数字电视节目传输教材

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1、数字电视节目传输技术 中国传媒大学 金立标博士 1 一、基础知识 1、何为数字电视？ 节目数字化 传输数字化 接收数字化 2、数字电视与模拟电视的区别？ 节目源：音视频、传输流TS 传输方式：调制解调 波形：正弦波、余弦波、脉冲 频带利用率 节目加扰 2 一、基础知识 3、数字电视的分类 传输分类：卫星、有线、地面 清晰度分类：普通清晰度、标清、高清 普通清晰度：12Mbps，300线 标清：38Mbps，350600线 高清：1820Mbps，8001000线 3 一、基础知识 4、数字电视的优点 图像传输质量较高 易于实现信号存储 频谱资源利用率高 可提供多媒体业务 可以高速数据传输 可以

2、实现条件接收 4 一、基础知识 5、数字电视系统 模数转换信源编码信道编码 数模转换信源解码信道解码 信道 模拟模拟电视 信号输入 模拟电视 信号输出 5 一、基础知识 6、数字电视信号的产生 抽样 量化 编码 模拟信号 数字信号 6 一、基础知识 7、数字电视信号的压缩 压缩的必要性： 传输角度 存储角度 压缩的可能性： 冗余 相关 压缩的标准 MPEG-1 MPEG-2 MPEG-4/7,H.264 7 一、基础知识 8、数字电视的调制方式 QPSK：卫星 QAM：有线 OFDM：地面 8 一、基础知识 9、数字电视的传输标准 有线：DVB-C 卫星：DVB-S 地面：DVB-T、DMB-

3、T、ADTB-T 9 一、基础知识 10、常用指标 比特率：是指二进制数码流的信息传输速率，单位是： bit/s简写b/s或bps，它表示每秒传输多少个二进制元素（ 每一个二进制的元素称为比特）。 波特率：也就是符号率，是针对模拟数据信号传输过程中 ，调制解调器输出的调制信号每秒钟载波调制状态改变的 数值，单位是s/s，称为波特(baud)率。 误码率：每秒中传输信息中错误的比特数。 10 CA系统 NMS系统SMS系统 TS流 卫星接收机 卫星接收机 卫星接收机 复 用 器 加 扰 器 QAM 调制 器 IP数据 视频服务器 EPG系统 复 用 器 加 扰 器 QAM 调制 器 自办 节目

4、自办 节目 模拟 节目 复 用 器 加 扰 器 QAM 调制 器 编码器 编码器 编码器 混合 器 数字电视系统数字电视系统 11 第一章 数字电视编码复用技术 12 1、TS流的结构 1.1、TS流的形成 视频编码器 音频编码器 打包器 打包器 PS 复 用 TS码流 PS码流 PES ES 视频 音频 数据编码器 数据 TS 复 用 13 1、TS流的结构 1.1、TS流的形成 PS码流： 包的长度可变 抗误码能力低 适用于相对误码低的环境，如存储、制作DVD等 TS码流 包的长度固定，188字节 抗误码能力较高 可用于相对较差的信道环境，如传输等 14 1、TS流的结构 1.2、TS包的

5、结构 TS码流由TS包组成，TS包的长度固定，为188字 节 每个TS包由包头和净荷组成 188字节 包头净荷包头净荷包头净荷 适应字 段 81113 包 同步 误码指 示 开始 指示 传送优 先级 PID 加扰控 制 适应字 段控制 连续性 计数器 1224可变长 15 1、TS流的结构 1.3、TS包的包头 同步字节：0X47 传输错误指示符： “1”表示相关传输流分组中至少有一个不可纠正的错误 ； 置“1”后除非错误被纠正，否则不会恢复为“0”。 16 1、TS流的结构 1.3、TS包的包头 净荷单元起始指示符 ：1比特标志位，用来指示 传送流分组带有PES分组或PSI数据时的情况。 当

6、传送流分组的有效负载带有PES分组数据的时候，该 位具有以下特性：1表明传送流的净荷将以PES分 组的第一个字节开始；0表明在传送流的开始不是 PES分组。 当传送流分组的有效负载是PSI数据时，该位具有以下 特性：如果传送流分组带有一个PSI部分的第一个字节 ，给位置为1，表明传送流分组的第一个字节带有 POINTER_FIELD(指针域)；如果传送流分组不带有 PSI部分的第一个字节，该位置为0。 17 1、TS流的结构 1.3、TS包的包头 传送优先级（transport_priority）：1比特指示器 。当被置为1时表明相关的分组比其他具有相 同PID但此位没有置1的分组有更高的优先

7、级 。 包识别符（PID）：13比特字段。指示在传送包净 荷内携带的数据类型，属于同一基本码流或打包 的基本码流的传送包具有相同的PID；PID值不是 随意提供的，它由用户指定。PID值0 x0000为节目 关联表保留，0 x0001为条件访问表保留，0 x0002 0 x000F保留，0 x1FFF属于空包。 18 1、TS流的结构 1.3、TS包的包头 传送加扰控制：2比特字段，用来指示传送包的净荷是否 已经加扰；传送流的包头和调整字段不应该被加扰。当这 两个比特为00时，表示没有加扰。 调整字段控制：2比特字段。用于指示传送包的包头后是 否跟有调整字段或者净荷。00保留；01表示没有 调

8、整字段，仅含有净荷；10表示仅含有调整字段，没 有净荷；11表示调整字段后面是净荷。 连续记数器：4比特字段。它随着每一个具有相同PID的 传送包而增加，当达到0 xf后又回复到0。当传送包的调整 控制字段为00或者10，连续记数器就不应该增加。根据记 数器的值，我们可以确定接收端是否有传送包丢失或者重 复发送。 19 1、TS流的结构 1.4、TS包的净荷 主要是分段的基本流的数据。净荷内可以携带PSI 数据，如果净荷内PSI信息不够长，PSI数据后面 就用填充字节填充。 20 2、节目特定信息（PSI） 在MPEG-2系统标准中定义了节目特定信息 Program Specific Info

9、rmation（PSI）,它包括所 有使解码器能进行节目的多路解调的规格化数据 和私用数据。 节目由一些原始流组成，每个原始流都有一个 PID标注程序、原始流或者其中部分都有可能被 条件访问。 不过，节目特定信息不能够被加密，否则会影响 解码器的正常工作。 21 2、节目特定信息（PSI） PSI提供了解码器解复用和解码的信息，它使用 了四个表来定义码流的结构： 节目关联表（PAT） 节目映射表（PMT） 条件访问表（CAT） 网络信息表（NIT） 22 2、节目特定信息（PSI） 2.1、节目关联表PAT 节目关联表的PID是0 x0000； 主要作用是针对复用的每一路传送流，提供传送 流中

10、包含的那些节目、节目的编号； 提供对应节目的的节目映射表（PMT）的位置， 即提供PMT表的TS包的包标识符（PID）的值； 同时还提供网络信息表（NIT）的位置，即NIT表 的TS包的包标识符（PID）的值。 节目关联表是PSI信息的根，解复用器工作查找信 息时总是从节目关联表开始，然后寻找相对应的 节目号和PMT表。 23 2、节目特定信息（PSI） 2.2、节目映射表 节目映射表提供了节目号与组成它们的基本流之 间的映射 ； 节目映射表主要内容是该节目的PCR_PID、各基 本流的PID和用描述符形式出现的附加信息 ； 指出某一套节目由哪些节目流构成，以及这些流 的类型（视频、音频、数据

11、）及位置，即对应的 TS包的PID值。 PMT所在的TS包都有自己 独特的PID。 码流类型PID 1视频54 2音频48 3音频49 4数据50 5PCR90 24 2、节目特定信息（PSI） 2.3、条件接收表CAT 给出有关条件接收系统的信息，指定授权管理信 息（EMM）所在的TS包的PID值及其它相关参数 。 CAT所在的TS包的PID=1。 2.4、网络信息表（NIT） 提供与多组传送流、物理网络及网络传输相关的 信息，如调谐频率、编码方式、调制方式等参数 。 PID由PAT指定。 25 2 2、节目特定信息（、节目特定信息（PSIPSI） 节目类型PID值 MPEG_2视频码流0

12、xFF（255） MPEG_2音频码流0 x100（256） MPEG_2音频码流0 x101（257） 私人数据0 x102（258） Programnumber(节目号) PMT_PID（节目映射表的PID号） 00 x10（指示NIT表的PID号） 20 x64（指示节目2的PMT的PID） 26 3、TS流的复用解复用 在传输流中，同时包含多个节目，在解 码重放时，还必须能从多个节目中选出希 望收看的一个或几个节目。也就是，不但 要能够识别出节目所存在的特定码流的传 输包的PID，还要知道这个码流的参量信息 和相关信息。所以传输流里还必须包含节 目特定信息（PSI），供复用和解复用时使

13、 用。 27 3、TS流的复用解复用 3.1、TS流的复用 单路节目流复用 28 3、TS流的复用解复用 3.1、TS流的复用 系统级复用 29 3、TS流的复用解复用 3.1、TS流的复用 在系统级复用中，不同的节目流中可能有相同的 PID，然而在传送流中不同的基本比特流的PID号 必须是不一样的，所以在系统级复用中要解决 PID冲突的问题，也就是在系统复用之前应对冲 突的PID号进行修改。这些修改必须同时记录在 节目关联表和节目映射表中。 此外，比特流的结构是可以分级的，如果有更宽 的的带宽可以使用，就可以对多路系统级比特流 进行复用，只需要从每路系统级比特流中提取出 节目关联表，并重新建

14、立关联表，然后将节目关 联表放入PID0的传送包内。 30 3、TS流的复用解复用 3.2、TS流的解复用 传送流的解复用主要是根据PSI来进行，主要功能是对传 送包进行过滤。 首先要根据自己所想要的节目号，找到节目关联表所在的 传送包，也就是找到PID0的传送包，然后恢复节目关 联表的内容，找到PMT_PID，即找到节目映射表所在的 传送包的PID； 最后根据该PID号恢复节目映射表的内容，从节目映射表 中找到这个节目的各个基本比特流的PID号、PCR_PID、 以及基本流的其他信息，根据所得的基本流的PID号，从 传送流内提取属于各基本流的传送包，对包内的数据进行 分析，然后进行拼接发送出

15、去。 31 3、TS流的复用解复用 3.2、TS流的解复用 32 4、应用 4.1、MPEG-2编码器 （1）编码速率 MPEG-2编码器可由用户选择，把一个频道的电 视信号压缩成2MB/S、3MB/S、4MB/S、5MB/S 、6MB/S和8MB/S等的数字信号。 实际观测表明，压缩为6MB/S和8MB/S的图象与没 有压缩的图象基本没有区别，但在压缩为4MB/S的 快速体育运动图象上，则能看到图象的缺陷。 33 5、应用 4.1、MPEG-2编码器 （2）编码器的使用 一套节目对应一路MPEG-2编码器； 输入音视频信号，输出TS流；ASI接口； SDH来的是TS流，无需MPEG-2编码器； SDH是DS-3或E3接口，需适配器转换为ASI接口； 增加MPEG-2编码器，还是增加数字卫星接收机 ？ 如果卫星上的节目下来就是模拟的，那只能采用 编码器。 34 5、应用 4.2、复用器 （1）复用器的选择 复用多少套节目合适 复用器的码率容量 QAM调制器的调制方式 节目质量的要求 35 5、应用 4.2、复用器 （2）复用器的设置 确定复用几套节目：根据卫星接收机和编码器的 输出速率，复用器的输入输出速率，以及QAM调 制器的调制方式和符号率来确定。 设置复用器的TS流输出总码率； 设置复用器的输出方式（ASI接口、SPI接口、 DS3等