从图像同步信号 中直接获得时钟信号，并由此控制显示。 •
一个TS包有188个字节，由分组头部、可变长度适配 头和净负荷数据组成，传输流TS的结构如图示：
分组头部以固定8位字段的同步头开始，同步字为 0x47 。同步头后是几个重要的标志，如“传送有误”( 不可纠正错误指示)、“有效负载起始标志”、“传送 优先指示”、“PID（Packet identifier包标识符）” 、“加扰控制”、“自适应区控制”、“连续计数器” 等。 其中的“PID”是辨别传输流分组的重要参数，PID 通过节目特殊信息（PSI）表来识别传输流分组中所带 的数据。一个PID值的传输流分组只带有来自一个原始 流的数据。“调整字段控制”表示分组头部中是否有调 整字段，调整字段中含有节目参考时钟PCR的重要信息 。
2、有线数字电视信号的产生 1）有线数字电视系统中，模拟视音频信号经A/D变换后，按照 MPEG-2标准经过压缩编码形成基本码流ES，基本码流ES是不分段的连 续码流。 2）把基本码流分割成段，加上相应的包头文件打包形成打包的 基本码流PES，PES包和包之间可以是不连续的。 3）在传输时将PES包再分段打包成有固定长度188字节的传输码 流TS。以及适用于相对无误差的环境的不定长度的节目码流PS。 4）TS流经系统复用加入PSI/SI及加密信息形成多路节目传输流 ，最后经过64QAM调制及上变频，形成射频信号在HFC网中传输，在用 户终端经解码恢复模拟音视频信号。
2)四种方式： 传送方式 频带宽度 传输速率 接收滚降 纠错方式 压缩方式 DVB-C 64QAM 8MHz 31.64Mb/s 15% RS(204,188) ATSC-64QAM ATSC-16VSB 64QAM 16VSB 6MHz 6MHz 41.34Mb/s 43.05Mb/s 15% 11.5% RS(128,122) RS(207,187) MPEG-2 ISDB-C 64QAM 6MHz 30.31Mb/s 18% RS(204,188)