ATSC和DVB数字电视系统的比较

作者：作者：魏薇 ，IBM中国工程技术服务部（E&TS）研发工程师

　　高级电视系统委员会（Advanced Television Systems Committee, ATSC）是为数字电视制定一系列标准的协会，ATSC数字电视标准包括高清晰数字电视、标准数字电视、数据广播、多声道环绕音频以及卫星数字广播标准。目前采用ATSC的国家有美国、加拿大和韩国。

　　2009年美国将全面停止模拟电视的播放，ATSC制数字电视的销量将会大幅度增长，因此，国内许多厂家纷纷瞄准了ATSC标准的数字电视产品的研发。由于我国大部分数字电视工程师都具有一定的DVB产品的开发经验，而DVB和ATSC的标准虽然在原理上相似，但实际的标准还是存在着很大的差异。

　　本文的主要目的是帮助DVB开发人员了解ATSC标准。本文并不涉及两种标准在物理层面（如调制解调）的差别，而主要讨论上层协议的区别，主要集中在如下四个方面：

音频压缩 服务信息系统 条件接收系统 数据广播

1 音频压缩

　　ATSC数字电视接收器必须具备Digital Audio Compression (AC-3)音频压缩算法的解码能力，算法的具体细节可以参考文献[2]。

　　AC-3算法与ISO/IEC 13818-3（参考文献[3]）相比，在多通道编码方面的表现比较出色。AC-3一共包含有5.1个声道：左前（L）、中央（C）、右前（R）、左环绕（Ls）、右环绕（Rs）和一个超重低音（LFE）。超重低音频宽是其它几个声道的1/10，因此称为5.1声道。通道的结合方式有1/0、1+1/0、2+1/0、3+1/0、2/1、3/1、2/2、3/2这8种，其中斜杠前表示前声道的个数，斜杠后表示后环绕声的个数，在8种组合中都可选择加设超低音通道。

　　对比DVB

　　DVB的音频压缩算法必须遵从ISO/IEC 13818-3[3]标准，因此ISO/IEC 13818-3模块对DVB的接收系统来说是必不可少的；相比之下，ATSC采用的是AC-3标准，因此，ISO/IEC 13818-3对于ATSC接收器来说是可选模块，而AC-3音频解码模块是不可缺少的。

　　虽然在DVB和ATSC系统中都可以把AC-3的音频流映射到MPEG的Multiplex上传输，但是在实现方式上还存在着一些差异。
　　表1列出了AC-3音频流在ATSC和DVB系统中的传输比较。其中registration descriptor仅仅存在于ATSC系统，因为在DVB系统中，AC-3 descriptor是公开的描述符，无需用registration descriptor来注册。

　　2 服务信息表

　　电子节目指南（EPG）是数字电视中非常重要的部分，它相当于传统报纸上的节目表。而电子节目指南则是基于TS流中的Service Information（SI）而构造的。

　　DVB和ATSC标准分别定义了各自不同的SI结构，采用不同的机制来产生EPG。本章后续部分将介绍ATSC的SI1系统，并将其与DVB进行对比。

　　● 层次结构

　　ATSC包含了层次化的表格来描述系统信息和节目指南数据（参考文献[4]）。其中，一个公用的基础PID（Base PID）是所有表格的入口，它被显示定义为0x1FFB，根据Base PID可以在地面广播系统和有线电视系统中定位如下表格。

System Time Table (STT)--包含同步所需的时间信息 Master Guide Table (MGT)--包含其它相关表格的大小，PID以及版本号 Rating Region Table (RRT)--包含不同地区和国家的节目等级信息 Virtual Channel Table (VCT)--包含节目导航和转换的虚拟频道表格 The optional Directed Channel Change Table (DCCT)--在特定时间特定环境下要求接受者转换到特定的虚拟频道上去 The optional Directed Channel Change Selection Code Table (DCCSCT)--基本种类列表和位置代码表的扩展

事件信息表（Event Information Table, EIT）也是SI系统的一部分，它们的PID定义在MGT之中。每一个EIT都按照VCT里面所定义的虚拟频道列出电视节目（事件）清单，并按照时间先后从EIT-0到EIT-127排序。ATSC标准规定，每一个EIT必须有3个小时的时间长度，而且所有EIT的开始时间都被限制在0:00（午夜），3:00，&nbs p; 6:00， 9:00，12:00（中午），15:00，18:00和21:00（所有的时间都是UTC制）。这样，EIT-0代表的就是当前3个小时内的所有电视节目，EIT-1代表的是接下来3个小时的信息，而每隔三个小时，原先的EIT-0就被废弃，之前的EIT-1将取代EIT-0的位置，依此类推。另外，ATSC还定义了可选的扩展文字表（Extended Text Table，ETT），ETT包含了有关EIT的相对比较长的文字描述，它们的PID也同样包含在MGT中。

　　图1描述了上述表格的层次结构。在一个数字电视TS流中，SI表格必须包含对当前TS流中所有的数字电视频道的描述，同时为了方便起见，还可能包括了相关的模拟频道信息以及其它TS流中的数字频道信息。对于地面广播系统，STT, TVCT（VCT的地面版本），MGT和前4个EIT都是强制要求的；对于有线电视系统，STT，CVCT（VCT的有线版本）或者TVCT，以及MGT都是必需的。