PSI与SI入门详细介绍

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1缩写（ABBREVIATION）12基本概念32.1传输流（TransportStream/TS）32.2网络（network）32.3业务（service）32.4业务群（bouquet）32.5事件（event）42.6组件（Component）42.7PSI/SI43PSI/SI表的结构53.1table、sub_table和section53.2section53.2.1section_header63.2.2descriptor63.2.3table_loop74PSI/SI表84.1PMT（ProgramMapTable）84.2PAT(ProgramAssociationTable)94.3CAT(ConditionalAccessTable)94.4NIT(NetworkInformationTable)104.5SDT(ServiceDescriptionTable)114.6EIT(EventInformationTable)114.7BAT(BouquetAssociationTable)1212 112 1缩写（Abbreviation）缩写词全称中文意思MPEGMotionPictureExpert’sGroup运动图象专家组DVBDigitalVideoBroadcasting数字视频广播IRDIntegratedReceiverDecoder综合接收解码器PSIProgramSpecificInformation节目说明信息SIServiceInformation业务信息CATConditionalAccessTable条件接收表PATProgramAssociationTable节目关联表PMTProgramMapTable节目映射表EITEventInformationTable事件信息表NITNetworkInformationTable网络信息表SDTServiceDescriptionTable业务描述表TDTTimeandDateTable时间/日期表BATBouquetAssociationTable业务群关联表RSTRunningStatusTable运行状态表TOTTimeOffsetTable时间偏移表uimsbfunsignedintegermostsignificantbitfirstbslbfbitstring,leftbitfirst12 基本概念1.1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。1.2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。1.3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。1.4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12 将这些节目组成一个业务群。1.1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。1.2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2.21.3PSI/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。12 PSI/SI表的结构1.1table、sub_table和sectionPSI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。1.2section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。12 1.1.1section_headersection_header的语法结构如表3.1所示。表3.1section_header语法结构SyntaxNo.ofbitsIdentifierRemarksection_header{table_id8uimsbfsection_syntax_indicator1bslbfreserved_future_use1bslbfreserved2bslbfsection_length12uimsbftable_id_extension16uimsbfIfsection_syntax_indicator=1……version_number5uimsbfIfsection_syntax_indicator=1current_next_indicator1bslbfIfsection_syntax_indicator=1section_number8uimsbfIfsection_syntax_indicator=1last_section_number8uimsbfIfsection_syntax_indicator=1……}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。1.1.2descriptor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。12 表3.2descriptor结构示意SyntaxNo.ofbitsIdentifierPSISI_descriptor(){descriptor_tag8uimsbfdescriptor_length8uimsbfdescriptor_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。1.1.1table_looptable_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12 1PSI/SI表1.1PMT（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SyntaxNo.ofbitsIdentifierprogram_map_section(){table_id8uimsbfsection_syntax_indicator1bslbfreserved_future_use1bslbfreserved2bslbfsection_length12uimsbfprogram_number16uimsbfreserved2bslbfversion_number5uimsbfcurrent_next_indicator1bslbfsection_number8uimsbflast_section_number8uimsbfreserved3bslbfPCR_PID13uimsbfreserved4bslbfprogram_info_length12uimsbffor(i=0;i