试论有线数字电视信号的特征、测试及诊断

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试论有线数字电视信号的特征、测试及诊断

摘 要:主要分析数字电视的信号在结构特性方面的表现,同时将有线的数字电视在信号构成方面作为研究的特例,做了系统的实验与研究,这将推动维护系统、诊断以及排除故障等方面的工作的进展。

关键词:数字电视信号; 特征; 测试

1 码流特性
同原始模拟的电视想比较而言,数字电视信号在进行传输的过程中是通过很多路时基的业务或者节目在进行复用之后然后进行合并,最终可以做一路传输流(TS 流)。所谓的MPEG节目, 指的是时间基准以及节目号相一致并且集合在一起, 但是有的时候会有一个或者以上的节目号在同一时间基准的码流中。将有线数字电视在进行信号传输作为例子,通常而言,因为SDH是45 Mbit/s的传输通道,在接收端通过本地调制QAM调制器用64QAM方法来实现调制,这就会实现传输在实际使用的带宽大概在38 Mbit/s左右。通常来讲,码流为每秒38 Mbit以下,带宽中约有15%进行传输PSI/SI 信息、条件接收(CA)信息( ECM/EMM)和空包等一系列辅助方面的传输信息,大概有85%传输4~7套等于DVD质量中的标准的电视业务,它们将在某个高频的频点上按照64QAM的方式被调节,其中的重要性源于当前压缩编码的高超技术,通过进行一系列的实验,证明了一套音视频信号带宽通过压缩,其带宽会在2.5~4.7Kbit/s。
  为了使得接收端方便进行筛选以及解调,在一路复合流的TS流形成以前,所有节目设有其相应的PID识别号,要求其音频、视频以及辅助数据等相关配件的识别号都应该明确,接着在PMT表内都要得到映射,所有的业务以及节目都应该配备相应的PMT-PID号,然后把所有的PMT- PID在一个PID是0的PAT表内进行映射,送入到复用器内同其余的信息进行复用以后在某个已经规定的频点上进行调制然后再进行放大传输。因为一个网络内有很多相间8MHz的大大小小的频点,这样各个频点在传输流方面都会有相应的TSID号。业务、节目以及PSI/SI等频点不同的情况下的PID号能够一致,然而若将时间不同的情况下复用的节目所出现的一致的PCR- PID以及Video-PID,TDT/TOT,S DT/BAT之外,频点虽然一致,PID号却不一致。所以说,TS流本网络所进行的反映必须全面,这样,其“网络参数”中反映的NIT网络信息表才会完整。
很明显,在同一网络上将会有很多TS流的存在,如果TS流无引导相关的信息,那么在数字电视终端的设备上就不会查找到其所需的码流。因此,MPEG-2内特意将指定的PSI节目信息进行制定,旨在使得设置自动化与引导解码器解码其目前的传输流,而且在TS流内将所需的码流得以体现。PSI只是阐述单一的码流,然而一般情况下,会有很多码流存在于系统中,为在TS流内使得接收者快速查找其需要的节目,以PSI为基础扩充了DVB,也就是基于PAT,PMT,CAT三个表上增加多个表,比如SIT、EIT、NIT、TDT、ST、BAT、SDT、TOT、RST等,这样SI业务信息就形成了,此业务信息主要针对全体系统也就是全部网络的每个码流进行描述,对系统传输的主要情况、编排广播数据流以及其时间表等一系列数据进行描述,主要是PSI 信息, 然而一定要进行传输的有当下的日期以及时间表(NIT, EIT ,SDT 与TDT)。只有将PSI/SI进行解析才会实现数字电视一些功能。SDT以及EIT是影响观众选择其喜欢的收视节目的最主要的表,是由于它们主要构成了其节目的指南,具体包括:1)在现实网络内,所有的传输流中,其对应描述目前流的SDT-actual只有一个,但其他流的SDT-other描述具有很多,SDT中Service- descriptor(业务描述符)是最关键的一个。2)在现实网络内,应该进行接收以及处理的事件信息表有以下4种:对现行流中的前/后续事件进行描述的EIT-p/factual事件信息表,对其他流内现行前/后续事件进行描述的EITp/f-other事件信息表,对现行流内发生事件的时间进行描述的EIT-schedule-actual事件信息表,对其他流内所发生的事件的时间进行描述的EIT-schedule-other事件信息表。
组成PSI/SI信息当中,在对很多频点进行一系列的传输流实验中得出,EIT- schedule-other主要占据了带宽,其次为EIT-p/f-other,接着依次排序为EIT-schedule- actual,EIT-p/f-actual,SDT-other,NIT以及SDT- actual,这与实际需求十分相吻合。而且,当下传输流全部的EIT子表中涵盖着同一个可以对一个传输系统内不一样的transport- stream-id复用码流传输流识别符进行区别,同时将识别original-network- id原始传输系统的网络识别符进行识别。
2 搜索节目优势
根据上述情况可以看出,PSI教会从一个带有很多节目的TS流顺利将制定的任务找出,在接收机要对一个制定的任务进行接收的时候,它最初应该做的就是在PAT节目关联表内获得此节目中PMT节目映射表,在PMT内取得组成此任务的基本码流的PID,然后按照PID对应音频、视频以及数据而过滤出来的一些基本码流,通过解码而复原成原始信号,并且将剩余PID传送包删除。在现在STB机顶盒的接收中,有3种形式来进行节目的搜索:1)手动搜索———将已知一频点的值进行输入,通过确认键就能马上将该频点上全部的电视广播任务列表(数)以及其名称搜索出来;若没有正确的输入不会实现理想的搜索工作,它就是通过此频点上PAT中PMT出现节目列表以及SDT-actual获取节目名称。然而有些STB没有对此搜索功能进行设置,比如“中视联”等。2)全频段搜索———STB根据规范的电视频道列表与其间隔,在所有频点上将“手动搜索”结果得以完成。3)较快搜索———在STB搜索默认频点上的中心频率与调制方式以及SDT- actual/other 表中,取得任务列表,当正式收看的时候才在其频点上对PAT进行搜索, PMT取得相应的任务参数而且即可就会有收看的信号出现。很明显这是一种十分快捷的搜索方式,在有些STB中默认为自动搜索。
  在STB设置不一样的情况下,其“快速搜索”以及“全频段搜索”中具有其各自的起始频率,并且每个搜索算法方面的情况也有所不同,其搜索方式一致,却有着不一致的搜索时间,有的还具有很大的差异性。如“华为”有线STB-C中“全频段搜索”要明显快于“中视联”下“全频段搜索”,时间大于1min。在STB为同一个的时候,其全频段中在最大化的搜索范围中进行搜索,这样对比来说是很慢的,STB在默认的情况下为快速搜索法。同时,利用STB对节目名称进行搜索,若节目就没有进行加密,就能够直接进行播放,反之则不能。
3 码流实验以及故障 诊断
3.1 码流实验以及研究
当下,各省广播电视网络总公司在其所控制的各个地区都有权管理其有线数字电视节目,惠州市拥有有线数字电视的用户,也是通过市公司连接省网络信号的。笔者在物理系实验室中通过北京泽华源公司所发明的Scivo SPA-11P码流分析仪,先搜索有线网络中包括数字电视业务的频点,其频点的数量总共为24个,有227/235/243/251/259/267/275/283/291/299/315/339/323/331/347/443/355/427/363/379/387/395/371/403/411MHz,64QAM为其调制,其符号率都是6875千符号/秒 (KS/s),有127套数字电视节目,有10个数字音频广播。在这之中,序号1的频点是227MHz,是“广播电视网络公司”自身的5套数字电视节目;序号18频点是307MHz,其中为电视节目6路(通过STB没有搜索到的,码流分析仪能够将其检测分析到)。现在以第2序号即频点为235MHz测试为例,测试的基本分析窗口界面如图1 所示。

图所示测量结果,235MHZ频点测试时TSID为0X11,码率为38.02Mbit/s,7套数字节目数据为82.5%,PSI/SI占5.9%,CA信息为3.6%,空包为7%。
3.2 报警机制以及实验
上述系统的分析MPEG- 2TS流特性后,检测其参数,一般由“DVB 系统测试指导”文件ETR290(在进行测试的时候不靠商用解码器与芯片,用的是MPEG-2TS系统目标解码器中标准的解码程序)。现在实际所利用的MPEG-2TS流参数的监测以及特性分析的主要依据为对ETR290的修订版本也就是TR101-290,其测试的指标是TS流语法分析、PSI/SI信息分析、3级错误检测、PCR 分析与缓冲区分析等。通常在检测TS流的时候使用的都是价格比较高昂的码流分析仪。通常情况下,比较普遍的方法就是TR101-290下3级错误分析:第一级是对几个参数可准确无误的进行解码;第二级为在同步之后可连续工作必须的;第三级是对应用中的几个参数产生依靠的。同时,在监测的时候能够将PID的变化情况进行设定。通过3级错误进行检测,可以对系统中所出现的故障情况进行分析。TR101-290的3级错误分析是最常见的测试错误手段。图2所示为315MHz上的3级错误报警测试。


参考文献
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[2] 吴晓. 浅析数字电视接收机电磁兼容标准. 电视技术,2005(4):56-57.
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