導(dǎo)語(yǔ)：數(shù)字電視技術(shù)參數(shù)測(cè)量與分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:主要介紹有線數(shù)字電視的平均功率電平、誤碼率(BER)、調(diào)制誤差率(MER)三個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的物理概念、測(cè)試方法，以及在技術(shù)維護(hù)中利用這三個(gè)參數(shù)分析和判斷網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的各種質(zhì)量問(wèn)題，有效保證數(shù)字電視信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:數(shù)字電視;平均功率電平;比特誤碼率;調(diào)制誤差率;應(yīng)用與分析

有線數(shù)字電視是一個(gè)復(fù)雜而又完整的系統(tǒng)工程，從功能上看，它是由前端系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、用戶終端等部分組成。前端系統(tǒng)是整個(gè)有線數(shù)字電視系統(tǒng)的核心，它包括壓縮技術(shù)、糾錯(cuò)碼技術(shù)、調(diào)制技術(shù)等，整個(gè)過(guò)程涉及的技術(shù)參數(shù)很多，有平均功率電平、誤碼率(BER)、調(diào)制誤差率(MER)、誤差矢量幅度(EVM)、載噪比(C/N)、星座圖等。我們?cè)谶\(yùn)維工作中，由于測(cè)試儀器的局限性，只抓住其中平均功率電平、BER和MER3個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)這3個(gè)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整，利用測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)來(lái)分析判斷系統(tǒng)中遇到的各種故障現(xiàn)象和質(zhì)量問(wèn)題。實(shí)踐證明，只要了解和掌握了這3個(gè)技術(shù)參數(shù)，保證這3個(gè)參數(shù)在技術(shù)要求的范圍內(nèi)，就能保證數(shù)字信號(hào)質(zhì)量和整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1平均功率電平

平均功率電平用于表征數(shù)字頻道信號(hào)強(qiáng)度的大小，它與模擬電視圖像載波峰值電平的概念完全不同。數(shù)字電視采用載波抑制的QAM調(diào)制方式，沒有圖像載波電平可取，數(shù)字調(diào)制信號(hào)具有類似噪聲的特性，在調(diào)制到射頻載波前被進(jìn)行了隨機(jī)化處理，這種調(diào)制數(shù)字電視信號(hào)，在頻域觀察整個(gè)8MHz帶寬內(nèi)基本是平頂?shù)?，無(wú)峰值可言，如圖1所示。所以QAM調(diào)制數(shù)字電視信號(hào)的電平是用被測(cè)頻道信號(hào)的平均功率表達(dá)的，稱為數(shù)字頻道的平均功率，也有的稱為信號(hào)功率、信道功率等。通常為了使用上的方便，將被測(cè)頻道的平均功率用折算到75Ω終端上的電壓有效值(RMS)表示，所以稱為平均功率電平，也有人稱為信道平均功率電平、數(shù)字信號(hào)平均功率電平等，單位是dBμV［1］。圖1數(shù)字電視信號(hào)的頻譜形狀平均功率電平參數(shù)使用QAM分析儀測(cè)量，測(cè)量時(shí)應(yīng)把頻率設(shè)在該頻道的中心頻率處。測(cè)量原理是要對(duì)整個(gè)頻道進(jìn)行掃描、取樣，由于每個(gè)隨機(jī)取樣點(diǎn)的功率是隨機(jī)分布的，因此把頻道內(nèi)每一個(gè)取樣點(diǎn)的功率值取平均，便得到信號(hào)的平均功率。根據(jù)DVB－C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:用戶端系統(tǒng)出口處電平為47～67dBμV(比模擬電視信號(hào)電平要求低10dB)。數(shù)字相鄰頻道最大電平差≤3dB，數(shù)字頻道與模擬頻道之間最大電平差≤13dB。平均功率電平作為接收端“信號(hào)強(qiáng)度接收門限”，它取決于機(jī)頂盒的接收能力，一般機(jī)頂盒正常接收電平門限約為40dBμV。當(dāng)滿足門限電平范圍時(shí)，就會(huì)有清晰的圖像;當(dāng)?shù)陀陂T限電平時(shí)，則無(wú)任何圖像;當(dāng)在門限值上下擺動(dòng)時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)馬賽克，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成不能對(duì)圖像解碼。

2誤碼率(BER)

數(shù)字信號(hào)在傳輸系統(tǒng)中，往往會(huì)受到系統(tǒng)本身及外界環(huán)境的干擾形成誤碼，誤碼的輕重程度通常以誤碼率(BER)衡量，它是系統(tǒng)中信號(hào)質(zhì)量劣變程度的重要參數(shù)之一。BER定義為:用戶端接收的發(fā)生錯(cuò)誤的比特?cái)?shù)與信源傳輸?shù)目偙忍財(cái)?shù)之比。BER=錯(cuò)誤比特?cái)?shù)/傳輸總比特?cái)?shù)由上式可見，BER值越小，意味著BER指標(biāo)越好，反之，BER值越大，意味著BER指標(biāo)較差。BER通常用10的負(fù)多少次方表示，例如1×10－4或1×10－9等，一般BER達(dá)到10－11那樣小時(shí)可稱為準(zhǔn)誤碼狀態(tài)，對(duì)于數(shù)字機(jī)頂盒接收端，當(dāng)BER=10－9，這時(shí)觀看效果清晰、流暢;當(dāng)BER＜10－5能正常接收，但可能偶爾出現(xiàn)馬賽克;當(dāng)BER=10－4處于臨界狀態(tài)，圖像播放出現(xiàn)斷續(xù)，大量馬賽克出現(xiàn);當(dāng)BER＞10－4，完全不能觀看了。BER參數(shù)使用QAM分析儀進(jìn)行測(cè)量，它能夠顯示BER最小值是1×10－9，BER再小也是以1×10－9來(lái)顯示。有兩種測(cè)量方法，一種是服務(wù)狀態(tài)，這是一種在不中斷服務(wù)狀態(tài)下的測(cè)量。另一種是非服務(wù)狀態(tài)，就是中斷系統(tǒng)所進(jìn)行的服務(wù)來(lái)測(cè)量，這種方法特別是在系統(tǒng)或者是在檢修錯(cuò)誤時(shí)使用。當(dāng)然，最好的測(cè)量方法是非服務(wù)狀態(tài)［2］。

3調(diào)制誤差率(MER)

MER是描述數(shù)字調(diào)制信號(hào)總體質(zhì)量的一個(gè)參數(shù)，用于分析評(píng)估當(dāng)前頻道數(shù)字電視信號(hào)的傳輸質(zhì)量，它決定著傳輸網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍及邊緣的接收效果。MER的定義一般是通過(guò)觀察星座圖，用來(lái)比較被接收符號(hào)的實(shí)際位置與其理想位置之間的偏差，當(dāng)信號(hào)逐漸變差時(shí)，被接收符號(hào)的實(shí)際位置距離理想位置越來(lái)越遠(yuǎn)，出現(xiàn)了誤差矢量，由此得出理想矢量幅度的有效值與誤差矢量幅度的有效值，如圖2所示。圖2誤差矢量原理圖MER定義為:理想矢量幅度的有效值平方與誤差矢量幅度的有效值平方之比，以dB為單位。從圖2可看出，理想矢量幅度是固定不變的，誤差矢量幅度是一個(gè)變量，誤差矢量幅度越小，MER值越大，意味著MER指標(biāo)越好;反之，MER值較小，意味著MER指標(biāo)較差。MER往往作為接收機(jī)對(duì)傳送信號(hào)能夠正確解碼早期指示，一般來(lái)說(shuō)，在同等信號(hào)強(qiáng)度下，MER越高則接收效果越好，MER過(guò)低則可能出現(xiàn)馬賽克、靜幀等。MER指標(biāo)不用計(jì)算，使用QAM分析儀直接測(cè)量讀出。它的測(cè)量原理是對(duì)被測(cè)量的數(shù)字調(diào)制信號(hào)進(jìn)行接收和取樣，調(diào)制信號(hào)經(jīng)解調(diào)后與理想矢量信號(hào)進(jìn)行比較，被測(cè)矢量信號(hào)與理想矢量信號(hào)之間的差矢量信號(hào)被稱為誤差矢量信號(hào)。誤差矢量幅度是指信號(hào)能受到噪聲干擾的總和，同時(shí)它還包含幅度誤差和相位誤差等。在干擾較小的時(shí)候，MER變化緩慢，隨著干擾的增大，當(dāng)該信號(hào)出現(xiàn)誤碼時(shí)，MER變化很快。MER作為其接收端“信號(hào)質(zhì)量接收門限”，它表征尚未誤碼時(shí)信號(hào)的狀態(tài)，即正常工作時(shí)廣義噪聲干擾狀態(tài)，它取決于前端設(shè)備輸出信號(hào)質(zhì)量及傳輸過(guò)程中信號(hào)質(zhì)量的惡化程度。一般機(jī)頂盒的MER接收門限在64QAM時(shí)為24dB，一旦低于此值，即使接收信號(hào)強(qiáng)度很高，如70dBμV，星座圖將無(wú)法鎖定，圖像出現(xiàn)崩潰點(diǎn)，仍然接收不到任何節(jié)目。對(duì)于常用的64QAM，其前端和用戶端的MER指標(biāo)一般采用以下經(jīng)驗(yàn)值:前端設(shè)備端＞38dB，分前端＞36dB，光節(jié)點(diǎn)＞34dB，用戶端＞26dB(理論上要求＞23．5dB)。在運(yùn)維工作中，必須進(jìn)行定期測(cè)量和檢測(cè)，即時(shí)了解并調(diào)整好各部分MER指標(biāo)的變化，保證數(shù)字電視信號(hào)的傳輸質(zhì)量［3］。

4在運(yùn)維工作中的應(yīng)用與分析

通過(guò)以上有線數(shù)字電視系統(tǒng)幾大關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的概述與測(cè)試分析來(lái)看，其中的BER是最主要的參數(shù)，若保證數(shù)字電視信號(hào)的質(zhì)量，最主要的是要保證一定的BER，若保證一定的BER，就必須保證一定的平均功率電平，也就是說(shuō)正確的電平設(shè)置是為最終保證合格的BER服務(wù)的，所以平均功率電平是正確接收的關(guān)鍵性因素之一。適當(dāng)提高平均功率電平可較大地提高抗干擾的能力，機(jī)頂盒接收電平一般不超過(guò)65dBμV。因此，在運(yùn)維工作中，要正確設(shè)置和調(diào)試從前端到用戶端各個(gè)重要端口的平均功率電平，從而保證數(shù)字電視信號(hào)的強(qiáng)度在一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。BER參數(shù)是影響數(shù)字電視最終接收效果的，是衡量傳輸系統(tǒng)和接收機(jī)品質(zhì)的綜合性參數(shù)，但它對(duì)數(shù)字傳輸中的細(xì)節(jié)問(wèn)題是不敏感的，而且精確地測(cè)量BER可能需要比較長(zhǎng)的時(shí)間。一個(gè)好的BER表明傳送的電視節(jié)目質(zhì)量好，一個(gè)差的BER表明傳送的電視節(jié)目質(zhì)量差，但看不出造成問(wèn)題的原因。這就要求維護(hù)人員在排查故障時(shí)要全面地分析原因。MER可以用來(lái)定量分析信號(hào)在調(diào)制和傳輸過(guò)程中受到的損傷程度，分析評(píng)估當(dāng)前頻道的信號(hào)傳輸質(zhì)量。在使用QAM分析儀對(duì)MER經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其測(cè)量結(jié)果會(huì)有一些差異，這主要是影響MER的因素太多了，其中有的會(huì)造成不可校正的損傷，而且還要考慮MER和BER之間存在著一定的關(guān)系，才能確定各級(jí)維護(hù)門限和找到MER下降的原因。

總之，在數(shù)字電視運(yùn)維工作中，結(jié)合各種評(píng)價(jià)方法和儀器測(cè)試的數(shù)據(jù)，對(duì)比每一個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量的變化，全面分析和排查出現(xiàn)的故障原因，來(lái)提高數(shù)字電視系統(tǒng)與信號(hào)的穩(wěn)定性，以保證數(shù)字電視信號(hào)“高效優(yōu)質(zhì)安全”的播出與傳輸。

參考文獻(xiàn):

［1］劉大會(huì)，杜慶波，華永平．有線數(shù)字電視技術(shù)［M］．西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2010．

［2］劉劍波，李鑒增，王暉，等．有線電視網(wǎng)絡(luò)［M］．北京:中國(guó)廣播電視出版社，2004．

［3］劉修文，袁士剛，劉文濤，等．?dāng)?shù)字電視技術(shù)實(shí)訓(xùn)教程［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008．

作者:王世文 吳海龍 單位:1.遼寧省新聞出版廣播影視發(fā)展研究中心 2.遼寧省廣播電視傳輸發(fā)射中心