⑴ 分析DVB-C標准傳輸系統的信道編碼技術
國內外現有的大量有線數字電視傳輸終端設備,如QAM數據機、DVB-C機頂盒等,都是按照DVB-C標准設計的。這些設備的主要功能包括信道編解碼、QAM調制/解調以及MPEG復用/解復用等等。另一方面目前國內大多數光纖傳輸設備(SDH等)及電纜傳輸設備都提供了豐富的E1介面,在這類介面信道上主要進行點對點的單路基帶傳輸。然而目前支持E1介面的數字視頻終端設備,如MPEG-2編解碼器等,大都沒有整合信道編碼的功能。為了在這類傳輸設備上可靠地傳輸數字多媒體數據,需要在MPEG-2信源壓縮編解碼設備和E1介面之間加入具有一定抗誤碼能力的信道編解碼設備。這里的信道編解碼設備並不需要進行QAM調制和多路復用,因此針對這一應用背景,我們提出了一種基於DVB-C標准、簡單實用的信道編解碼器的設計方案。2設計與實現2.1系統原理圖1為信道編解碼器設計的原理框圖,信道編解碼器主要實現信道編解碼和E1介面適配兩大功能。在發端,信道編碼器對輸入的同步並行介面(SPI)信號進行碼速率調整,一方面提供信道編碼所需的數據幀結構,另一方面將碼速率調整為E1介面額定的2048Kbps。
經過信源編碼和系統復接後生成的節目傳送碼流，通常需要通過某種傳輸媒介才能到達用戶接收機。傳輸媒介可以是廣播電視系統（如地面電視廣播系統、衛星電視廣播系統或有線電視廣播系統），也可以是電信網路系統，或存儲媒介（如磁碟、光碟等），這些傳輸媒介統稱為傳輸信道。通常情況下，編碼碼流是不能或不適合直接通過傳輸信道進行傳輸的，必須經過某種處理，使之變成適合在規定信道中傳輸的形式。在通信原理上，這種處理稱為信道編碼（ChannelCoding）（與信源編碼相對應），實現信道編碼的系統稱為傳輸系統(Tran在工程應用中，信道編碼過程一般被分為兩環節：負責傳輸誤碼的檢測和校正的環節稱為信道編解碼，負責信號變換和頻帶搬移的環節稱為調制解調。一個實際的數字傳輸系統至少要包括上述兩個環節中的一個環節，一般DVB的系統都是由上述兩個環節構成的，因此DVB系統常被稱為DVB信道編解碼器與數據機。
我們知道，MPEG-2的TS碼流是經過了高倍壓後的數字電視信號壓縮編碼大大節省了傳輸頻道，提高了頻道利用率，但同時也付出了一個代價?就是對傳輸干擾變得十分敏感。例如傳輸過程中的雜訊干擾，在模擬電視中一般僅造成雪花干擾，但在數字電視中則可能在恢復圖像中造成大塊的失真，嚴重時甚至使整個系統無法工作。定性而論，壓縮倍數越高，數字電視對傳輸干擾的抵抗能力越弱，即同樣的傳輸干擾在解碼恢復圖像或聲音中造成的損傷就越嚴重，對傳輸可靠性的要求也就越高。美國「大聯盟（GA：GrandAlliance）」系統中規定，傳輸系統必須將傳輸誤碼糾正到10-6以下，解碼器才能正常工作；而歐洲DVB-S標准中則要求傳輸系統將傳輸誤碼糾正到10-10-10-11的水平。可以看出，上述指標對數字電視的傳輸系統的要求是相當高的，不僅遠高於模擬電視系統，甚至高於一般的數字通信系統，如數字電話傳輸系統中，誤碼率通常僅要求為10-3-10-6。為滿足這種指標要求，近年來各國在DVB的傳輸系統方面進行了大量的研究，很多數字通信領域里的前沿新技術被應用於DVB傳輸系統中。----與其它事物的發展歷程一樣，DVB傳輸統也經歷了一個從落後到先進，從模擬到數字的發展過程。DVB的發展實際上起源於高清晰度電視（HDTV的研究。日本NHK於七十年代初開始HDTV的研究，於1984年公布了世界上第一個HDTV統方案---MSE，由於在其研究過程中數字通信技還不十分成，MUSE的傳輸系統採用的是模擬通信技術，使用模擬調頻技術通過衛星進行廣播。其後，在西歐英，法，西德等多國共同參加的尤里卡95計劃，提出了以復用模擬分量（MAC）制為基礎的HDTV方案－D-MAC，HD-MAC的傳輸系統仍然採用了模擬通信技術，同樣使用了模擬調頻技術，通過衛星進行廣播。可以看出，八十年代中期以前，模擬通信技術在新一帶電視傳輸的研究中佔了上風。由於數字通信技術固有的「門限效應」，有可能使得相鄰的兩個用戶中的一個戶能夠很好地接收節目，而另一個則完全收不到節目。因此當時國際上對未來一代電視傳輸系統是採用數字通信技術還是模擬通信術爭論十分激烈，甚至不少專家權威都傾向於模擬通技術。----8年代中期以後，數字通信技術得到了迅猛發和日益廣泛的應用，在越來越多的應用領域取代了模擬通信技術。這一變化也深刻影響到DVB及HDTV傳輸系統的發展。突破性的進展發生在90年代初，由美國聯邦通信委員會（FCC）組建的先進電視顧問委員會（ACATS）對當時向ACATS提交的六套HDTV?在美國被稱為「先進電視（ATV）」系統進行了測試和比較。這六套系統中包括ACTV和日本的MUSE兩套模擬傳輸系統，以及DigiCipher、DSC-HDTV、ADTV和CC-DigiCipher四套數字傳輸系統。從1993年ACATS公布的測試結果來看，四套數字傳輸系統的性能均明顯優於模擬傳輸系統。這一測試結果結束了新一代數字電視及HDTV的傳輸系統中數字通信技術與模擬通信技術之爭，確立了數字通信技術的地位，從此，全數字系統?即數字壓縮編碼和數字傳輸的思想成為數字電視和HDTV研究的基本思想。----從那時起，全數字式的數字電視及HDTV得到了迅猛發展，各國紛紛提出了多種系統方案，並根據傳輸系統方案的不同逐漸以美國和歐洲為核心形成了兩大體制：
美國在1993年ACATS所測試的四套全數字ATV系統的基礎上，於1993年5月成立了由四套系統的開發者共同組成的「大聯盟（GA：GrandAlliance）」。經過進一步的測試比較，GA發現DSC-HDTV的VSB傳輸系統方案的性能優於其它三種系統。1995年11月，GA系統方案被ACATS正式提交給FCC，方案規定其傳輸系統以地面廣播為主要傳輸模式，採用8-VSB方案；以有線電視（CATV）為輔助傳輸模式，採用16-VSB方案。GA系統方案已於1996年12月被FCC接受為美國ATV的國家標准。
在歐洲，HD-MAC雖然在1992年的巴塞羅那奧運會上被試用，但到1993年時歐共體已決定放棄HD-MAC，而將目標轉向全數字式的數字電視和HDTV上。在這前後歐洲推出的方案主要有：英國NTL的SPECTRE數字電視系統、法國Thomson的DIAMONDHDTV系統、法國CCETT的SPERNEHDTV系統和瑞典、丹麥、挪威合作開發的HD-DIVISION系統，這些系統的一個突出特點是傳輸系統中採用了一種新型的並行傳輸技術?編碼正交頻分復用（COFDM）技術。由於HDTV節目源稀少，製作困難，難以形成市場，歐洲隨即將目標轉向了標准數字電視（DTV）上，並成立了專門的機構，發布了一系列標准，這就是DVB標准。實際上，對傳輸系統而言，DVB與HDTV是沒有區別的，因為傳輸系統所面臨的傳輸對象都是二元比特流，為HDTV所開發的傳輸系統和傳輸技術都可以移植到數字電視系統中。DVB是一個系列化的全數字電視標准，根據不同的傳輸媒介採用不同的傳輸系統，地面廣播模式中採用COFDM系統，CATV模式中64QAM系統，衛星廣播模式中採用QPSK系統。
綜上所述，DVB以及HDTV經過二十餘年的探索，目前各國在視頻音頻編碼方案上已統一於MPEG-2標准，分歧主要集中於傳輸系統上。根據所採用的傳輸系統方案，以美國GA系統和歐洲DVB系統為代表，形成了兩大流派。從目前的對比結果來看，這兩種系統在技術上難分優劣，並已發展成為各自國家或地區的數字電視及HDTV的標准。可以說，未來DVB及HDTV的體制是統一於一種世界標准，還是象現行模擬電視一樣多種體制並存，主要就取決於這兩種流派在傳輸系統方案上能否融合成一種系統。由於這一原因，使得傳輸系統成為當今世界DVB及HDTV領域分歧最大，爭論最多，也是最熱門的研究課題。DVB傳輸系統
DVB是一個系列標准，各標准在視頻音頻編碼方案和系統復接方案上是一致的，都符合MPEG-2標准，區別主要在於傳輸系統採用不同的方案，分別適用於不同的傳輸媒介和應用環境。截止到1997年已發布的DVB標准及適用的傳輸媒介如下：DVB-S(Satellite)：採用11/12GHz衛星頻段進行傳輸的DVB系統標准，廣泛適用於各種轉發器的頻帶和功放。DVB-C(Cable)：採用有線電視系統進行傳輸的DVB系統標准。DVB-T(Terrestrial)：採用地面廣播進行傳輸的DVB系統標准。DVB-CS：採用共用電視天線(SMATV)接入用戶的DBV系統標准，可與DVB-C或DVB-S聯合使用。DVB-MC：在DVB-C傳輸系統基礎上，採用10GHz以下頻率的MMDS直接向觀眾家庭傳送的DVB系統標准。DVB-MS：在DVB-S傳輸系統基礎上，採用10GHz以上頻率的MMDS直接向觀眾家庭傳送的DVB系統標准。DVB-SI：DVB服務信息系統標准，它使得DVB解碼器能夠進行自我配置，並幫助用戶瀏覽DVB環境。DVB-TXT：DVB固定格式的圖文電視標准。DVB-CI：DVB條件接收以及其它應用的公共介面標准。DVB-RCT：DVB在有線電視傳播系統中的上行回傳信道標准。DVB-RCC：DVB在共用電話交換網(PSTN)和綜合業務數字網(ISDN)中的上行回傳信道標准。DVB-NIP：DVB雙向交互業務中與具體傳輸網路無關的協議標准。DVB-PDH：DVB與准同步數字系列(PDH)網路的介面標准。DVB-SDH：DVB與同步數字系列(SDH)網路的介面標准。DVB-M：DVB系統的測試指標。DVB-PI：DVB與有線電視和SMATV前端的介面標准。DVB-IRDI：DVB綜合接收機/解碼器(IRD)的介面標准。
DVB系列標准中的傳輸系統可分為三類：第一類適用於廣播信道，如DVB-S、DVB-C、DVB-T、DVB-CS、DVB-MC、DVB-MS等，這一類系統要通過高頻信道進行廣播，因此其傳輸系統包含了信道編解碼和調制解調兩個環節；第二類適用於PDH電信網路，如DVB-PDH，這一類系統通過基帶傳輸，傳輸系統僅包含了信道編解碼環節；第三類適用於SDH電信網路，如DVB-SDH，這一類系統也是通過基帶傳輸的，但一般不需傳輸系統。數字通信與模擬通信
DVB傳輸系統是一個全數字的通信系統，它與傳統的模擬電視傳輸系統有著本質性的區別，在全面介紹DVB傳輸系統之前，我們首先簡要討論一下數字通信技術與模擬通信技術的關系。
通信中有兩個基本概念：信息和信號。根據資訊理論的定義，信號是信息的載體，也就是說，信息總是以某種具體的信號的形式表示的，並且通過信號在實際的傳輸系統中進行傳輸。具體到DVB系統中，信息就是電視台所要傳送給用戶的節目，而信號就是用於表示和傳輸節目的亮度信號、色度信號和伴音信號，以及進一步變換產生的實際傳輸的電視信號。信息與表示和承載它的信號之間存在著對應關系，這種關系稱為「映射」，接收端正是根據事先約定的映射關系從接收信號中提取發射端發送的信息的。信息與信號間的映射方式可以有很多種，不同的通信技術就在於它們所採用的映射方式不同。
在傳統的模擬通信中，信號是「連續地」與信息進行映射的。這種連續性表現在兩個方面：在時間上，信號在每一個時刻都承載著新的信息；在數值上，在系統設計規定的范圍內信號的每一種數值都代表著不同的信息。從接收者的角度看，接收信號在每一個時刻上的每一種數值都代表著發送端發送出來了新的信息。例如在模擬電視中，接收到的Y信號在正程時間內的每一時刻上的每一個合法幅值都代表著節目灰度級的變化。
在數字通信中，信號是「離散地」與信息進行映射的。這種離散性也表現在兩個方面：在時間上，信號是以一個基本周期T為單位與信息進行映射的，在同一個周期內的各時刻上的信號都對應同一個信息，例如在二元數字通信系統中，一個傳輸周期內的信號都代表著同一個「0」信息或「1」信息；在數值上，只有有限的幾個規定的信號數值是合法的，代表著信息，其它數值都是非法的。例如在二元數字系統中，只有兩種合法的信號數值，而在四元數字系統中，只有四種信號數值是合法的。
通信系統的目的是傳輸信息，衡量通信系統質量的最主要的指標有兩個：傳輸信息的可靠性和有效性。可靠性是指接收信息的准確度，而有效性是指在單位頻道內能夠傳輸的信息量的多少。對一個通信系統而言，這兩個指標是互為矛盾而又互相聯系的，在實際應用中常犧牲一項指標而換取另一項指標。下面我們就從可靠性和有效性方面說明為什麼數字通信優於模擬通信。
數字通信與模擬通信在映射方式上的差異，導致了它們在抵抗傳輸干擾的能力上大為不同。模擬通信中，傳輸信號在任何時刻由於傳輸干擾而發生的任何數值上的變化，都將導致所傳信息的失真，因為在規定范圍內的任何信號數值都是合法的，接受機無法分辨所接收到的信號數值是由於傳輸干擾而發生了變化，還是發送端本來發送的就是這一數值。也就是說，信號波形的每一點失真都會導致信息丟失。數字通信則不同，由於在一個傳輸周期內的信號所傳輸的都是同一信息，接收機只須提取其中一個時刻點上的信號就可知道發送端在這個周期內發出的信息，這一時刻點稱為采樣點。因此在數字通信中信號波型的失真並不一定會引起信息丟失，只有采樣點上的信號受到了傳輸干擾才有可能造成信息丟失，其它時刻都是無所謂的。采樣點上的信號只有幾個合法數值，即是發送端可能發送的，當接收信號由於傳輸過程中的干擾而發生數值上的變化時，就會成為非法數值。接收機首先可以發現這種信號失真，然後將接收信號與各合法信號數值做比較，按照最近臨的原則將其判決為與之最接近的合法信號數值。這樣當傳輸干擾不太大時，數字通信技術就有可能糾正信號失真而不發生信息丟失。例如在一個二元數字通信系統中，發送端發出「1」、「0」兩種信息，分別以幅度為+A和-A兩種方波信號表示和傳輸，映射關系為+A信號代表發送端發出的是「1」，-A信號表示發送端發出的是「0」。
其中T代表方波信號的傳輸周期，m和n代表采樣點。經過信道傳輸後，由於信道中的干擾和失真，使得接收信號的波形發生了變化。在采樣點m處，信號幅度由+A變為+B，在采樣點n處，信號幅度由-A變為-C。由於只有+A和-A是合法的信號幅值，接受機在采樣到+B和-C信號數值後就會判定傳輸信號發生了失真。然後接收機根據最近臨原則將+B和-C分別與+A、-A兩個合法數值進行比較，由於+B更接近於+A，接收機就判定采樣點m處發送端發出的信號實際上是+A；同樣由於-C更接近於-A，接收機判定采樣點n處發送端發出的信號實際上是-A。根據收發兩端約定的映射規則，信號+A對應於信息「1」，-A對應於「0」，接收機就可以知道發送端在上述兩個傳輸周期內實際發出的信息是「1」、「0」。可見，盡管傳輸信號受到了一定的干擾和失真，但並未造成信息的丟失。
上述例子只是從理論上定性地說明了數字通信技術對傳輸干擾具有較強的抵抗能力，實際的數字通信系統是遠較此過程復雜的。上述例子中我們假設傳輸干擾較小，因此最終沒有發生信息丟失。但在實際應用中，干擾常常是很嚴重的，這樣就有可能使得m采樣點的信號幅值經過信道傳輸後小於0，接收機按照最近臨原則將其判決為-A，並根據映射規則認為在此周期內發射端發送出的信息為「0」，最終造成了信息丟失。對於這種情況，數字通信系統中採用了糾錯編碼措施，進一步提高對傳輸干擾的抵抗能力。由於數字信號都可以用某種進制的數值表示，按照某種糾錯演算法對數字信號進行數值運算，接收機就可以在一定范圍內發現甚至糾正傳輸差錯。
由於傳輸信道的頻帶資源總是有限的，因此提高傳輸效率是通信系統所追求的最重要的指標之一。模擬通信基本上沒有辦法控制傳輸效率，只有單邊帶調幅（SSB）或殘留邊帶調幅（VSB）可以節省近一半的傳輸頻帶。數字通信中的調制技術遠遠多於模擬調制技術。在傳統的調幅、調相、調頻技術中，常用的數字調制技術有2ASK、4ASK、8ASK、BPSK、QPSK、8PSK、2FSK、4FSK等，頻帶利用率從1bit/s/Hz～3bit/s/Hz。更有將幅度與相位聯合調制的QAM技術，目前數字微波中廣泛使用的256QAM的頻帶利用率可達8bit/s/Hz，八倍於2ASK或BPSK。此外，還有可減小相位跳變的MSK等特殊的調制技術，為某些專門應用環境提供了強大的工具。近年來，四維調制等高維調制技術的研究也得到了迅速發展，並已應用於高速MODEM中，為進一步提高傳輸效率奠定了基礎。總之，數字通信所能夠達到的傳輸效率遠遠高於模擬通信，調制技術的種類也遠遠多於模擬通信，大大提高了用戶根據實際應用需要選擇系統配置的靈活性。
在數字通信系統中，定性而論，傳輸效率越高，傳輸可靠性越差；效率越低，可靠性越高，即提高有效性與提高可靠性是一對矛盾，實際通信系統設計的任務就是在這兩者之間作綜合考慮。例如在衛星通信中，由於信號衰減很嚴重，傳輸信號常淹沒在雜訊中，可靠性問題變得十分尖銳，因此採用了QPSK調制技術。QPSK具有很強的抵抗幅度干擾的能力，但傳輸效率比較低，僅為2bit/s/Hz。而在數字微波通信中，由於干擾較小，信道環境較好，因此採用了256QAM這種高效調制技術，傳輸效率高達8bit/s/Hz，但256QAM抗干擾的
無論針對哪種傳輸媒介，從節目復用器和傳送復用器中生成的都是標準的MPEG-2的TS碼流。當進行數字廣播時，根據傳輸媒介，選用相應的傳輸系統，通過糾錯編碼和調制，將TS碼流變換成射頻信號。
PDH網是現有的電信網的一種，是一種全數字的通信網。PDH網中傳輸速率被規定為有限的幾種，稱為PDH速率級別，只有符合速率級別的比特流才可以進入PDH網中傳輸。PDH的速率級別有兩種體制，分別為北美體制和歐洲體制，我國採用歐洲體制，共有四個級別，速率從低到高依此為2.048Mbps,8.448Mbps,34.368Mbps和139.264Mbps。PDH常被用於台與台之間交換節目，以數字微波為傳輸媒介。對DVB而言較常用的是8.448Mbps和34.368Mbps兩種級別，傳輸一路MPEG-2節目碼流可選用8.448Mbps級別，34.368Mbps級別可用於四路或更多路同時傳輸。對節目發送者和接收者而言，PDH網是一個基帶傳輸系統，即發送者將規定速率的節目碼流送入PDH網，接收者將接收到相同速率和格式的節目碼流，因此DVB-PDH傳輸系統中不需要數據機。由於數字微波系統在傳輸過程中會引入一定的誤碼，這些誤碼可能對編碼圖像或聲音產生損傷，因此DVB-PDH傳輸系統中需要信道編解碼器。
SDH是一種新型的數字通信網路，適用於長途骨幹傳輸網，傳輸高速信息。與PDH一樣，SDH也具有規定的速率級別，目前常用的級別為155.520Mbps和622.080Mbps兩種；但與PDH不同的是，SDH只有一種國際體制，為世界各國所接受。ATM是一種交換技術，特別適用於活動圖像之類的寬頻信息通信。SDH和ATM技術近年來發展十分迅速，兩者相結合，將在下一世紀成為台與台之間交換遠程交換節目的主要途徑。SDH以光纖為傳輸媒介，幾乎沒有傳輸干擾，因此DVB-SDH標准中沒有特殊的傳輸系統，只有SDH成幀介面或ATM適應層介面。
盡管DVB可適用於多種傳輸媒介，但廣播仍是DVB最主要的傳輸媒介，決大多數用戶將通過廣播信道接收DVB節目，因此DVB標準是以DVB-S、DVB-C、DVB-T和DVB-SC四個適用於廣播信道的標准為核心的。此外，由於廣播信道中的各種干擾與其它類型的信道中的干擾相比最為嚴重，適用於廣播信道的DVB傳輸系統技術最為復雜，結構也最為完善，將其做適當的簡化和修改，即可適用於其它類型的信道。為能全面介紹DVB傳輸系統的技術和結構，我們在下文中以廣播信道上的DVB傳輸系統為例進行討論。
摘抄點供您參考
⑵ UDP/TS碼流丟包問題解決思路
在有UDP傳輸視頻的業務，可以從以下角度去思考：
1 網路擁塞。這是很關鍵的原因，開發過程中由於涉及到不同庫/組件的協同開發，往往會把注意力集中到介面層面，而忽視了網路環境本身。視頻業務需要帶寬較寬，調試過程可以單獨組網以及使用千兆交換機。
2 recv-Q。recv-Q是度量socket接收緩沖擁塞情況的一個指標。可以使用netstat -anu 觀察socket介面緩沖的擁塞情況。
3 增加socket緩沖大小。可以修改 /proc/sys/net/core/rmem_default 和/proc/sys/net/core/rmem_max 調整內核默認分配給每個介面的緩沖大小。亦可在調用socket介面時設置緩沖大小，須知用戶設置的緩沖大小不應該比rmem_max大。
4 優化業務流程。UDP接收業務中，若數據處理的速度小於數據接收的速度，則可能造成socket介面緩沖堆積。緩沖滿了，便會丟包。若下游的業務速度無法優化，則可以非同步接收和處理流程，通常是在接收和處理流程之間增加一個緩存。
5 TS流分析工具。可以通過wireshark將需要分析的TS碼流過濾出來，右鍵Follow選UDP，show and save data as raw，把TS碼流保存下來，可以在VLC上播放。可以把TS碼流 文件拖到Elecard StreamAnalyzer 工具，點擊Report按鈕，即可分析TS碼流丟包情況。