IRD對TS流的處理

高彤鼎

隨著需求的增長和技術(shù)的改進(jìn)，專業(yè)接收機(jī)生產(chǎn)廠家開始注重對TS碼流的進(jìn)一步處理，一臺(tái)IRD的功能隨之增強(qiáng)了許多，已不再局限于輸出TS流，可以一并完成解擾和復(fù)用等操作。本文將簡要地介紹一下IRD對TS流的一些處理。

ASI接口

輸出TS碼流是IRD的基本功能。在EN50083-9：1997標(biāo)準(zhǔn)中，對ASI接口作了詳細(xì)的定義。如圖1所示，ASI接口引用了SSI（同步串行接口）的分層結(jié)構(gòu)形式，將接口分為三層。ASI所要傳送的是進(jìn)行了字節(jié)同步的符合MPEG/DVB標(biāo)準(zhǔn)的并行碼流，碼流的速率可以是任意的（最高可達(dá)45Mbps），但最終輸出的TS流則是串行的固定速率為270Mbps的碼流。所以字節(jié)同步的MPEG并行碼流處于整個(gè)接口體系的第二層（也是頂層）。

在接口體系的第一層（中間層），輸入的每字節(jié)8比特?cái)?shù)據(jù)先變換成10個(gè)比特，在EN50083-9：1997標(biāo)準(zhǔn)的附錄C中規(guī)定了所用的變換碼書。比如將00001011（碼書中的編號(hào)為D11.0）變換為0101011011；將11011110（碼書中的編號(hào)為D30.6）變換為0111100110。由于輸入的MPEG分組數(shù)據(jù)速率各異，為了使最終的輸出速率為270Mbps，需要用填充同步字的辦法來進(jìn)行調(diào)整，所選用的同步字在變換碼書中也有規(guī)定，是特殊字符集中的K28.5，即“逗號(hào)”。經(jīng)過碼速調(diào)整后的并行碼流再變換為速率為270Mbps的串行碼流。

在接口體系的第0層（物理層），進(jìn)行雙相標(biāo)記（Biphase mark）碼的信道編碼。進(jìn)行這種編碼的目的有三點(diǎn)：一是減少了傳輸碼流中的直流分量，二是便于接收端恢復(fù)時(shí)鐘，三是消除了傳輸環(huán)節(jié)特別是接收端對相位的敏感性。信道編碼后的串行碼就是TS流，然后不要對串行碼流進(jìn)行放大，以提高線路驅(qū)動(dòng)的能力，再經(jīng)過阻抗適配和耦合適配后輸出。

從IRD中輸出TS流的過程

上面說過，ASI接口所要傳送的是進(jìn)行了字節(jié)同步的符合MPEG/DVB標(biāo)準(zhǔn)的并行碼流。在IRD中，MPEG并行碼流來自外碼譯碼器即R-S譯碼器的輸出端。如圖2所示，IRD接收的載波信號(hào)經(jīng)QPSK解調(diào)，再經(jīng)卷積譯碼、去交織、R-S譯碼和能量擴(kuò)散解擾，輸出MPEG并行碼流。這一輸出碼流分成兩路，一路送入MPEG-2解碼器進(jìn)行信源解碼，以獲得數(shù)字視頻信號(hào)，另一路就可經(jīng)過ASI接口輸出TS流。

由圖2可以看出，不管MPEG并行碼流的內(nèi)容是什么，均可通過ASI接口原封不動(dòng)地輸出TS流。即使是一臺(tái)解碼標(biāo)清電視節(jié)目的普通IRD，照樣可以輸出高清電視節(jié)目、非數(shù)字電視節(jié)目抑或是進(jìn)行了加密授權(quán)的節(jié)目的TS流。

透明的和加擾的TS流的輸出

數(shù)字衛(wèi)星電視節(jié)目分為開放接收和條件接收（加密授權(quán)）兩種情況。有條件接收實(shí)際上是對TS流進(jìn)行了某種形式的加擾?；赥S流的結(jié)構(gòu)和接收機(jī)的處理能力，加擾是對若干個(gè)字節(jié)（通用加擾算法中是8個(gè)字節(jié)）為一組進(jìn)行分組處理的。與之相應(yīng)的TS流就有三種情況：如果TS流中的節(jié)目都是開放的，則該TS流都未被加擾；如果TS流中的節(jié)目都是有條件接收的，則該TS流全被加擾（每個(gè)TS包的包頭及自適應(yīng)字段除外）；如果TS流中有一部分節(jié)目是有條件接收的，則對應(yīng)這部分節(jié)目的TS包是被加擾的。相對于全部加擾或部分加擾的TS流，對于未經(jīng)任何加擾的TS流，通常稱為透明的TS流（或稱清流）。

根據(jù)規(guī)定，TS傳輸包的包頭中設(shè)置了兩個(gè)加擾控制比特，如圖3所示。設(shè)這兩個(gè)比特為XY，則當(dāng)XY=00時(shí)，表示該TS傳輸包沒有被加擾；當(dāng)XY=01時(shí)，預(yù)留作其它用途；當(dāng)XY=10時(shí)，表明是偶密鑰；當(dāng)XY=11時(shí)，表明是奇密鑰。

在IRD中，對加擾的或部分加擾的TS傳輸包的解擾過程如圖4所示。當(dāng)識(shí)別出包頭中的加擾控制字XY≠00時(shí)，該TS包需經(jīng)過解擾處理，從而獲得解擾的TS包；當(dāng)識(shí)別出XY=00時(shí)，自然不需要進(jìn)行解擾處理。未加擾的TS包和經(jīng)過解擾的TS包重新復(fù)合起來，所形成的TS流就如同未經(jīng)加擾的一樣。在IRD內(nèi)部，經(jīng)過解擾的TS流供后續(xù)的MPEG-2解碼器繼續(xù)進(jìn)行解復(fù)用和信源解碼。

這樣一來，對于具備條件接收能力的IRD，用戶可以根據(jù)需要方便地選擇輸出所希望的TS流?？梢匀鐖D2所示，不管是加擾的、未加擾的或是部分加擾的節(jié)目，一概“全直通”地輸出。也可以如圖4所示，對TS流中加擾的部分，經(jīng)過解擾之后“透明”地輸出。這里“透明”的意思是指去除了加擾，相比之下，只要TS流被全部或部分加擾了就是“非透明”的。

以級(jí)聯(lián)方式進(jìn)行的

多路TS流的復(fù)用

性能更好的IRD還能以級(jí)聯(lián)的方式對多路TS流進(jìn)行復(fù)接。以這種工作模式，幾臺(tái)IRD級(jí)聯(lián)起來，就能起到一臺(tái)復(fù)用器的作用，從而以相對廉價(jià)的IRD取代較昂貴的復(fù)用器，經(jīng)濟(jì)上比較劃算。

IRD實(shí)現(xiàn)TS流復(fù)接的工作過程如圖5所示。這里的IRD有一個(gè)ASI輸入口，用來輸入TS流。輸入的TS流可以來自另一臺(tái)IRD，也可以來自其它設(shè)備，如編碼器或復(fù)用器。輸入的TS流先還原成字節(jié)同步的MPEG并行碼流，還原的過程如下：輸入的TS流先經(jīng)過串并變換，再進(jìn)行位同步和字節(jié)對齊處理，然后經(jīng)過10比特到8比特的數(shù)據(jù)變換，得到速率為27M的并行輸出碼流，再從27M并行碼流中刪除掉填充的K28.5特殊字符，最后從并行的有效數(shù)據(jù)中提取出188或204字節(jié)的同步信號(hào)生成幀同步信號(hào)，同時(shí)生成并行碼流的時(shí)鐘和有效數(shù)據(jù)，得到字節(jié)同步的MPEG并行碼流。還原的MPEG并行碼流與IRD自己接收的字節(jié)同步的MPEG并行碼流經(jīng)過復(fù)用之后，匯成新的TS流輸出。

復(fù)用過程中一個(gè)重要的步驟是PSI信息的過濾和重建。這是不難理解的，因?yàn)镮RD接收的TS傳輸包與輸入的TS傳輸包的有些PSI信息可能有沖突（比如某兩套節(jié)目的PID碼有可能是相同的），這樣會(huì)最終影響解碼電路的正常工作。所以有必要對PSI信息進(jìn)行重建。通過對PSI信息的過濾還可去除TS流中某些不打算復(fù)用的節(jié)目，起到選擇節(jié)目的作用。

圖6所示的是多臺(tái)IRD級(jí)聯(lián)時(shí)的連接，最終輸出的是經(jīng)過過濾選擇的多套節(jié)目復(fù)接后的TS流。這一TS流可直接進(jìn)入數(shù)字有線或地面播出系統(tǒng)的信道調(diào)制器，省去了復(fù)用器卻實(shí)現(xiàn)了復(fù)用的功能。

當(dāng)然，級(jí)聯(lián)的方式也有其缺點(diǎn)。從圖6中不難看出，當(dāng)其中的某一臺(tái)IRD出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致播出的中斷，如果換上一臺(tái)新的IRD，則需要花些時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，而這會(huì)導(dǎo)致中斷時(shí)間的延長。因此，級(jí)聯(lián)的IRD不宜過多，以兩三臺(tái)為好，再多的話就不如使用復(fù)用器了。