２０１３年２４期 科技一向导 ◇科技论坛◇ 有线数字电视维护中的几项关键技术指标 刘柯旋 【河北广电信息网络集团徐水分公司河北徐水０７２５５０） 【摘要】本文介绍了有线数字电视信号的形成过程及网络维护要求，详细阐述了信道功率、调制误差率、误码率的概念和用ＱＡＭ测试仪 来分析星座图与信号质量和系统问题的关系。 【关键词】信道功率；调制误差率；误码率；星座图 有线数字电视系统中．模拟视音频信号按照ＭＰＥＧ一２标准经过抽 样、量化及压缩编码形成基本码流ＥＳ。把基本码流分割成段，并加上 相应的头文件打包形成打包的基本码流ＰＥＳ。在传输时将ＰＥＳ包再分 段打成有固定长度１８８拜特的传送包码流 ＴＳ流经系统复用加入 ＰＳＩ／ＳＩ及加密信息形成多路节目流．最后经过ＱＡＭ调制及上变频形 成射频信号在ＨＦＣ网中传输．在用户终端经解码恢复模拟音视频信 号。可见保证网络正常运行，机房是关键，机房完成了信号的编码、复 用和调制．以及关键信息的插入。因而需要对机房进行码域和调制域 的全面且长期的监测，保证信号的长期稳定。其次，干线和用户分配网 络由于风吹日晒、器件老化、人为损坏。或者调试不当都会时刻造成网 络的恶化。因此需要对干线和用户分配网络进行定期的检查和维护． 对用户反馈的问题即时予以维修解决。众所周知。数字电视误码率（影 响图像质量的最终因素）变化的“悬崖效应”．数字电视网络的维护相 比模拟电视网络的维护要求更高，要提前找到并排除问题。影响服务 质量的指标归结起来主要有：信道功率、调制误差率（ＭＥＲ），比特误码 率（ＢＥＲ）、星座图等组成的射频和调制指标。（ＶＭ）ｅｌｖ的恶化。 １．平均功率 平均功率在数字电视广播时用于表征频道信号功率强弱．也称信 道功率，与模拟电视峰值电平概念和测量手段完全不同。 测量模拟电视信号电平．使用频谱分析仪在规定带宽３００ＫＨｚ对 信号同步脉冲的峰值电平进行测量．并以此作为判别信号强弱的标 准。因为这里集中了信号在频道内的主要能量（超过９８％）。所以可以 认为对载波同步脉冲的测量可代表信号在测量频道内的电平值 数字调制信号类似噪声．信号在调制到射频载波前被进行了随机 化处理。一个数字载波信号，无论是否调制了数据，在频域观察时一般 是相同的。而在频域中观察通常也说明不了调制方式是ＱＰＳＫ、 １６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ…．．．只能表征信号幅度、频率、平坦度、频谱再生等信 息。由于数字信号以噪声形式出现。但它更像随机加入到频域测试设备 中的一组组脉冲。所以采用平均功率判定信号强弱。数字电视信号平均 功率不随调制内容的变化而变，平均功率和最大响应没有关系 数字电视频道平均功率和带宽有关．带宽越宽信道平均功率越 高。模拟电视场强仪只对ＲＢＷ带宽３００ｋＨｚ内的窄带峰值信号进行 采样，完全不能表征在宽带（如数字电视８ＭＨｚ）内的能量，仅当该数字 频道的带内平坦度相当好时可以近似换算 我们在测试中发现，由于有线网络中所使用调制器、电缆、接头、 放大器、分支分配器和网络维护并不完全令人满意．数字电视频道带 内平坦度相当差．各种带内频谱形状都有出现．用模拟场强仪所测量 的窄带３００ｋＨｚ峰值电平来换算数字频道的宽带（８ＭＨｚ）平均功率．完 全不可信。也不能评价信号的好坏。必须采用具有平均功率功能的设 备来进行信号评价 ２．调制误差率ＭＥＲ 调制误差率（ＭＥＲ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｉｏ）的定义：是指误差幅度 的有效值与平均矢量幅度的比值，结果用ｄＢ表示。从功率角度看，它 是调制信号误差功率与平均传输功率的比值．它是数字电视信号质量 的直接反映参数 在模拟电视中我们常使用Ｃ／Ｎ来表征信号质量．在数字电视中． ＭＥＲ是表征数字信号质量的最重要指标．它精确表明数字信号在调 制和传输过程中所受到的损伤．也一定程度上说明该信号是否能被解 调还原．以及解调还原后信号质量状况 ＱＡＭ调制信号从前端输出，经各级网络传输、人户，其ＭＥＲ指标 会逐渐恶化，ＭＥＲ的经验门限值对于６４ＱＡＭ为２３．５ｄＢ．对于 ２５６ＱＡＭ为２８．５ｄＢ．低于此值。星座图将无法锁定。另外对于网络不同 部分的ＭＥＲ指标也存有一些经验值：６４ＱＡＭ时在前端要求＞３８ｄＢ．分 前端＞３６ｄＢ．光节点＞３４ｄＢ，用户端＞２６ｄＢ。所以要求使用ＱＡＭ分析仪 对ＭＥＲ指标进行测量。 观察发现，在干扰小的时候ＭＥＲ变化缓慢．随着干扰的增大，当 出现误码率时，ＭＥＲ变化很快。当ＭＥＲ指标出现偏差时，可直接观测 星座图．不同的星座图显示表征了不同的干扰类型．了解干扰类型可 直接查找出干扰源或故障设备所在。 ３．比特误码率ＢＥＲ 比特误码率ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）的定义：比特误码率是发生误码 的数据位数与传输数据总位数之比ＢＥＲ通常以科学计数法表示．如 误码率为３Ｅ一７．表示在１Ｏ的７次方个传送位中有３个误码．此比率 通常采用一个较小时段内传送数据的分析结果来推估．越低的ＢＥＲ 代表越好的信号质量 ＢＥＲｆＰｒｅ－ＦＥＣ）纠错前误码率：ＦＥＣ纠错算法可以检测出的实际错 误码数量。接收机可以通过纠错算法纠正其中的一部分误码。纠错前 误码率就是实际发生错误的比特数和总传送比特数的比值 ＢＥＲ（Ｐｏｓｔ－ＦＥＣ）ｔｑ错后误码率：ＦＥＣ纠错算法根据自身的纠错能 力，对接收到的部分错误码进行纠正后．无法被纠正的错误比特数与 总传送比特数进行比较。得到纠错后误码率。 当信号质量很好的情况下．纠错前与纠错后的误码率数值是相同 的．但有一定干扰存在的情况下．纠错前和纠错后的误码率就不同．纠 错后误码率要更低。典型目标值为１Ｅ—ｏ９，对于数字电视而言，这时观 看效果清晰、流畅：准无误码为ＢＥＲ为２Ｅ一０４，偶然开始出现局部马 赛克，还可以观看：临界ＢＥＲ为１Ｅ一０３。大量马赛克出现，图像播放出 现断续：ＢＥＲ大于１Ｅ—ｏ３完全不能观看。 尽管较差的ＢＥＲ表示信号品质较差．但ＢＥＲ指标只具有参考价 值．并不完全表征网络设备状况．因为ＢＥＲ测量侦测并统计每个误 码，问题可能是由瞬间的或突发噪声引起。 ＭＥＲ和ＢＥＲ之间的关系：ＭＥＲ是对叠加在数字调制信号上失真 的对数测量结果，受多种因素影响，包括载噪比、突发脉冲、失真及ＩＱ 偏移量对信号造成的损伤。在数字调制信号中，突发脉冲、失真、１０偏 移量对信号造成的损伤十分相似。如果系统的ＭＥＲ减小．信号受到的 损伤就会变大．出现误码的概率增加。 ＭＥＲ可为接收机对传输信号进行正确解码的能力提供一个早期 预警。当信号质量降低时，ＭＥＲ将会减小。随着噪声和干扰的增大． ＭＥＲ逐渐降低，而ＢＥＲ仍保持不变，只有当干扰增加到一定程度， ＭＥＲ继续下降．ＢＥＲ才开始恶化。 ４．星座图 ＱＡＭ分析仪首先对被测量数字调制信号进行高速采样．将采样 到信号解调为不同相位格上的Ｉ和Ｑ两个矢量信号．即相位、幅度信 息，并将其矢量和位置点直观地描绘在星座图上，对于理想的Ｉ．Ｑ信 号，其矢量和位置点应位于星座图相应相位格的正中心，但实际信号 与理想信号相比都有偏差．其矢量和位置点将会偏离相应相位格的中 心位置 每个星座点在星座图中都有一个判定边界．如果信号落进边 界内．表示收到正确的数据：如果因为噪声或其它干扰而落在相邻区 域表示数据错误 因为星座点在星座图上的位置依赖于载波的幅度和 相位．所以幅度与相位的噪声将对群集上的位置有影响 幅度噪声将 改变原来的距离．相位噪声将改变旋转位置。其它类型的噪声和干扰 将影响各个方向的符号 通过在测试仪器上分析星座图的形状及分布 等特点能够反映出信号的良好度和存在的问题。● 【参考文献】 ［１］杜百川编著．数字电视． ［２］苏志武编著．数字电视系统测量与监测．
DTV数字电视及测量
点击次数：210 发布时间：2009-4-25 9:10:34
DTV数字电视及测量
1、 数字电视
数字电视在全世界迅速开展，我国也加快了播放进程。按广电部要求，直辖市、沿海发达地区、各省会城市 2005 年要开通数字电视， 2015 年全国开通数字电视，基本完成模拟电视向数字电视过渡。为迎接 2008 年奥运会，各地都会在此之前掀起摸拟电视向数字电视平移的高潮。
所谓数字电视，应该是电视的全过程中，其视、音频都是数字信号，包括摄制、剪接、编辑、存储、播放、传输、接收。这就是说，电视节目从摄像开始就是数字视音频信号，一直到用户的电视机收到的也是视音频数字信号，用户用数字电视机收看电视节目。值得特别说明的是，目前我国电视用户正在使用的电视机和市面上正在出售的电视机都不是真正的数字电视机，它们都是要经过机顶盒获得模拟电视信号。这些年来，市面上大肆炒作的“数码彩电”都是在模拟电视广播制式下，对内部电路、信号处理控制等方面采用了一些数字技术，来提高电视图像及伴音质量，并增加了一些功能，如多视窗、画中画、画外画、视窗放大、逐行等都不能直接接收数字电视信号。真正的数字电视机应该是能直接接收数字电视信号，如果是加密的数字电视信号，它会有一个卡座，扫入付费卡即可。
由于数字电视信号在传输过程中会遇到各种不同的情况，必须采取相应的对策，即采用不同调制方式，故有数字卫星电视、数字有线电视、数字地面电视之分。无论那种数字电视它对视音频信号都要进行编码、压缩、复用、最大的差别是调制方式不一样。
数字电视较模拟电视有很多优点。首先，数字摄影清晰度大大提高，它可以提供高清晰度或标准高清晰度节目；数字电视信号在传输过程中抗干扰能力强；数字电视信号是通过压缩后再传输，因此它占用的频带窄，如过去 8MH 带宽传一个电视摸拟节目，数字电视可传送6 ～
8 个节目。在数字电视传输网络中，不仅可以开展传输数字电视业务，而且可以开展各种增值业务，如视频点播、远程教育、电子商务、宽带上网、电话传输业务等等。今后，数字电视传输是数字信号， Internet 网是数字信号、电话传输是数字信号，可融合在一起，这就是我们现在说的三网合一，它会给用户提供更多更好的服务。当然三网合一在技术上可以，但在使用过程中，因为营运的分工，用途的特途性，不一定只用一个网络，这不是本文讨论的话题。
数字电视指标分析及其关联
摘要：主要技术指标；数字频道输出电平、调制误差率（mer）、误码率（ber）、误差矢量幅度evm、载噪比c/n、系统噪声余量（noise
margin）。
关键词：数字电视 指标 功率
中图分类号：tn914 文献标识码：a 文章编号：1007-9416(2012)08-0187-01
1、数字频道输出电平指的是平均功率电平，而不是峰值电平
射频信号呈现为类似噪声充满整个频谱。这个指标的测量可以对测量点的信号强度有一个准确的认识，从而保证从前端到用户整个传输工程中信号的强度在一个适当的范围内。一般要求大于50db。50-75db范围内（一般不超过65db）。过高容易增加非线性产物造成信号失真，无法收到清晰图像质量，过低受干扰程度大，不能满足接收电平要求。因此又要尽量提高数字频道的电平以增加信噪比，提高抗非线性及噪声的能力。数字频道的功率电平应比模拟电视载波电平低6---10db为好。
2、调制误差率（mer）
指平均矢量幅度与误差矢量幅度的有效值的比值，是所有损伤的最终结果，用db表示。
在星座图中mer将接收符号的实际位置与其理想位置进行比较。信号质量降低时，接收符号距离理想位置更远，mer将会减小。mer反映了整个系统，包含了信号所有类型的损伤及劣化，精确表明接收机对信号的解调能力。
mer的经验门限值对于8mhz的64qam为23.5db，低于此值，星座图将无法锁定，由于数字信号的“断壁”效应，图象就会从满意的效果转到马赛克现象、静帧或黑屏。对不同的部分mer的指标有一些经验值：在前端>38db，分前端>36db，光节点>34db，用户>28db。
3、误码率（ber）
ber（比特误码率）定义为是发生误码的位数与传输的总位数之比，ber一般表示成科学记数法，例如3e-7表示传输10的七次方个比特信息中有三个误码。数字信号与模拟信号不同，一切损伤及干扰最后都反映在ber上。系统可靠性最终都归结到ber这一指标上。ber与测试点的c/n有关。
DVB数字电视常见信号指标解释
1. 平均功率与峰值电平
峰值电平在模拟电视⼴播时⽤于表征频道信号电平强弱。
模拟电视信号是单极性、不对称的，即电视信号有⼀个固定⿊⾊参考电平，⽐⿊⾊亮的信号处在⿊⾊电平线⼀边，同步脉冲处在另⼀边。单
极性调制载波，有两种⽅式：①正极性调制指亮度增加时载波幅度增⼤，同步脉冲始终对应发射功率最⼩值；②负极性调制指亮度增加时载波幅度减⼩，同步脉冲对应发射功率最⼤值。负极性调制由于具有受⼲扰⼩等优点，我国和世界⼤多数国家都采⽤负极性调制。
测量模拟电视信号电平，使⽤频谱分析仪在规定带宽/300KHz对信号同步脉冲的峰值电平进⾏测量，并以此作为判别信号强弱的标准。因为
这⾥集中了信号在频道内的主要能量（超过98%），所以可以认为对载波同步脉冲的测量可代表信号在测量频道内的电平值。
在⼯程维护过程中，国内通常使⽤模拟电视场强仪测量频道电平强弱，测量时场强仪的接收通道调谐于图像载波频率，场强仪的RBW带宽为300kHz，由于图像载波电平随图像内容的变化⽽变化，所以场强仪采⽤峰值保持采样的⽅法测量图像载波峰值电平，通过换算可近似表征频道电
平的强弱。
平均功率在数字电视⼴播时⽤于表征频道信号功率强弱，也称信道功率，与模拟电视峰值电平概念和测量⼿段完全不同。
数字调制信号类似噪声，信号在调制到射频载波前被进⾏了随机化处理。⼀个数字载波信号，⽆论是否调制了数据，在频域观察时⼀般是相
同的。⽽在频域中观察通常也说明不了调制⽅式是QPSK、16QAM、64QAM等，只能表征信号幅度、频率、平坦度、频谱再⽣等信息。由于数字信号以噪声形式出现，但它更像随机加⼊到频域测试设备中的⼀组组脉冲，所以采⽤平均功率判定信号强弱。数字电视信号平均功率不随调制内容的变化⽽变，平均功率和最⼤响应没有关系。
数字电视频道平均功率和带宽有关，带宽越宽信道平均功率越⾼。模拟电视场强仪只对RBW带宽300kHz内的窄带峰值信号进⾏采样，完全
