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ProgramMapTable
节目映射表
EIT
EventInformationTable
事件信息表
NIT
NetworkInformationTable
网络信息表
SDT
ServiceDescriptionTable
业务描述表
TDT
TimeandDateTable
时间/日期表
BAT
BouquetAssociationTable
业务群关联表
RST
RunningStatusTable
运行状态表
TOT
TimeOffsetTable
时间偏移表
uimsbf
unsignedintegermostsignificantbitfirst
bslbf
bitstring,leftbitfirst
2
基本概念
2.1传输流(TransportStream/TS)
传输流是MPEGII规范的系统层提出的、对多路节目进行复用的两种方案之一,它主要针对非可靠信道的传输(另一种方案——节目流是针对可靠信道的传输而提出的),比如卫星信道、微波信道和CATV信道。
传输流这种机制可将多路节目复用成一个流,并且,同一节目还可以包含多个视频和音频流。
组成传输流的是一系列连续的数据包,简称TS包。
TS包的长度固定,一般是188字节。
如果在这种TS包的尾部加入16字节的RS纠错码,则包长为204字节。
传输流的形成过程可以用图2.1来说明。
组成节目的视频流和音频流经过基础流编码器之后,形成基本流,每一路视频流或音频流对应一路基本流。
基本流经过打包,形成PES包流。
每一个PES包都有流标识、用于视、音频解码和播放同步的时戳。
PES包和其它的数据、控制信息经过复用器,形成TS包。
每一个TS包都有一个包标识PID,同一基础流对应的TS包,PID的值相同。
TS流就是通过对各个基础流分配不同的PID号来唯一的标识各个不同的基础流、信息表和其它数据。
每一个TS包最多只能传输一路基础流的内容。
图2.1传输流系统框图
为了实现众多编码器与解码器直接的时钟同步,防止解码器的缓冲发生上溢或下溢,在系统流中加入了一个精确的系统级时间参考值,在TS流中,这个值被称为节目参考时钟PCR。
在解码器端,当检测到本地系统时钟和PCR所表征的时钟不一致时,解码器将调整本地系统时钟。
2.2网络(network)
一个传输系统,可以传输一组MPEGII码流。
网络使用network_id来进行标识,不同运营商所运营的网络,对应的network_id不同。
2.3业务(service)
在广播者的控制下,可以按照时间表分步广播的一系列节目。
一个业务可以理解为一个逻辑意义上的频道。
使用service_id来标识一个业务。
同一个传输流中,service_id必须唯一。
2.4业务群(bouquet)
一个业务群是一系列业务的集合。
这些业务可以来自不同的TS流甚至不同的网络。
业务群的概念可以这样来理解:
假设有两个业务提供商PA和PB,PA提供了10套节目,PB提供了20套节目。
但是,对于某一个地域的用户,只希望他们收到PA提供的3套节目和PB提供的5套节目。
此时,可以将这些节目组成一个业务群。
2.5事件(event)
一组属于普通业务的广播数据流,它定义了起始时间和结束时间,一个事件就是一个节目,更确切的说,是一个节目段。
例如:
一场足球比赛的半场,新闻快报,娱乐表演的第一部分。
2.6组件(Component)
组件是组成节目段的一个或多个实体,对应“传输流”概念中的基础流。
以上概念之间的关系如图2.2所示。
图2.2
2.7PSI/SI
在MPEGII标准的系统部分重点描述了MPEGII系统级传输流中包含的PSI信息。
PSI描述了传输流所携带的内容,包含了对构建各节目的基本流的描述和对节目本身的描述。
为了给IRD提供更多的接收和解码所需信息,支持更复杂的应用,DVB又准备了一个开放的服务信息系统(DVB-SI)来辅助DVB信号。
SI可以描述由某一播放者提供的每一个服务的技术特征及其他的信息,通过SI的帮助,用户可以在传输流中选择服务或事件,机顶盒使用SI信息能完成自动配置和自动接收。
所有的PSI/SI信息都以表的形式从中心系统广播下来,表中包含了整个广播网络的物理特征和节目信息,所有这些表在传输时,都将被封装在大小固定的被称为段(section)的数据块中。
3
PSI/SI表的结构
3.1table、sub_table和section
PSI表包括CAT、PAT、PMT,SI表包括NIT、SDT、EIT、BAT、TDT、TOT、RST等。
从结构上来说,这些表都由一个或多个子表组成,而子表又进一步由一个或多个section组成。
section最初是在MPEGII中定义的语法结构,在从PSI表到TS包的转换过程中,section起到了中介的作用。
DVB在扩展PSI为SI的时候,沿用了这种语法结构。
PSISI表的框架如图3.1所示:
图3.1Table、SubTable和Section的结构关系
不同的表之间可以通过表标识(table_id)进行区分,属于同一个table_id的不同子表一般通过表的扩展标识(table_id_extension)、版本号(version_number)进行区分,对于EIT和SDT的子表,还要加上其它的条件。
这些用于区分子表的“域”(field)在每一个具体的表中都作了定义。
3.2section
一个比较一般的section结构如图3.2所示。
图3.2section的结构
在section_header部分包含了用于区分子表的“域”(field);
section_header之后可能有第一层描述符循环和表循环,一个表循环之中又可能再次包含描述符循环(习惯上称为第二层描述符循环)。
所谓“循环”,就是指相同或类似的数据结构重复出现。
“other_fields”位置处一般会有一个数据用于指示表循环结构的长度(以字节为单位),“section_tail”处一般是一个32位的CRC校验位。
3.2.1section_header
section_header的语法结构如表3.1所示。
表3.1section_header语法结构
Syntax
No.ofbits
Identifier
Remark
section_header{
table_id
8
section_syntax_indicator
1
reserved_future_use
reserved
2
section_length
12
table_id_extension
16
Ifsection_syntax_indicator=1
……
version_number
5
current_next_indicator
section_number
uimsbf
last_section_number
}
不同的PSISI表具有不同的table_id,在文档En300468中,有PSISI表和table_id的对应关系。
section_syntax_indicator最早在MPEGII中使用,主要用于“私有数据表”(privatedatatable),其值为0和1的时候,私有数据表的结构不同。
DVB中也使用了section_syntax_indicator,当它的值为1时,section的第四、第五个字节表示table_id_extension,并且从section第43位开始的5位表示子表的版本号(version_number),第48位表示当前表是否有效(current_next_indicator),第7个字节表示当前section的编号(section_number),第8个字节记录子表中section_number的最大值。
section_length表示从section的第四字节开始到section结束的数据区的字节长度。
对于一般的PSISI表,section_length的最大值为1024;
对于EIT表,section_length的最大值为4096。
当section_syntax_indicator的值为1时,section的第四、第五字节表示table_id_extension,对于不同的表,table_id_extension的物理意义不同。
PSISI表中有两个表例外,即PSI表中的CAT表和SI表中的ST表。
这两个表都没有table_id_extension,但CAT表的section_syntax_indicator必须是1,ST表的section_syntax_indicator可以为0,也可以为1。
当section_syntax_indicator的值为1时,从section第43位开始的5位表示子表的版本号(version_number)。
version_number的值从零开始,每当子表内容改变时,version_number的值加1。
当version_number增加到31后,再次回归到零。
当section_syntax_indicator的值为1时,section的第48位表示当前表是否有效(current_next_indicator)。
如果current_next_indicator的值为1,表示当前表有效,为0,表示当前表无效,下一个表有效。
3.2.2descriptor
一个descriptor是一个语义上比较完整的语法结构,用于提供特定的信息,比如,network_name_descriptor用于描述一个网络名称,service_descriptor用于描述一个业务的类型、业务提供商的名称和业务名称。
所有的descriptor都以一个8位的标识:
descriptor_tag开使,后面紧跟一个8位的数表示从descriptor的第3个字节开始到descriptor结束的数据区的字节长度。
从descriptor的第3个字节开始到descriptor结束的数据是各个descriptor的具体内容。
如表3.2所示。
表3.2descriptor结构示意
PSISI_descriptor(){
descriptor_tag
descriptor_length
descriptor_content
descriptor_tag的值可以从0~255,其中,0、1保留,2~18是PSI中定义的描述符,19~63保留,64~110是SI中定义的描述符,111~127保留,128~254可以定义私有描述符,255禁用。
如图3.3所示。
图3.3descriptor_tagallocation
为了叙述方便,下文将descriptor_tag值在2~18的描述符称为PSI描述符,将descriptor_tag值在64~110的描述符称为SI描述符。
同一个descriptor可能位于不同的PSISI表中,也可能位于同一个PSISI表的第一和(或)第二层描述符序列中。
文档IS13818没有规定PSI描述符在PSI表中可能出现的位置。
可以认为,PSI描述符可以出现在PSI表中的任何位置,只要该描述符对于该PSI表是有特定意义的。
文档En300468的表12描述了SI描述符在PSISI表中可能出现的位置,在文档Etr211中,详细规定了各个SI表中允许出现的SI描述符。
对于某一个特定的SI表,在section中的特定位置,只能出现特定的SI描述符,其它描述符在这个位置出现都是没有意义的。
3.2.3table_loop
table_loop对应于特定的PSISI表,不同PSISI表的table_loop结构上不同,具有不同的含义。
例如,NIT表的table_loop对应特定网络中的传输流,传输流的个数等于NIT中table_loop的个数;
SDT表的table_loop对应特定传输流中的业务(service),service的个数等于SDT中table_loop的个数。
图3.4是对本节的总结。
图3.4PSI/SI结构
4PSI/SI表
4.1PMT(ProgramMapTable)
现在回顾一下图2.1,在节目发送端,一个节目(用program_number标识)可以由音频流、视频流组成,视、音频流经过处理,形成TS包之后,对应的TS包便带上了PID信息。
不同的视、音频流对应的PID值不同。
PMT描述了当前TS流中节目的视、音频PES流和PCR的PID,PMT的个数等于当前TS流中节目的个数。
通过PMT,可以从MPEGII传输流中提取指定节目的基本流并予以解码重放。
PMT的语法结构如表4.1所示。
表4.1PMT语法结构
program_map_section(){
8
1
program_number
3
PCR_PID
13
4
program_info_length
for(i=0;
i<
N;
i++){
descriptor()
}
stream_type
reserved
elementary_PID
ES_info_length
for(j=0;
j<
j++){
descriptor()
}
CRC_32
32
rpchof
表中的program_number用于标识当前节目,PCR_PID指示带有当前节目PCR信息的TS包的PID,PMT循环结构的个数等于组成该节目的视、音频流的个数,每一个循环结构和组成该节目的一个视频或音频流对应,stream_type说明流的类型,elementary_PID指示带有流数据的TS包的PID。
收到节目的PMT后,可以根据PCR_PID获得PCR,实现接收端和发送端的时钟同步;
根据每个表循环中的elementary_PID获得相应基础流的数据,重现节目。
PMT的接收同样是根据PID来实现的,PID的值从下面的PAT中获得。
4.2PAT(ProgramAssociationTable)
PAT表规定使用PID=0的TS包来传送,它列出了所属TS流中所有节目的编号,以及各编号节目所对应的PMT的PID。
根据列出的PID,接收端就可以获得所有的PMT表。
PAT如表4.2所示。
表4.2PAT语法结构
program_association_section(){
“0”
transport_stream_id
program_number
if(program_number==0){
network_PID
else{
program_map_PID
在PAT的表循环中,一般有一个program_number值为0的循环,该循环中包含了NIT表的PID的信息;
其它的循环中都是一个节目对应PMT的PID。
如果要收看的节目属于条件接收节目,接收端还必须提取PSI中的条件接收表,利用其中的信息对被加扰的节目进行解扰。
4.3CAT(ConditionalAccessTable)
CAT表使用PID=0x0001的TS包来传送,其语法结构如表4.3所示。
表4.3CAT表(左)和CA_descriptor(右)的语法结构
conditional_access_section(){
section_header
CA_descriptor(){
8
CA_system_ID
16
CA_PID
13
for(i=0;
i<
i++){
private_data_byte
CAT表的信息在描述符CA_descriptor中,CA_system_ID用于标识CA系统,CA_system_ID的值是统一分配的,在文档ETR162中可以查到;
条件接收节目在编码的时候,相应CA系统的EMM(entitledmanagementmessage)或ECM(entitledcontrolmessage)信息也同时通过TS包发出,CA_PID用于指示这些TS包的PID。
一旦某一个CA系统参与了加扰工作,在CAT中就有一个CA_descriptor用于描述该CA系统。
4.4NIT(NetworkInformationTable)
NIT传输与复用器/传输流(TS)的物理结构有关的信息,以及网络本身的特点。
在MPEGII中,NIT属于私有表,传送NIT的TS包的PID可以在0x0010~0x1FFF之间选择,因此,PAT表中专门有一个program_number=0的循环用于指示传送NIT的TS包的PID;
在DVB中对NIT作了进一步的定义,并且规定,NIT信息必须使用PID=0x0010的TS包传送,这样,接收NIT时就不需要从PAT中查找其PID,而直接去PID=0x0010的TS包中接收即可。
NIT的语法如表4.4所示。
表4.4NIT语法结构(部分)
network_information_section(){
network_id
transport_stream_loop_length
transport_stream_id
original_network_id
reserved_future_use
transport_descriptors_length
其中,table_id的取值可以是0x40或0x41,当table_id=0x40时,表示NIT描述的是当前网络的信息;
table_id=0x41时,NIT描述的是其它网络的信息。
,DVB规定,table_id=0x40的NIT表必须发出。
network_id是NIT描述的网络的标识。
NIT表的每一个表循环用于描述network_id指定网络中的一个TS流。
从表循环的结构可以看出,一个TS流是用ts_id和original_network_id来唯一标识
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