一 从TS流开始
数字电视机顶盒接收到的是一段段的码流，我们称之为TS（Transport Stream，传输流），每个TS流都携带一些信息，如Video、Audio以及我们需要学习的PAT、PMT等信息。因此，我们首先需要了解TS流是什么，以及TS流是怎样形成、有着怎样的结构。
（一） TS流、PS流、PES流和ES流都是什么？
ES流（Elementary Stream）：基本码流，不分段的音频、视频或其他信息的连续码流。
PES流：把基本流ES分割成段，并加上相应头文件打包成形的打包基本码流。
PS流（Program Stream）：节目流，将具有共同时间基准的一个或多个PES组合（复合）而成的单一数据流（用于播放或编辑系统，如m2p）。
TS流（Transport Stream）：传输流，将具有共同时间基准或独立时间基准的一个或多个PES组合（复合）而成的单一数据流（用于数据传输）。
*NOTE:TS流和PS流的区别：TS流的包结构是长度是固定的；PS流的包结构是可变长度的。这导致了TS流的抵抗传输误码的能力强于PS流（TS码流由于采用了固定长度的包结构，当传输误码破坏了某一TS包的同步信息时，接收机可在固定的位置检测它后面包中的同步信息，从而恢复同步，避免了信息丢失。而PS包由于长度是变化的，一旦某一 PS包的同步信息丢失，接收机无法确定下一包的同步位置，就会造成失步，导致严重的信息丢失。因此，在信道环境较为恶劣，传输误码较高时，一般采用TS码流；而在信道环境较好，传输误码较低时，一般采用PS码流。）
由于TS码流具有较强的抵抗传输误码的能力，因此目前在传输媒体中进行传输的MPEG-2码流基本上都采用了TS码流的包格。
（二） TS流是如何产生的？
从上图可以看出，视频ES和音频ES通过打包器和共同或独立的系统时间基准形成一个个PES，通过TS复用器复用形成的传输流。注意这里的TS流是位流格式（分析Packet的时候会解释），也即是说TS流是可以按位读取的。
（三） TS流的格式是怎样的？
TS流是基于Packet的位流格式，每个包是188个字节（或204个字节，在188个字节后加上了16字节的CRC校验数据，其他格式一样）。整个TS流组成形式如下：
Packet Header（包头）信息说明 | |||
1 | sync_byte | 8bits | 同步字节 |
2 | transport_error_indicator | 1bit | 错误指示信息（1：该包至少有1bits传输错误） |
3 | payload_unit_start_indicator | 1bit | 负载单元开始标志（packet不满188字节时需填充） |
4 | transport_priority | 1bit | 传输优先级标志（1：优先级高） |
5 | PID | 13bits | Packet ID号码，唯一的号码对应不同的包 |
6 | transport_scrambling_control | 2bits | 加密标志（00：未加密；其他表示已加密） |
7 | adaptation_field_control | 2bits | 附加区域控制 |
8 | continuity_counter | 4bits | 包递增计数器 |
PID是TS流中唯一识别标志，Packet Data是什么内容就是由PID决定的。如果一个TS流中的一个Packet的Packet Header中的PID是0x0000，那么这个Packet的Packet Data就是DVB的PAT表而非其他类型数据（如Video、Audio或其他业务信息）。下表给出了一些表的PID值，这些值是固定的，不允许用于更改。
表 | PID 值 |
PAT | 0x0000 |
CAT | 0x0001 |
TSDT | 0x0002 |
EIT,ST | 0x0012 |
RST,ST | 0x0013 |
TDT,TOT,ST | 0x0014 |
下面以一个TS流的其中一个Packet中的Packet Header为例进行说明：
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | … | |
Packet（十六进制） | 4 | 7 | 0 | 7 | e | 5 | 1 | 2 | … | ||||||||||||||||||||||||
Packet（二进制） | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | … |
Packet Header 信息 | 1 sync_byte=0x47 | 2 | 3 | 4 | 5 PID=0x07e5 | 6 | 7 | 8 | … |
TS流的基本内容就是这些了。
回顾一下，TS流是一种位流（当然就是数字的），它是由ES流分割成PES后复用而成的；它经过网络传输被机顶盒接收到；数字电视机顶盒接收到TS流后将解析TS流。
TS流是由一个个Packet（包）构成的，每个包都是由Packet Header（包头）和Packet Data（包数据）组成的。其中Packet Header指示了该Packet是什么属性的，并给出了该Packet Data的数据的唯一网络标识符PID。
到这里，我们对TS流已经有了一定的了解，下面将从TS流转向PAT表和PMT表的学习。
二 从TS流到PAT、PMT
说完了TS流的基本概念，就该开始对TS流进行更深入的研究了。首先需要想一想：TS流的本质是什么？它的确是一段码流，并且是一段由数据包（Packet）组成的码流。那么这些数据包究竟是怎样的呢？它和我们收看的电视节目之间又有什么区别？这些都是这部分需要了解的内容。
在上一节中，我们可以看到PID这个被标红的字段频繁地出现。PID是当前TS流的Packet区别于其他Packet类型的唯一识别符，通过读取每个包的Packet Header，我们可以知道这个Packet的数据属于何种类型。上一节列出了几项固定的PID值，它们用于识别存储了特殊信息的Packet。下面要谈的PAT表的PID值就是固定的0x0000。
（一） PAT表（Program Association Table，节目关联表）
由于下面的内容比较繁杂，这里先给出一个大纲，方便查阅：
1. PAT表的描述（表格+分析）
2. PAT表的定义（代码+分析）
3. PAT表的结构（代码+分析）
4. PAT表的解析（代码+分析）
5. 通过一段TS流中一个Packet分析PAT表（表格+分析）
下面，开始正式的分析！
1. PAT表的描述（表格+分析）
PAT表定义了当前TS流中所有的节目，其PID为0x0000，它是PSI的根节点，要查寻找节目必须从PAT表开始查找。
PAT表携带以下信息:
TS流ID | transport_stream_id | 该ID标志唯一的流ID |
节目频道号 | program_number | 该号码标志ＴＳ流中的一个频道，该频道可以包含很多的节目(即可以包含多个Video PID和Audio PID) |
PMT的PID | program_map_PID | 表示本频道使用哪个PID做为PMT的PID,因为可以有很多的频道,因此DVB规定PMT的PID可以由用户自己定义 |
2. PAT表的定义（代码+分析）
PAT表主要包含频道号码和每一个频道对应的PMT的PID号码,这些信息我们在处理PAT表格的时候会保存起来，以后会使用到这些数据。下面将PAT表的定义给出：
3. PAT表的结构（代码+分析）
再将PAT表的结构体给出：
4. PAT表的解析（代码+分析）
接下来给出的是PAT表的解析代码：
从for()开始，就是描述了当前流中的频道数目(N)，每一个频道对应的PMT PID是什么。解复用程序需要接收所有的频道号码和对应的PMT 的PID，并把这些信息在缓冲区中保存起来。在后部的处理中需要使用到PMT的 PID。
5. 通过一段TS流中一个Packet分析PAT表（表格+分析）
这里我们分析一段TS流其中一个Packet的Packet Data部分：
首先给出一个数据包，其数据如下：
Packet Header | Packet Data |
0x47 0x40 0x00 0x10 | 0000 b0 11 00 01 c1 00 00 00 00 e0 1f 00 01 e1 00 24 ac48 84 ff ff…… ff ff |
分析Packet Header如下表所示：
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | … | |
Packet（十六进制） | 4 | 7 | 4 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | … | ||||||||||||||||||||||||
Packet（二进制） | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | … |
Packet Header Bits | 1 sync_byte=0x47 | 2 | 3 | 4 | 5 PID=0x0000 | 6 | 7 | 8 | … |
根据包头数据格式，我们可以知晓整个数据包的属性，列表如下：
sync_byte | 0x47 | 固定同步字节 |
transport_error_indicator | “0” | 没有传输错误 |
payload_unit_start_indicator | “1” | 在前4个字节后会有一个调整字节。所以实际数据应该为去除第一个字节后的数据。即上面数据中红色部分不属于有效数据包。 |
transport_priority | “0” | 传输优先级低 |
PID | 0x0000 | PID=0x0000说明数据包是PAT表信息 |
transport_scrambling_control | “00” | 未加密 |
adaptation_field_control | “01” | 附加区域控制 |
continuity_counte | “0000” | 包递增计数器 |
如上表所示，我们可以知道，首先Packet的Packet Data是PAT信息表，因为其PID为0x0000，并且在包头后需要除去一个字节才是有效数据（payload_unit_start_indicator="1"）。这样，Packet Data就应该是“00 b0 11 00 01 c1 00 00 00 00 e0 1f 00 01 e1 00 24 ac48 84 ff ff …… ff ff”。
Packet Data分析 | |||||||||||||||||||||
第n个字节 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | … |
Packet Data(除去开头的0x00) | 00 | b0 | 11 | 00 | 01 | c1 | 00 | 00 | 00 | 00 | e0 | 1f | 00 | 01 | e1 | 00 | 24 | ac | 48 | 84 | … |
字段名 | 位 | 具体值 | 次序 | 说明 | |||||||||||||||||
table_id | 8 | 0000 | 第1个字节 0000 0000B(0x00) | PAT的table_id只能是0x00 | |||||||||||||||||
section_syntax_indicator | 1 | 1 | 第2、3个字节 1011 0000 0001 0001B(0xb0 11) | 段语法标志位，固定为1 | |||||||||||||||||
zero | 1 | 0 | |||||||||||||||||||
reserved | 2 | 11 | |||||||||||||||||||
section_length | 12 | 0000 0001 0001B=0x011=17 | 段长度为17字节 | ||||||||||||||||||
transport_stream_id | 16 | 0x0001 | 第4、5个字节 0x00 0x01 | ||||||||||||||||||
reserved | 2 | 11 | 第6个字节 1100 0001B(0xc1) | ||||||||||||||||||
version_number | 5 | 00000 | 一旦PAT有变化，版本号加1 | ||||||||||||||||||
current_next_indicator | 1 | 1 | 当前传送的PAT表可以使用，若为0则要等待下一个表 | ||||||||||||||||||
section_number | 8 | 0x00 | 第7个字节0x00 | ||||||||||||||||||
last_section_number | 8 | 0x00 | 第8个字节 0x00 | ||||||||||||||||||
开始循环 | |||||||||||||||||||||
program_number | 16 | 0x0000-第一次 | 2个字节(0x00 00) | 节目号 | |||||||||||||||||
reserved | 3 | 111 | 2个字节 1110 0000 0001 1111B(0xe0 1f) | ||||||||||||||||||
network_id(节目号为0时) program_map_PID(节目号为其他时) | 13 | 0 0000 0001 1111B=31 -第一次 | 节目号为0x0000时,表示这是NIT，PID=0x001f，即31 节目号为0x0001时,表示这是PMT，PID=0x100，即256 | ||||||||||||||||||
结束循环 | |||||||||||||||||||||
CRC_32 | 32 | -- | 4个字节 |
由以上几个表可以分析出PAT表和PMT表有着内在的联系。也就是之前提到的。PAT表描述了当前流的NIT（Network Information Table，网络信息表）中的PID、当前流中有多少不同类型的PMT表及每个PMT表对应的频道号。而PAT表和PMT表到底有什么深层次的联系呢？在讨论完了PMT表和SDT表后再做讨论吧。
6. 过滤PAT表信息的伪代码（代码）
（二） PMT表（Program Map Table，节目映射表）（Service Descriptor Table）
1. PMT表的描述
如果一个TS流中含有多个频道，那么就会包含多个PID不同的PMT表。
PMT表中包含的数据如下：
只要我们处理了PMT，那么我们就可以获取频道中所有的PID信息，如当前频道包含多少个Video、共多少个Audio和其他数据，还能知道每种数据对应的PID分别是什么。这样如果我们要选择其中一个Video和Audio收看，那么只需要把要收看的节目的Video PID和Audio PID保存起来，在处理Packet的时候进行过滤即可实现。
2. PMT表的定义（代码）
3. PMT表的结构体定义（代码）
4. PMT表的解析（代码）
5. 通过一段TS流中一个Packet分析PMT表（表格+分析）
老样子，还是通过分析一段TS流的数据包Packet来学习PMT表。
下面给出了一段TS流数据中的一个Packet（十六进制数）
Packet Header | Packet Data |
0x47 0x43 0xe8 0x12 | 00 02 b0 12 00 01 c1 00 00 e3 e9 f0 00 1b e3 e9 f0 00 f0 af b4 4f ff ff…… ff ff |
首先解析Packet Header，分析如下：
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | … | |
Packet（十六进制） | 4 | 7 | 4 | 3 | e | 8 | 1 | 2 | … | ||||||||||||||||||||||||
Packet（二进制） | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | … |
Packet Header Bits | 1 sync_byte=0x47 | 2 | 3 | 4 | 5 PID=0x03e8 | 6 | 7 | 8 | … |
PID=0x03e8为其PID
下面是详细的解析表
Packet Header分析 | |||
Packet Header：0x47 0x40 0x00 0x10 | |||
1 | sync_byte | 0x47 | 固定同步字节 |
2 | transport_error_indicator | “0” | 没有传输错误 |
3 | payload_unit_start_indicator | “1” | 在前4个字节后会有一个调整字节。所以实际数据应该为去除第一个字节后的数据。 |
4 | transport_priority | “0” | 传输优先级低 |
5 | PID | 0x03e8 | PID=0x03e8说明数据包是PMT表信息 |
6 | transport_scrambling_control | “00” | 未加密 |
7 | adaptation_field_control | “01” | 附加区域控制 |
8 | continuity_counte | “0010” | 包递增计数器 |
因为payload_unit_start_indicator=‘1’，在解析数据包的时候需要去除Packet Data的第一个字节。下面是对Packet Data的详细解析：
PMT表的Packet Data分析 | |||||||||||||||||||||
第n个字节 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | … |
Packet Data | 02 | b0 | 12 | 00 | 01 | c1 | 00 | 00 | e3 | e9 | f0 | 00 | 1b | e3 | e9 | f0 | 00 | f0 | 1b | e3 | … |
字段名 | 位数 | 具体值 | 次序 | 说明 | |||||||||||||||||
table_id | 8 | 0x02 | 第1个字节 | ||||||||||||||||||
section_syntax_indicator | 1 | 1B | 第2、3个字节 1011 0000 0001 0010B=0xb012 | 段语法标志 | |||||||||||||||||
zero | 1 | 0B | |||||||||||||||||||
reserved | 2 | 11B=0x03 | |||||||||||||||||||
section_length | 12 | 0000 0001 0010B=0x12 | 段长度,从program_number开始,到CRC_32(含)的字节总数 | ||||||||||||||||||
program_number | 16 | 0x0001 | 第4、5个字节 0x00 01 | 频道号码,表示当前的PMT关联到的频道 | |||||||||||||||||
reserved | 2 | 11B=0x03 | 第6个字节 1100 0001B=0xc1 | ||||||||||||||||||
version_number | 5 | 00000B=0x00 | 版本号码,如果PMT内容有更新,则它会递增1通知解复用程序需要重新接收节目信息 | ||||||||||||||||||
current_next_indicator | 1 | 1B=0x01 | 当前未来标志符 | ||||||||||||||||||
section_number | 8 | 0x00 | 第7个字节0x00 | 当前段号码 | |||||||||||||||||
last_section_number | 8 | 0x00 | 第8个字节 0x00 | 最后段号码,含义和PAT中的对应字段相同 | |||||||||||||||||
reserved | 3 | 111B=0x07 | 第9、10个字节 1110 0011 1110 1001B=0xe3e9 | ||||||||||||||||||
PCR_PID | 13 | 000111110B=0x3e9 | PCR(节目参考时钟)所在TS分组的PID | ||||||||||||||||||
reserved | 4 | 1111B=0x0f | 第11、12个字节 1111 0000 0000 0000=0xf000 | ||||||||||||||||||
program_info_length | 12 | 000000000000B=0x000 | 节目信息长度(之后的是N个描述符结构,一般可以忽略掉,这个字段就代表描述符总的长度,单位是Bytes)紧接着就是频道内部包含的节目类型和对应的PID号码了 | ||||||||||||||||||
stream_type | 8 | 0x1b | 第13个字节 0x1b | 流类型,标志是Video还是Audio还是其他数据 | |||||||||||||||||
reserved | 3 | 111B=0x07 | 第14、15个字节 1110 0011 1110 1001B=0xe3e9 | ||||||||||||||||||
elementary_PID | 13 | 000111110 1001=0x3e9 | 该节目中包括的视频流，音频流等对应的TS分组的PID | ||||||||||||||||||
reserved | 4 | 1111B=0x0f | 第16、17个字节 1111 0000 0000 0000B=0xf000 | ||||||||||||||||||
ES_info_length | 12 | 0000 0000 0000=0x000 | |||||||||||||||||||
CRC | 32 | —— | —— |
（三） 解复用模型（代码）
- int Video_PID=0x07e5,Audio_PID=0x07e6;
- void Process_Packet(unsigned char*buff)
- {
- int i; int PID=GETPID(buff);
- if(PID==0x0000) { Process_PAT(buff+4); } //PAT表的PID为0x0000
- else if(PID==Video_PID) { SaveToVideoBuffer(buff+4); } //PID指示该数据包为视频包
- else if(PID==Audio_PID) { SaveToAudioBuffer(buff+4); } //PID指示该数据包为音频包
- else{ // buff+4 意味着要除去buff前4个字节（即包头）
- for( i=0;i<64;i++)
- { if(PID==pmt[i].pmt_pid) { Process_PMT(buff+4); Break; }
- } } }
解复用的意义在于，由于TS流是一种复用的码流，里面混杂了多种类型的包；解复用TS流可以将类型相同的Packet存入相同缓存，分别处理。这样就可以将Video、Audio或者其他业务信息的数据区分开来。
（四） DVB搜台原理以及SDT表（Service Descriptor Table，业务描述表）
机顶盒先调整高频头到一个固定的频率(如498MHZ)，如果此频率有数字信号，则COFDM芯片(如MT352)会自动把TS流数据传送给MPEG- 2 decoder。 MPEG-2 decoder先进行数据的同步，也就是等待完整的Packet的到来.然后循环查找是否出现PID== 0x0000的Packet，如果出现了，则马上进入分析PAT的处理，获取了所有的PMT的PID。接着循环查找是否出现PMT，如果发现了，则自动进入PMT分析，获取该频段所有的频道数据并保存。如果没有发现PAT或者没有发现PMT，说明该频段没有信号，进入下一个频率扫描。
在解析TS流的时候，首先寻找PAT表，根据PAT获取所有PMT表的PID；再寻找PMT表，获取该频段所有节目数据并保存。这样，只需要知道节目的PID就可以根据PacketHeade给出的PID过滤出不同的Packet，从而观看不同的节目。这些就是PAT表和PMT表之间的关系。而由于PID是一串枯燥的数字，用户不方便记忆、且容易输错，所以需要有一张表将节目名称和该节目的PID对应起来，DVB设计了SDT表来解决这个问题。 该表格标志一个节目的名称，并且能和PMT中的PID联系起来，这样用户就可以通过直接选择节目名称来选择节目了。
SDT可以提供的信息包括:
三、 从PAT开始，走向更远
在本章的学习中，我们发现了一个特点：所有的TS流的解析都是从寻找PAT表开始的，只有找到了PAT表，我们才能继续下一步的解析。因此，在进行了TS流、PAT表和PMT表的初步知识储备后，在接下来的学习中将从PAT表开始，学习更多的PSI/SI相关的表，将走得更远。