IRD對TS流的處理

高彤鼎

隨著需求的增長和技術的改進，專業接收機生產廠家開始注重對TS碼流的進一步處理，一臺IRD的功能隨之增強了許多，已不再局限于輸出TS流，可以一并完成解擾和復用等操作。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標準中，對ASI接口作了詳細的定義。如圖1所示，ASI接口引用了SSI（同步串行接口）的分層結構形式，將接口分為三層。ASI所要傳送的是進行了字節同步的符合MPEG/DVB標準的并行碼流，碼流的速率可以是任意的（最高可達45Mbps），但最終輸出的TS流則是串行的固定速率為270Mbps的碼流。所以字節同步的MPEG并行碼流處于整個接口體系的第二層（也是頂層）。

在接口體系的第一層（中間層），輸入的每字節8比特數據先變換成10個比特，在EN50083-9：1997標準的附錄C中規定了所用的變換碼書。比如將00001011（碼書中的編號為D11.0）變換為0101011011；將11011110（碼書中的編號為D30.6）變換為0111100110。由于輸入的MPEG分組數據速率各異，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行調整，所選用的同步字在變換碼書中也有規定，是特殊字符集中的K28.5，即“逗號”。經過碼速調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），進行雙相標記（Biphase mark）碼的信道編碼。進行這種編碼的目的有三點：一是減少了傳輸碼流中的直流分量，二是便于接收端恢復時鐘，三是消除了傳輸環節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行放大，以提高線路驅動的能力，再經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行了字節同步的符合MPEG/DVB標準的并行碼流。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接收的載波信號經QPSK解調，再經卷積譯碼、去交織、R-S譯碼和能量擴散解擾，輸出MPEG并行碼流。這一輸出碼流分成兩路，一路送入MPEG-2解碼器進行信源解碼，以獲得數字視頻信號，另一路就可經過ASI接口輸出TS流。

由圖2可以看出，不管MPEG并行碼流的內容是什么，均可通過ASI接口原封不動地輸出TS流。即使是一臺解碼標清電視節目的普通IRD，照樣可以輸出高清電視節目、非數字電視節目抑或是進行了加密授權的節目的TS流。

透明的和加擾的TS流的輸出

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

根據規定，TS傳輸包的包頭中設置了兩個加擾控制比特，如圖3所示。設這兩個比特為XY，則當XY=00時，表示該TS傳輸包沒有被加擾；當XY=01時，預留作其它用途；當XY=10時，表明是偶密鑰；當XY=11時，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。當識別出包頭中的加擾控制字XY≠00時，該TS包需經過解擾處理，從而獲得解擾的TS包；當識別出XY=00時，自然不需要進行解擾處理。未加擾的TS包和經過解擾的TS包重新復合起來，所形成的TS流就如同未經加擾的一樣。在IRD內部，經過解擾的TS流供后續的MPEG-2解碼器繼續進行解復用和信源解碼。

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。

以級聯方式進行的

多路TS流的復用

性能更好的IRD還能以級聯的方式對多路TS流進行復接。以這種工作模式，幾臺IRD級聯起來，就能起到一臺復用器的作用，從而以相對廉價的IRD取代較昂貴的復用器，經濟上比較劃算。

IRD實現TS流復接的工作過程如圖5所示。這里的IRD有一個ASI輸入口，用來輸入TS流。輸入的TS流可以來自另一臺IRD，也可以來自其它設備，如編碼器或復用器。輸入的TS流先還原成字節同步的MPEG并行碼流，還原的過程如下：輸入的TS流先經過串并變換，再進行位同步和字節對齊處理，然后經過10比特到8比特的數據變換，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據中提取出188或204字節的同步信號生成幀同步信號，同時生成并行碼流的時鐘和有效數據，得到字節同步的MPEG并行碼流。還原的MPEG并行碼流與IRD自己接收的字節同步的MPEG并行碼流經過復用之后，匯成新的TS流輸出。

復用過程中一個重要的步驟是PSI信息的過濾和重建。這是不難理解的，因為IRD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（比如某兩套節目的PID碼有可能是相同的），這樣會最終影響解碼電路的正常工作。所以有必要對PSI信息進行重建。通過對PSI信息的過濾還可去除TS流中某些不打算復用的節目，起到選擇節目的作用。

圖6所示的是多臺IRD級聯時的連接，最終輸出的是經過過濾選擇的多套節目復接后的TS流。這一TS流可直接進入數字有線或地面播出系統的信道調制器，省去了復用器卻實現了復用的功能。

當然，級聯的方式也有其缺點。從圖6中不難看出，當其中的某一臺IRD出現故障時，會導致播出的中斷，如果換上一臺新的IRD，則需要花些時間進行設置，而這會導致中斷時間的延長。因此，級聯的IRD不宜過多，以兩三臺為好，再多的話就不如使用復用器了。