搜索
MPEG-2TS分析与卫星系统射频测试方法《卫星与网络》杂志文/刘长占广播电视规划院1卫星数字电视系统测试卫星数字电视上行系统主要由编码器、复用器、调制器、上变频器、高功放、发射天线和伺服控制系统构成。根据需要发送节目的数量分类分为SCPC和MCPC两种方式，省市节目多以SCPC方式为主，TS码流为6.11Mbit/s，视频码率为5Mbit/s左右，音频码率为一路立体声256kbit/s，多数省台使用剩余的音频通道传送广播节目。MCPC方式可以采用统计复用技术，动态分配每个节目的码率，能使有限的带宽资源得到更加合理的利用。卫星数字电视系统的测试可以分为3个部分：系统音视频技术指标、码流分析和系统射频技术指标。其中，系统音视频技术指标与传统电视通道的指标区别不大，其测试项目和方法亦与模拟电视测试相同。本文主要介绍卫星数字电视系统射频指标测试、编解码与复用部分的传输流分析和传输流技术指标的测试。2卫星数字电视系统的MPEG-2TS码流分析卫星数字电视编码器和复用器的输出均为传输流(TS)；而整个卫星数字电视系统的图像质量取决于编码器和复用器的技术指标。编码器和复用器可以从如下几个方面：码流分析、数字接口技术指标、系统模拟音视频指标、功能和兼容性进行测试。其中数字接口技术指标、系统模拟音视频指标、功能和兼容性进行测试为硬件测试，在以前编解码器的相关测试文章中有过比较详细的描述，本文重点根据GB/T17975.1-2000《信息技术运动图像及其伴音信息的通用编码第1部分:系统》和GY/T215-2005《标准清晰度数字电视编码器、解码器技术要求和测量方法》的内容介绍码流分析与测试。2.1码流分析码流分析依据的标准为GB/T17975.1-2000《信息技术运动图像及其伴音信息的通用编码第1部分:系统》、GY/Z174-2001《数字电视广播业务信息规范》和GY/T215-2005《标准清晰度数字电视编码器、解码器技术要求和测量方法》。码流分析主要依靠码流分析仪来完成，对TS同步头、PSI、PCR和PTS等信息进行分析。对于MPEG-2编码复用系统，必须具有如下3个表：PAT、PMT、CAT。对于DVB编码复用系统，除具备MPEG-2编码系统所具有的PAT、PMT、CAT3个表外，还至少具备如下4个表：NIT、SDT、TDT；其它的表如BAT、RST、TOT等，可以任选。2.1.1传输流分组层中各字段的技术要求传输流分组层中各字段的赋值应符合GB/T17975.1-2000中2.4.3.3的规定。sync_byte：8位字段，值为0x47。为TS同步字段。transport_error_indicator：1位字段。“0”表示传输流没有错误；“1”表示传输流中至少有一个不可纠正的位差错。用来标记TS中的传输错误。payload_unit_start_indicator：1位字段。在传输流分组的有效负载数据包含PES分组数据时，“1”表示传输流分组的有效负载数据以PES分组的首字节开始；“0”表示传输流分组不以PES分组开始。在传输流分组的有效负载数据包含PES分组数据时，“1”表示传输流分组携带有PSI段的第一个字节，在传输流分组的有效负载数据的首字节带有point_field；“0”表示传输流分组的有效负载数据的首字节无point_field。对于空的分组，值为“0”。transport_priority：1位字段，值由用户定义。PID：13位字段，值的分配应符合GB/T17975.1-2000中表2-3的规定。其赋值情况如下：0´0000赋予PAT，0´0001赋予CAT，0´0002～0´000F保留使用，0´0010～0´1FFE用于network_PID、Program_map_PID等参数，0´1FFF用于空的分组。transport_scrambling_control：2位字段，值为00。adaptation_field_control：2位字段，值的分配应符合GB/T17975.1-2000中表2-5。其赋值情况如下：00表示ISO/IEC保留将来使用；01表示没有适应字段，仅有有效负载；10表示仅有适应字段，没有有效负载；11表示具有有效负载的适应字段。continuity_counter：4位字段。该字段的数值随着每个具有相同PID值的传输流分组而递增，达到“1111”后，自动回零。当分组的adaption_field_control字段为“00”或“10”时，该字段不递增。2.1.2PAT中各字段的赋值PAT中各字段的赋值应符合GB/T17975.1-2000中2.4.4.5的规定。table_id：8位字段，值为0´00。section_syntax_indicator：1位字段，值为1。'0'：1位字段，值为0。reserved：2位字段。保留使用。section_length：12位字段，前两个比特设置00，赋值范围为9~1021。transport_stream_id：16位字段，值由用户定义。reserved：2位字段。保留使用。version_number：5位字段。节目相关表发生变化，该字段将递增1，并对32取模。当current_next_indicator为“1”时，该数值代表当前适用的节目相关表的版本号；当current_next_indicator为“0”时，该数值代表下一个适用的节目相关表的版本号。current_next_indicator：1位字段。“1”表示传送的节目相关表是当前的，“0”表示传送的节目相关表当前不适用，它是下一个生效的表。section_number：8位字段。节目相关表中第一个段的section_number为0´00，节目相关表每增加一个段，该数值递增1。last_section_number：8位字段。表示节目相关表中最后一段的号码。program_number：16位字段，值由用户定义。networkPID：13位字段，仅与值为0´0000的program_number一起使用，值的分配应符合GB/T17975.1-2000中表2-3的规定。赋值范围：0´0010～0´1FFE。reserved：3位字段。保留使用。program_map_PID：13位字段，值的分配应符合GB/T17975.1-2000中表2-3的规定。赋值范围：0´0010～0´1FFE。2.1.3PMT中各字段的赋值PMT中各字段的赋值应符合GB/T17975.1-2000中2.4.4.9的规定。table_id：8位字段，值为0´02。section_syntax_indicator：1位字段，值为1。“0”：1位字段，值为0。reserved：2位字段。保留使用。section_length：12位字段，前两个比特设置00，赋值范围为9~1021。program_number：16位字段，值由用户定义。reserved：2位字段。保留使用。version_number：5位字段。节目映射段发生变化，该字段将递增1，并对32取模。当current_next_indicator为“1”时，该数值代表当前适用的节目映射段的版本号；当current_next_indicator为“0”时，该数值代表下一个适用的节目映射段的版本号。current_next_indicator：1位字段。“1”表示传送的节目映射段是当前的，“0”表示传送的节目映射段当前不适用，它是下一个生效的段。section_number：8位字段。值为0´00。last_section_number：8位字段。值为0´00。reserved：3位字段。保留使用。PCR_PID：13位字段，值为0´0000，或0´0001，或0´0010～0´1FFE，或0´1FFF。reserved：4位字段。保留使用。program_info_length：12位字段，前两个比特设置00。其余的10位规定了紧跟在该字段之后的描述符的字节数。stream_type：8位字段，赋值应符合GB/T17975.1-2000中表2-29的规定，不应包含0x00,0x0A-0x7F。其赋值情况如表1所示。表1赋值情况序号stream_type赋值流类型10x00ITU-T|ISO/IECReserved20x01ISO/IEC11172Video30x02ITU-TRec.H.262|ISO/IEC13818-2VideoorISO/IEC11172-2constrainedparametervideostream40x03ISO/IEC11172Audio50x04ISO/IEC13818-3Audio60x05ITU-TRec.H.222.0|ISO/IEC13818-1private_sections70x06ITU-TRec.H.222.0|ISO/IEC13818-1PESpacketscontainingprivatedata80x07ISO/IEC13522MHEG90x08ITU-TRec.H.222.0|ISO/IEC13818-1AnnexADSMCC100x09ITU-TRec.H.222.1110x0AISO/IEC13818-6typeA120x0BISO/IEC13818-6typeB130x0CISO/IEC13818-6typeC140x0DISO/IEC13818-6typeD150x0EISO/IEC13818-1auxiliary160x0F-0x7FITU-TRec.H.222.0|ISO/IEC13818-1Reserved170x80-0xFFUserPrivatereserved：3位字段。保留使用。elementary_PID：13位字段，值由用户定义，但赋值不应包含0x0000～0x000F、0x1FFF。reserved：4位字段。保留使用。ES_info_length：12位字段，前两个比特设置00。其余的10位规定了紧跟在该字段之后相关节目元素的描述符的字节数。2.2PCR、PTS间隔、表重复间隔技术要求和测试方法PCR、表重复间隔、PTS间隔技术要求是根据国标GB/T17975.1-2000和DVB系统的要求提出的，是保证卫星数字电视接收机能够正确解码的基本要求。技术要求如表2所示。表2PCR、PTS间隔、表重复间隔技术要求序号项目技术指标1PCR抖动-500～500ns2PCR间距0～40ms3PTS/PCR延时-500～1000ms4PTS间距0～700ms5PAT£500ms6PMT£500ms7NIT£10000ms8SDT£2000ms9TDT£30000ms测试方法：使用码流分析仪对编码器或复用器输出TS进行实时分析，记录一段时间的码流分析结果，在根据技术要求中项目分析码流分析仪的测试数据，取数据中最大偏移值。3卫星数字电视系统射频指标的测试卫星数字电视系统射频设备的技术指标测试比较复杂，很多测试项目要求测试条件比较苛刻，必须在专业的实验室才能完成测试工作。作为系统验收测试或日常维护测试，所测指标只要能反映设备的性能和工作状态就可以了。由于很多指标与卫星数字电视系统的参数相关，具体的技术指标要求需根据实际播出系统特性和参数提出。下面列出了卫星数字电视系统射频部分常用的测试项目。(1)发射频率偏差和稳定度；(2)带内平坦度；(3)输出频谱；(4)杂散输出；(5)相位噪声；(6)三阶互调；(7)幅频特性；(8)增益变化；(9)上变频器1dB压缩点；(10)群时延；(11)AM/PM变换系数；(12)噪声系数。3.1频率偏差和稳定度定义：频率偏差是指调制器载波输出频率与标称频率的的差值；频率稳定度是指在一定周期内，调制器载波输出频率变化的最大差值与标称载波频率的比值。测试方法：把调制器设置为无调制的单载波信号状态，将高功放的耦合输出送入频率计，读取的频率值与标称频率之差为频率偏差；记录24h