论数字电视信号的指标与监测

电视系统中数字视频信号的监测包头电视台技术中心，内蒙古包头014030摘要随着数字化、网络化技术在广播电视领域的应用，数字电视图像的清晰度、饱和度都有了质的飞跃，对数字电视节目系统图像质量的监测与测量，有利于科学的进行设备选型、系统验收，促进广播电视技术事业的发展。

关键词监测；pluge信号；色域；眼图；抖动中图分类号tn94 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2012）61-0169-02数字电视系统运行质量好坏通常有两种方法来进行评估，一种是测量，另一种是监测。

测量可以提供较高精度的评价参数，需要用复杂的测量仪器，测量主要应用在数字电视产品的设计、制造、设备选型、验收测试、系统安装、系统评估等环节，要求提供较高精度的测量参数。

监测主要应用于电视中心系统质量维护，在监测领域，通常只需要对有限的几个关键参数进行连续、实时的评估，对测量参数的精度要求不高。

对于数字电视节目监测离不开监视器，为了使监视器准确重现原图像，需要规范调整。

根据itu bt-818和itu bt-815标准，首先调整监视器的亮度和对比度。

亮度调整是进行黑电平调整，调整亮度电平时，视频信号是在垂直方向整体移动。

一般使用pluge信号中的三电平信号调整亮度，pluge信号中的三电平信号包括-2%黑、0%黑和+2%灰。

将pluge信号输入到监视器的输入端，如果我们从屏幕上看到-2%黑的电平条，说明信号的黑电平有些偏高。

如果从屏幕看不到+2%黑的电平条，表明信号的黑电平有些偏低。

实际上，只要调整到从屏幕上看-2%黑和0%黑两个条相同，同时能够显示出+2%黑的电平条，此时，亮度电平已经调整到适当位置。

其次对比度调整是调整亮度信号的放大量。

将亮度的层次拉开，信号底部的基点是不动的，对比度的调整没有相应的标准，一般根据环境以及人眼的主观感觉调整到一个适当位置。

而颜色调整实际是色度信号幅度的调整，表现在屏幕上就是色彩饱和度的调整。

1.1. D T V数字电视的主要测量技术指标我们要准确把握数字电视传输网络质量的好坏，应该分三步。

第一步：对平均功率，MER,BER这三个指标进行测量。

MER、BER测量门限（实际经验总结）前端MER Pro FECBERPost FECBER64QAM优良38dBuv >1.00E-9 >1.00E-9 正常值36dBuv 1.00E-8 >1.00E-9 临界值34dBuv 1.00E-7 1.00E-8光节点MER Pro FECBERPost FECBER64QAM优良36dBuv >1.00E-9 >1.00E-9 正常值34dBuv 1.00E-8 >1.00E-9 临界值32dBuv 1.00E-7 1.00E-8放大器MER Pro FECBERPost FECBER64QAM优良35dBuv 1.00E-9 >1.00E-9 正常值33dBuv 1.00E-8 1.00E-9 临界值28dBuv 1.00E-7 1.00E-8分支器MER Pro FECBERPost FECBER64QAM优良32dBuv 1.00E-8 >1.00E-9 正常值28dBuv 1.00E-7 1.00E-9 临界值24dBuv 1.00E-6 1.00E-8机顶盒MER Pro FECBERPost FECBER64QAM优良32dBuv 1.00E-8 >1.00E-9正常值28dBuv 1.00E-7 1.00E-8临界值24dBuv 1.00E-6 1.00E-7第二步：当这些指标恶化的时候，应该对其它指标进行详细的测量，判断造成网络质量恶化的原因。

因为MER的恶化是最主要的因素，它将直接导致BER的下降并最终影响用户接收机的接收效果。

所以因主要测试调制质量参数，找出问题原因。

调制质量参数主要有：调制误差率、载波抑制、幅度不平衡、正交误差、相位抖动，RS解码前误码率等。

关于数字电视信号电平的测试心得与分析根据GY/T170—2001《有线数字电视广播信道编码与调制规范》规定数字电视信号RMS（均方根）的电平值应低于模拟信号峰值电平0~10dB。

但在绝大多数经营有线电视网络的营运单位，并不具有测量RMS电平值的测试手段。

一般的情况下绝大多数中小有线网络营运单位只有简单的模拟信号测试手段，这就提出了一个问题：在数字电视信号（DVB—C）快速发展的今天，如何以现有的测试手段去完成数字信号的测量？为了说明问题，我们可以用一般的场强仪和频谱分析仪去进行模拟信号和数字电视信号电平的测试，并进行对比分析。

先假设在网络中传输的模拟信号的电平值与数字电视信号的RMS电平值之差为零。

这时用一般的场强仪去分别测量模拟信号和数字电视信号的电平值，就会发现数字电视信号的电平值会比模拟电视的电平值低十几个dB；更奇怪的是如果用频谱分析仪进行此类测试时，会发现对应于不同的中频扫描带宽（RBW），模拟信号电平与数字电视信号电平之间呈现出不同的电平差。

为什么这样？要回答这个问题，首先要回答模拟信号与数字电视信号在频谱上的差异。

模拟信号的峰值出现在载频点，而数字电视信号在频谱上是看不出载频点的。

在一个合适的频段内，数字电视信号的电平谱更类似于噪声的频谱。

这是由于数字电视信号的频谱是由无数不断变动的载波组成，所以在一个合适的频段内更象是一段噪声频谱。

所以对数字电视信号的测量更适合的方式应为类似于噪声的测量。

我们可以回忆一下模拟信号载噪比的定义：C/N=20lg（图像载波电平有效值/噪声电平均方根值（规定带宽内））其中“规定带宽内”的带宽为5.75MHz由此我们可以初步的理解到，均方根值的测量是与测量带宽有关的。

其实我们大可以这样理解数字电视信号RMS值的含义为“带内功率电平值”。

其所指“带内” 是指-3dB带宽内，“带内功率”是指-3dB带宽内信号功率之和。

有了这样的认识，我们就可以理解模拟信号和数字电视信号在测量中所呈现的差异。

2、盘塔硬盘容量和双路控制首先是硬盘的容量问题。

以《银河之星大擂台》为例，用M—JPE G格式压缩，压缩比为4：1，时间长度为1小时的视频文件大小约为20G B，而播出时间为90分钟的《银河之星大擂台》的原始素材大约需要2．5个小时左右，即150分钟左右。

每一次录制《银河之星大擂台》的期数为6期。

这样，简单计算一下，一次录制就需要的硬盘容量就大约要300G B。

而在下次录制《银河之星大擂台》的时候，由于相隔时间较短，硬盘中往往还需要保留1—2期的原先录制的原始素材，差不多100G左右。

所以，要满足《银河之星大擂台》这个大型节目编辑的要求，硬盘需要在400G B以上，再加上要预留10％左右的硬盘空间保证非线性工作站工作的顺利进行，总共需要440G B左右的空间。

由于广播级视频数据的客观要求，要使用10000转／秒的SC SI硬盘来存放视频数据，才能实现节目双轨视频正常的实时播放。

如果实现440G B的10000转／秒的SC SI硬盘，只能通过带有RA I D结构的硬盘阵列来实现，而且投资的价格不菲。

《开心一百》等大型节目也有类似的问题。

显然，我们不能一个大型节目就购置一个大容量的硬盘阵列，这样，节目制作成本太高了，何况，还要加上放像机和录像机的硬件成本。

还有就是盘塔的双控问题。

对盘塔数据的读取可以采取单路控制或者双路控制的方式。

双路控制可以提供更好的数据响应速度，更好的保障盘塔数据读取的安全性。

现在福建东南电视台的网络盘塔共由12块小硬盘组成，分成2组，每组6块，采用了双路控制的方式，在平时盘塔正常运转时，每路负责6块小硬盘的数据读取，减小了单路读取时的数据负荷：当有一路发生故障时，另一路会自动接管全部12块硬盘的读取工作，变为单路控制方式，直到另一路修复为止，从而保障即使有一路出现问题，也不影响网络制作节目工作的顺利完成。

三、非线性网络的管理和维护目前，福建东南电视台非线性网络中有多台非线性编辑工作站。

浅析数字电视发射机测量指标随着数字电视快速发展，人们已经不仅仅单纯满足收看数字电视节目而是越来越重视数字电视的质量，数字电视质量的好坏很大程度取决于发射机指标是否达到正常标准。

因此对数字电视发射机指标进行了解显得非常重要。

一、带肩比带肩比是数字电视发射机重要指标之一，它是用来描述发射机功放的线性指标。

数字发射机在一个8MHz射频带宽内，采用OFDM多载波的调制方式，载波信号经过放大器后在频道外的互调产物为连续频谱，这时频道外连续频谱在频道附近会产生“肩”部效应，这就是常说的带肩。

带肩比是指：信号的中心频点功率值与偏离信号中心的载波外的某点功率的比值。

每个电视频道采用8MHz带宽, 带肩比规定：信号频率中心的功率与偏离中心±4.2MHz处的功率比值。

数字发射机采用OFDM多载波的调制方式，信号的峰均比非常高，对发射机功放的线性要求也就比较高，功放线性越好，带肩比也就越高，数字电视发射机实际测试过程中带肩比一般要求≥36dB。

数字电视发射机中，功放是其主要的非线性器件，其效率和线性是一对矛盾。

通常为了提高功放效率，功放会表现出较强的非线性。

这种非线性将会造成信号的畸变，使信号的输出频谱发生变化，产生带内、外干扰，反映在频谱上就是带肩比较差。

要提高带肩比有功率回退和非线性校正两种办法。

但是为了满足非线性失真指标，采用功率回退的办法，操作上不现实，功率回退会增加功放管数量，降低发射机的效率，发射机的性价比也就不高。

目前较多的使用非线性校正技术来提高功放的线性指标。

功放的非线性预校正技术包括前馈法、反馈法与预失真方法, 其中数字基带预失真由于其实现简单、灵活，是现在普遍采用的一种校正方式。

图一：-4.2MHz带肩图图二：+4.2MHz带肩图二、调制误码率（MER）MER是对叠加在数字调制信号上的失真的对数测量结果。

MER受多种因素的影响，包括载噪比、突发脉冲、各种失真以及偏移量对信号造成的损伤。

.数字电视的主要测量技术指标1.1.1引言我们要准确把握数字电视传输网络质量的好坏，应该分三步。

第一步：对平均功率，MER,BER这三个指标进行测量。

MER、BER测量门限（实际经验总结）第二步：当这些指标恶化的时候，应该对其它指标进行详细的测量，判断造成网络质量恶化的原因。

因为MER的恶化是最主要的因素，它将直接导致BER的下降并最终影响用户接收机的接收效果。

所以因主要测试调制质量参数，找出问题原因。

调制质量参数主要有：调制误差率、载波抑制、幅度不平衡、正交误差、相位抖动，RS解码前误码率等。

其中调制误差率反映了调制的总体质量；载波抑制、幅度不平衡等反映调制中可能引起误差的主要原因；RS解码前误码率则反映了整个信道的可靠性的性能。

对数字调制的直接测量是找到信号失真源头的有用工具。

调制质量的估价是放在数字解调之后，自适应均衡器附近.第三步：利用星座图进行逐级排查。

当然我们一般的测试工作只需要做第一步就可以，当网络有问题的时候做第二，三步；而且绝大多数时候我们第二，三步是同时进行的。

建议即使网络正常也因该定时在网络前端执行第二，三步操作便于防范问题于未然。

1.1.1.平均功率1.1.1.1.数字信号电平和模拟信号电平的区别因为模拟电视图像内容是通过幅度调制来传送的，图像的内容是随时变化的，所以模拟电视的信道的功率取决于图像内容，根据图像的内容的不同，信道功率不断的变化。

由于模拟电视行/场同步脉冲电平相对稳定，故我们把测量峰值电平作为判别模拟电视信号强弱的测量标准。

所有的数字调制信号都有类似噪声的特性，信号在调制到射频载波之前被进行了随机化处理，所以当发送一个数字信号时，无论它是否传送数据，在频域中观察一般都是相同的。

而且在频域中观察这样的信号通常也说明不了有关的调制方式，例如是QPSK，16QAM，还是64QAM，它只能说明信号的幅度、频率、平坦度、频谱再生等等。

噪声信号的最大响应与噪声信号的功率没有关系。

数字电视信号1传输网络技术参数经过MPEG-2信源编码和MPEG-2TS传输流复用后生成的MPEG-2传输复用包经过扰码、RS编码及卷积交织后,进行64QAM调制形成中频调制信号,中频调制信号经过上变频转为射频信号然后送入HFC网传送到用户。

数字电视和模拟电视的频谱结构及能量分布完全不同。

由于QAM中的调幅是平衡调幅,抑制了载波,因而从频谱分析仪上看,一个数字频道的已调信号,像一个抬高了的噪声平台,均匀地平铺于整个限定带宽内。

伴音信号在MPEG-2编码时,已经与图像信号以包的形式复用到了一起,因而,一个数字电视频道,不但没有所谓图像载波,也没有伴音载波。

1.1数字电视的信号电平数字电视信号没有图像载波电平可取,整个限定的带宽内是平顶的,无峰值可言。

所以,QAM数字频道的电平是用被测频道信号的平均功率来表达的,称为数字频道平均功率。

在用户端电缆信号系统出口处要求：信号电平为47dBμV-67dBμV(比模拟电视信号的要求低10dB),数字相邻频道间最大电平差为≤3dB,数字频道与相邻模拟频道间最大电平差为≤13dB。

1.2数字电视的噪声电平测量模拟频道噪声时,在模拟频道取噪声测试点,只要偏离图像载频即可。

但是数字电视的频谱分布决定了测量数字频道噪声不能使用模拟频道的测量方法。

数字频道内有用能量也像噪声,没有什么特点把它们分开,所以测量噪声,要到被测频道的邻频道去取样,并且这个邻频道应当是空闲的。

1.3误码率数字电视信号是离散的信号,接收到的数字电视信号要么是稳定、清晰的图像,要么就是中断(包括马赛克、静帧),具有“断崖效应”的特点。

信号的这种变化,只与传输的误码率有关,所以把误码率作为衡量系统信号质量劣变程度的最重要的指标。

1.4信噪比信噪比(S/N)指传输信号的平均功率与噪声的平均功率之比。

载噪比(C/N)指已调制信号的平均功率与噪声的平均功率之比,载噪比中的已调制信号的功率包括了传输信号的功率和调制载波的功率。

卫星与有线传输网络总第102期数字电视接收设备参数要求及检测高 阳（辽宁省广播电视技术保障中心）【摘 要】在数字电视测试系统中，对被测接收设备要区分性能测试和功能测试。

正确搭建测试系统，选取匹配检测仪器。

分析检测结果是还要依据主客观情况判断失效数据。

【关键词】数字电视测试；接收设备；测试标准接收设备测试主要有性能测试及功能测试。

性能测试包括射频解调和信道解码性能、音视频的性能指标、待机功率等方面；功能相关测试主要有端口、工作模式和软件性能等方面。

一、数字电视测量的标准一般是根据信道和传输系统特点，制定数字电视接收设备的测量参数和技术要求。

按照信道的划分，数字电视测量标准可分为卫星、有线和地面。

1.国外数字电视测量标准欧洲 DVB 组织制定的 DVB 数字电视系统的测试标准 TR 101 290 Digital Video Broadcasting （DVB）Measurement Guidelines for DVB Systems。

该标准不仅针对数字电视接收设备，而且对整个DVB 系统的很多性能参数提出了测量方法和要求，包括对 MPEG-2 TS 的测试，卫星和电视网络传输媒介共同参数的测试，电视网络，卫星、地面、MMDS/MVDS 的专门测试等。

北欧数字联盟针对应用于有线、卫星、地面广播网络的数字综合接收机制定了解码技术规范，如NorDig I Digital Integrated Receiver Decoder Specification for use in cable，satellite and terrestrial networks等。

2.国内数字电视测量标准我国有线数字电视测量标准有广电总局的入网标准GY/T240-2009《有线数字电视机顶盒技术要求和测量方法》和GY/T241-2009《高清晰度有线数字电视机顶盒技术要求和测量方法》；卫星数字电视接收设备测量行业标准有SJ/T11334-2006《卫星数字电视接收器通用规范》和SJ/T 11335-2006《卫星数字电视接收器测量方法》、SJ/T11219-2000《卫星数字电视接收机通用规范》；地面数字电视接收设备测量标准有《地面数字电视接收机测量方法》等相关标准。

电视节目测量各项指标和技术标准为保证电视节目视频图像的技术质量，用示波器主要测试箭头显示（复合色域），YUV波形显示，钻石显示（RGB色域），符合波形显示（检查亮度、字幕电平、底电平等指标）电视节目制作过程中的设备技术指标现在的电视节目大多数都是用数字设备，所以，数字信号的测试就显得非常重要了，对数字信号的测试除了眼图、抖动、EDH（错误检测处理，错误检测处理(EDH)技术是伴随着数字电视的发展而产生的一种数字信号检测技术,它能准确地标识出信号传输时所发生错误的位置及类型,防止“悬崖效应”的发生。

）等指标外，我们要考虑信号在色域中的合法和有效性。

按照国家广电总局和金范奖评定办法标准，对视频和音频的各项指标做了如下标准：视频标准1. 视频信号技术指标规定，节目全电视信号峰值不大于0.8V2. 节目亮度信号峰值电平不大于0.721V3. 节目基色信号峰值电平峰值不大于0.735V（RGB不大于0.735V）4. 黑电平与消隐电平差（低电平）标准为0~0.05V5. 字幕电平大不于0.8V6. 时码连续并在引带彩条信号开始点置零7. 对于声音信号，CH1（混音声）节目声音峰值电平正常值为-9DBFS，最高不超过-6DBFS.利用各种测试仪器，示波器等，对钻石diamond High是735mv，diamond low是-35mv,diamond area是1%；箭头arrowhead pal max是800mv,arrowhead pal min是-210mv,arrowhead area 是1%，亮度阀值luma max 是103.0%，luma min 是-1.0%，luma area是1%，同时设定视音频告警功能，复合色域和RGB告警功能，信号超标时会告警，测试时保证了全电视信号幅度、黑电平、亮度电平和音频均在指标范围内，RGB色域在有效的范围内。

音频测试声音作为节目整体的一部分，除了注意图像质量外，音频指标也非常重要。

数字电视信号的特点、测试与诊断方法摘要：数字电视系统中的数字信号非常重要，主要体现在不管是信号的产生、传输或者是接收，还是信号的处理或者是记录都离不开数字信号。

基于此，本文主要对数字电视信号的特点、测试与诊断方法进行了探讨。

关键词：数字电视信号?特点?测试?诊断方法中图分类号：tn949.197 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2012）09（c）-0138-01有线数字电视之所以会导致多径效应是由于：未将假负载与分配器空口进行连接，接头氧化受到水的干扰，电缆发生物理损伤等。

建筑物反射是多径效应的基本来源，移动接收系统因为多普勒效应的存在，影响了接收机顶盒有效接收信号，接收到的信号除了载波频率会出现轻度变化外，并且会有相位噪声，对系统有效的接收信号产生了直接的影响。

所以关于数字电视，其地面传输系统是很复杂的。

1 码流性和以前的模拟电视不同，数字电视信号是这样传输的：很多路时基一样或者不一样的节目通过复用后最终形成一路传输流也就是ts流。

mpeg提到的节目，主要是那些不管是节目号还是时间基准都一样的元素组成的集合，不过也许会有多个节目号与时间基准相同的码流相对应。

在这里我们举例说明有线数字电视信号是如何传输的，通常来说，45mbi/s作为sdh的传输通道之一，其在接收端处对本地实施调制的qam调制器主要采取的是64qam方式，这就导致一个传输需要的真正带宽大概为38mbit/s。

通常来说，带宽大概是38mbit/s码流的时候，几乎占到15%比例的带宽主要在空包，psi/si信息以及条件接收信息的传输方面使用，大概占到85%比例的带宽主要在4～7套在清晰度方面等同于dvd质量数字电视业务的传输方面使用，它们被调制在相应的高频点上，主要是通过64qam 方式进行调制的，这就得归功于目前效率很高的压缩编码技术手段，通过很多测试可以得出，通过压缩的音视频信号，其带宽往往达到2.5～4.7kbit/s。

电视节目测量各项指标和技术标准为保证电视节目视频图像的技术质量,用示波器主要测试箭头显示(复合色域),YUV波形显示,钻石显示(RGB色域),符合波形显示(检查亮度、字幕电平、底电平等指标)电视节目制作过程中的设备技术指标现在的电视节目大多数都是用数字设备,所以,数字信号的测试就显得非常重要了,对数字信号的测试除了眼图、抖动、EDH(错误检测处理,错误检测处理(EDH)技术是伴随着数字电视的发展而产生的一种数字信号检测技术,它能准确地标识出信号传输时所发生错误的位置及类型,防止“悬崖效应”的发生。

)等指标外,我们要考虑信号在色域中的合法和有效性。

按照国家广电总局和金范奖评定办法标准,对视频和音频的各项指标做了如下标准:视频标准1. 视频信号技术指标规定,节目全电视信号峰值不大于0.8V2. 节目亮度信号峰值电平不大于0.721V3. 节目基色信号峰值电平峰值不大于0.735V(RGB不大于0.735V)4. 黑电平与消隐电平差(低电平)标准为0~0.05V5. 字幕电平大不于0.8V6. 时码连续并在引带彩条信号开始点置零7. 对于声音信号,CH1(混音声)节目声音峰值电平正常值为-9DBFS,最高不超过-6DBFS.利用各种测试仪器,示波器等,对钻石diamond High是735mv,diamond low是-35mv,diamond area是1%;箭头arrowhead pal max是800mv,arrowhead pal min是-210mv,arrowhead area 是1%,亮度阀值luma max 是103.0%,luma min 是-1.0%,luma area是1%,同时设定视音频告警功能,复合色域和RGB告警功能,信号超标时会告警,测试时保证了全电视信号幅度、黑电平、亮度电平和音频均在指标范围内,RGB色域在有效的范围内。

音频测试声音作为节目整体的一部分,除了注意图像质量外,音频指标也非常重要。