第3节 DVBH 与非网专题 数字电视传输技术
刘威
[摘 要]介绍DVB和MPEG-2的数字电视系统的标准节目流，针对视频服务器的相关功能以及相对应的应用，来完成由MPEG-2节目流生成符合其DVB标准的传输流，并对其进行多路节目的复用。
[关键词]数字电视；节目、生成流；复用
中图分类号：TN948.64 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0382-01
数字电视，是从电视节目的录制、播出到发射、接收全部采用数字编码与数字技术传输的新一代的电视。从上世纪80年代以来，经过了30多年的发展及演变，使其各方个面的技术有了进步与提高。与其传统的模拟电视相比，数字电视在这一领域占据着很大的优越性，可以说，信息量大、业务种类繁多、功能的多样化等是数字电视的表现出来的总体的特征。
数字电视传输系统是全数字的通信系统中的其中一种，其信源编码和再复用后生成的节目传送数据流，在被接收端接收以前都会在无线的传输环境中进行传输，对其进行编码后如果直接进行传输，那么在到达接收端时将会发生很大的变化，因此，必须在数据进入传输信道之前就对数据进行信道编码的处理。在这个过程中可分为两个方面：1、负责传输误码的检验、检测和校正方面的称之为信道编译码；2、负责信号变换和频道搬移方面的称之为调制解调。
目前，在美国、欧洲和日本其各自形成三种不同标准的数字电视。美国的标准是ATSC；欧洲的标准是DVB；日本的标准是ISDB。DVB数字广播传输系统利用了包括卫星、有线、无线、地面等所有可用于电视广播传输的媒体。它们分别对应的DVB标准为DVB-S、DVB-C、DVB-T。2001年国家广电总局已颁布了其行业的实行标准《有线数字电视广播信道编码和调制规范》，该标准地DVB-C标准要意义上是等同的。其中传输流的生成和复用是该视频服务器的主要功能之一。
DVB标准提供了一套完整的、适用于不同媒介的数字电视广播系统规范。DVB选定MPEG-2标准作为音频及视频的编码压缩方式，统一了该编码后，对MPEG-2码流进行打包形成传输流，进行多个传输流的复用，最后通过卫星、有线电视及开路电视等不同媒体介入传输的方式进行传输。
DVB（Digital Video Broadcast）是现存的一种数字电视广播标准。DVB 系列标准中包含
三种传输系统；第一类是通过高频信道进行广播，适用于广播信道的 DVB-S、DVB-C、DVB-T、DVB-CS、DVB-MC、DVB-MS 等，这种传输系统包含了信道编译码和调制解调两个部分；第二类适用于准同步数字系列的电信网络，如 DVB-PDH，这一类系统通过基带进行相互之间的传输，传输系统只包含了信道编译码环节；第三类适用于同步数字系列的电信网络，如 DVB-SDH，这一类系统虽然也通过基带传输，但在通常情况下该系统则不是必须的。
随着卫星电视数字视频广播和有线电视数字视频广播从发射到接收技术的基本成熟，接收方式及区域、频率规划等问题中受到的影响，地面数字电视广播还有很大的发展潜力，尤其是在提高固定和移动接收性能方面。随着数字电视地面广播被越来越多的国家采用，为未来高清晰度电视的发展提供了更多机会和空间，所以对数字电视地面广播标准进行研究有着及其重大而深远的意义。
1、格式转换
MPEG-2国际标准分为系统、视频和音频三部分，分别系统的定义了其视频、音频数据的压缩编码和解码算法和数据流的结构、语法。其中标准的系统就着眼于如何将一个或多个音、视频流或其他的基本数据流合成单个或多个数据流，以满足便于存储和方便传输的要求。按照标准中的句法和语法进行系统的编码，这样就可以不必拘束在一定范围的条件下进行对这种数据流的同步译码。
MPEG-2定义了两种传输规范：对于不容易发生错误的环境所制定的规范称为MPEG-2节目流，适用于交互式多媒体这样一些涉及软件处理的应用；对于比较容易发生错误的环境所制定的规范称为MPEG-2传输流（例如卫星信道等容易引入噪音干扰以及容易丢失数据的存储传输环境）。然而这两种传输规范这间可以进行相互转换的。
本文实现视频服务器的关键功能，就是要按照节目单的播出要求或点播的要求进行调度，选择存储在磁盘上的若干路节目生成DVB的传输流，复用后送入信道传输。存储在磁盘上的节目一般是以节目流格式存储的，所以，DVB标准要求的传输流需要在两种格式间进行对其的相互转换后才能够生成。
2、播出复用
传输流所传送的是双方独立的原始流数据，还有就是把这一数据组合成一个节目中特定的数据信息，传输流并不是在传送一个不可分割的节目，这就保证了对这一数据进行复用的可行性。由于实际的传输频道带宽经常大于一路数字电视节目信号的带宽，为了更好的对这一资源进行有效的利用，这就需要将多路节目复用在一起后再对其进行传输。视频播出服务器另一个主要功能是接收节目单的调度，混合多路TS流数据输出为一路流。同时生成PAT、NIT、EIT和SDT表，以及相关的描述。其中PAT为节目表，包含了多路节目复用的有关控制信息；NIT是网络信息表，是传送本网络以及与此网络相关的其他网络的一些信息；EIT是指节目段的信息表，按照时间的顺序提供每一个节目中包含的节目段信息；SDT是节目业务的描述表，每一个子表都对一个特定传输流中的节目业务进行了具体细致的描述。PAT的传送也如PMT一样，作为一个在数据中独立存在的码流，被其装载在TS包的净荷中进行传输，并且被分配了一个唯一的PID值。所不同的是，传送PAT的码流的PID值被定义为固定的数值“0”，即PID= 0。
复用系统中的每一个输入传输流都有一个TS对象与其相对应。TS对象包含的输入函数负责向TS对象的处理函数提供传输流数据。输出函数是笞一个供其所有TS对象使用的全局函数，每个TS对象获得输出函数的控制权，向输出函数发送传输流分组数据。全局变量区存储所有传输流的结构信息，以及所生成传输流的所有的相关信息。
1）输入函数
在复用程序的结构中，输入函数是TS流其中的一个函数，它负责从存储的相关文件中输入传输流数据。当处理该传输流的程序终止时，该系统会对传输流的描述对象、输入函数进行删除，并相应的释放系统所分配的空间。
2）输出函数
在逻辑上是相对应的输出函数与输入函数，输出函数所提供的成员函数是要负责把传输流处理程序所生成的比特流输出，生成与输入函数所提供的成员函数相反的功能。
3）处理函数
定义传输流TS对象，以便更好的描述和封装输入的传输流。每当一个新的传输流加入到复用程序中时，复用系统都会为该传输流创建一个更为适合的TS流对象，使用这个对象能够更好地对输入传输流的结构信息进行更加全面而系统的描述，并提供函数实现对传输流的各种操作。把传输流的硬盘上的某一个文件，作为参数传送到输入函数中去，完成输入函数的建立。这也为自身创建一个TS流对象，在全局数据结构链表中插入该记录，并且填充该对象到传输流的结构信息中，还要为该传输流中的节目分配新的节目号，为组成该节目的原始流分配新的PID，以此琮完成在全局变量中的注册。因为该传输流的插入，输出传输流的结构将发生变化，所以要传送更新版本的PAT表，还要输出新插入的节目的PMT表，让解码器对新插入的节目进行相应的处理。更要输出新插入的节目的节目段信息表EIT，并且删除旧的节目的信息表EIT。要为该对象创建一个处理线程。并传送给线程该对象所对应的指针作为参数。设定该线程的级别。这样一个传输流就加入到了复用系统中。
在通常情况下，处理各个传输流的线程拥有平等的优先级，而该优先级可以由缓冲区的状态来控制；当缓冲区快满时，应用程序适当提高该线程的级别，从而该程序将获得更多的CPU时间片，处理更多的传输流分组；同样，当缓冲区快空的时候，应用程序可以适当降低该线程的级别，以防止缓冲区出现下溢。
结语
本文提出了传输流的产生和传输复用的方案，在分布式的视频服务器中能够得到更好的适用，现可以将视频播出器分成两部分：广播格式的转换、广播复用的调度。这两项可以在不同的服务器当中进行运用，也可以采用转换离线的方式运行播出对其调度的运行。因此，可以将批量廉价的服务器组合起来，通过较为合理的控制及调度，从而实现高性能视频服务器的转换。
参考文献
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[2] DVB数字电视传输流的生成和复用技术及实现袁玉良刘玉贵[J]计算机应用2015.01
[3] 基于FPGA的DVB-T发射机的设计与实现王伟[J]南京邮电大学2013.03
