卫星数字电视系统的分析

1、卫星数字电视系统分析与测试广播电视规划院2012年12月目录1. 卫星数字电视系统介绍2. 卫星数字电视地球站的构成3. 卫星数字电视系统测试简介4. 卫星数字电视系统验收技术指标测试射频5. 卫星数字电视系统验收技术指标测试视音频6. 卫星数字电视系统验收技术指标测试码流分析7. 卫星数字电视系统验收技术指标测试接收系统设备8. 验收测试问题总结9. 结束语卫星数字电视系统分析与测试刘长占 教授级高工广播电视规划院一 卫星数字电视系统介绍利用卫星传输广播电视节目是卫星应用技术的重大发展，卫星通信同现在常用的电缆通信、微波通信等相比，有较多的优点，基本可概括为以下几个字： 远：是指卫星通信的距

2、离远。俗话说，“站得高，看得远”，同步通信卫星可以“看”到地球最大跨度达一万八千余公里。在这个覆盖区的任意两点都可通过卫星进行通信，而微波通信一般是50里左右设一个中继站，一颗同步通信卫星的覆盖距离相当于300多个微波中继站。 多：指通信路数多、容量大。一颗现代通信卫星，可携带几十个转发器、可提供几十路电视和成千上万路电话。好：指通信质量好、可靠性高。卫星通信的传输环节少，不受地理条件和气象的影响，可获得高质量的通信信号。 活：指运用灵活、适应性强。它不仅能实现陆上任意两点间的通信，而且能实现船与船、船与岸上、空中与陆地之间的通信，它可以结成一个多方向、多点的立体通信网。 省：是指成本低。在同

3、样容量、同样距离的条件下，卫星通信和其他通信设备相比，所耗的资金少，卫星通信系统的造价并不随通信距离的增加而提高，随着设计和工艺的成熟，成本还在降低。 卫星电视广播的发展经历了三个阶段： （1）低功率卫星 在起步阶段，采用上行频率为6GHz频段，下行频率为4GHz频段的C波段卫星，其卫星发射的等效全向辐射功率（EIRPs）33dBW。它的地面站天线口径为10英尺（3.3米）。由于价格较高，且安装架设一个数3米站，对站址有一定要求，所以要把它推广到个体接收，有一定的困难。 （2）中功率卫星 从1983起，采用了Ku波段卫星，其EIRPs47dBW，较之以前提高了很多，提高的原因，主要是因为频率升

4、高以后，相同口径的卫星天线的增益大为提高（天线增益正比于频率的平方）。其下行频率为12GHz频段，地面站天线口径可减小到1.2米，这就使得个体接收的TVRO大大发展起来，很多私人家庭中，使用电视机的家庭中，使用卫星电视者已占 30。 （3）高功率卫星 EIRPs达54dBW的大功率直播卫星，下行频率仍为12GHz。这样一来，使地面TVRO的天线口径可减小到0.45米，这将为卫星电视进入私人家庭创造了美好的前景。 从卫星电视广播发展的历史来看，它经历了从低功率至犒功率，从C波段到Ku波段过渡，从“差转型”向“直播型”过渡的过程，天线逐步减小，直到0.45米，价格也逐步降低至私人家庭可承受的水平，

5、终于从集体接收方式发展到了个体接收方式而进入了家庭。卫星电视广播现的主要应用：一是分卫星电视节目分配、二是特定节目传输、三是广播电视节目广播。我国的卫星数字电视系统的视频压缩格式采用的是MPEG-2，音频频压缩格式采用的是MPEG-1层II，信道编码与调制采用的DVB-S制式。在一个卫星转发器内，可以根据需要使用SCPC或MCPC方式开展卫星电视节目的传输。卫星数字电视上行系统的主要由编码器、复用器、调制器、上变频器、高功放和发射天线组成，下行系统由接收天线、下变频器和接收机组成。见图1所示。高功放上变频器调制器复用器编码器 V 1A data n电视机卫星接收机下变频器图1 卫星数字电视系统

6、示意框图卫星上行系统的工作流程：编码器应具有模拟（需要模数转换）或数字视音频接口，将数字视频信号按照MPEG-2格式进行压缩编码，将数字音频信号按照MPEG-1层II进行压缩编码，与数据信号共同打包复用形成TS节目信号，送入复用器或调制器。复用器将多路节目或数据TS信号再复用成一个新的多业务TS信号，通过ASI或SPI接口送入调制器。调制器通过RS编码、交织、维特比编码、基带成型和QPSK调制，形成卫星中频（70MHz或140MHz）信号。上变频器将卫星中频信号变频到需要的发射频率，并将射频信号放大，为高功放提供激励。高功放将射频信号放大到制定的发射功率，送入发射天线。卫星下行系统的接收天线收

7、到的卫星射频信号，由下变频器变频放大后输出950MHz1450MHz的卫星下行中频信号，送入接收机解调解码，恢复成模拟PAL信号或数字分量信号送入电视机。二 卫星数字广播电视地球站的构成由于中央、省市卫星数字广播地球站的机构设置、隶属关系、业务类型等因素不同，卫星地球站的上行系统的设备配置也不同。主要有三种情况：第一种是卫星地球站接收的是已调制中频信号，其上行系统主要由上变频器、高功放和发射天线组成，地球站主要完成卫星上行信号发送任务。第二种是卫星地球站接收的是已复用TS流信号，其上行系统主要由调制器、上变频器、高功放和发射天线组成，地球站可以通过配置调制器的参数，优化上行系统性能指标。第三种

8、是卫星地球站接收的是视音频信号，其上行系统主要由编码/复用器、调制器、上变频器、高功放和发射天线组成，地球站可以通过复用器、调制器的参数配置，优化上行系统性能指标，灵活配置广播电视节目与数据业务。我们以卫星地球站的第三种情况为例，介绍卫星数字广播电视地球站的结构和设备构成。卫星地球站的设备主要由节传系统、上行系统、天馈线系统、监测系统、功率控制系统、网管系统、配电系统等组成。图2为卫星广播地球站上行系统示意图。目前，省市级电视台的播出信号基本实现了数字化，各卫星地球站的节目源主用信号多为SDI信号，为保证播出安全，地球站的节目源系统应至少两个不同传输路由，最好采用光缆和数字微波结合形式建立节传

9、系统。上行系统、天馈线系统、监测系统、功率控制系统、网管系统、配电系统图2 卫星广播地球站上行系统示意图。 三、卫星数字电视系统测试简介卫星数字电视系统的测试主要考虑到对卫星数字电视上、下行系统环节中的主要系统和设备进行测试，可以通过编码器、复用器、信道编码调制器、上变频器、高功放、下变频器、卫星接收机等系统设备进行测试，检查卫星地球站设备系统的运行状态，即使发现问题，保证系统播出信号的质量。图3为卫星数字电视系统测试框图功率计6G/70M测试变频器微波网络分析仪数字录象机 SDI高功放6G变频器调制器编码器视频信号源复用器 70M 音频信号源 天线频谱分析仪 1G解码器码流分析与BER测试下

10、变频器可变衰减器电视接收机卫星数字视频分析仪音频分析仪监视系统图像质量评价系统图3 卫星数字电视系统测试框图卫星数字电视上行系统的测试可以分为四个部分：系统射频技术指标、系统音视频技术指标、码流分析和天馈系统的测试。卫星数字电视下行系统的测试主要分为接收天线测试、下变频器测试和卫星接收机测试三个部分。四、卫星数字电视系统验收技术指标测试射频部分卫星数字电视系统射频设备的技术指标测试比较复杂，很多测试项目要求测试条件比较苛刻，必须在专业的实验室才能完成测试工作。作为系统验收测试或日常维护测试，重点是测试反映设备的性能和工作状态的技术参数。由于很多指标与卫星数字电视系统的参数相关，具体的技术指标要

11、求需根据实际播出系统特性和参数提出。下面列出了卫星数字电视系统射频部分验收和维护测试常用的测试项目：l 发射频率偏差和稳定度l 带内平坦度l 输出频谱l 杂散输出l 相位噪声l 三阶互调l 增益变化与功率稳定度针对上述参数，本文将介绍相应参数的定义与测试方法。同时本文还将介绍调制器、上变频器/高功放其它参数的参数方法，供业内人员参考。4.1 频率偏差和稳定度的测试说明：频率偏差是指调制器载波输出为单载波时，上行系统射频输出频率与标称发射频率的的差值；频率稳定度是指在一定周期内，上行系统射频输出频率变化最大值与最小值的差值与标称射频发射频率的比值。测试框图见图4所示。匹配负载高功放上变频器调制器

12、频率计图4 频率偏差和稳定度的测试框图测试方法：把调制器设置为无调制的单载波信号状态，将高功放的耦合输出送入频率计，读取的射频发射频率值与标称发射频率之差为频率偏差；记录24小时发射载波频率的变化值，射频载波频率变化的最大差值与标称载频之比为频率稳定度。频率稳定度参考技术要求：±1×10-7/天（14G:1400Hz, 6G:600Hz）影响：由于卫星接收机频率捕捉范围为±2.5MHz左右，一体化下变频器的频率精度±2MHz左右，在实际应用中，可以允许卫星系统发射频率最大偏差0.5MHz。 这个指标是由调制器和上变频器共同影响的，是调制器频率偏差和上变频

13、器本振频率偏差的累计。4.2带内平坦度说明：以发射载波为中心频率的一定频带(±18MHz或±27MHz)内，高功放输出端的振幅频率特性。测试框图见图5所示。匹配负载高功放上变频器扫频信号源频谱分析仪图4 带内平坦度的测试框图测试方法：方法1：用网络分析仪和标准测试下变频器测试上变频器/高功放系统的幅频特性。网络分析仪使用前必须校准，所获得的幅频特性扣除测试下变频器所引入的误差，就是上变频器/高功放系统的幅频特性关系。方法2：在上变频器/高功放系统正常工作的情况下，把额定电平、规定带宽的扫频信号（与调制器正常工作电平相同）送到上变频器/高功放系统的输入端，用频谱分析仪在高功放

14、的输出端测量变频输出信号的幅度/频率响应。在测试过程中，要适当设置扫频信号源的扫频速度和频谱分析仪的扫描时间，使频谱仪显示的幅频特性曲线平滑。带内平坦度参考技术要求：0.5dBp-p（SCPC）, 1dBp-p（MCPC）影响：幅频特性影响发射信号的肩带技术指标，造成发射信号频谱特性不平坦，影响接收信号的C/N。4.3输出频谱说明：上行系统输出的射频调制信号的频谱成形，决定上行系统需要的射频带宽。测试框图见图6所示。匹配负载高功放上变频器调制器频谱分析仪图6 卫输出频谱测试框图测试方法：将高功放耦合输出的射频调制信号送入频谱分析仪，以载波中心频率处电平为参考，分别测量输出调制信号频谱两侧的跌落

15、-3dB点和-30dB点所对应的带宽。输出频谱参考技术要求：-3dB带宽大约等于发射信号的符号率,-30dB带宽大约等于-3dB带宽1.201.35倍。影响：-3dB点和-30dB点所对应的带宽反应的是卫星系统发射信号所占用的带宽和余弦滚降率，如果-3dB带宽与符号率偏差比较大或输出频谱不对称，则说明发射信号在调制/变频/高放过程中存在非线性失真输出；如果发射信号达不到-30dB带宽，会影响接收信号的C/N比，进而影响接收机接收解调信号。4.4 杂散输出说明：调制器输出的无调制载波信号经上变频和高功放后，除主载波外的无用辐射信号。测试框图见图7所示。匹配负载高功放上变频器调制器频谱分析仪图7

16、输出频谱测试框图测试方法：上行系统在正常工作的条件下，将调制输出改为无调制单载波输出，高功放耦合输出的射频载波信号送入频谱分析仪，在规定频带内（C:59256425MHz），载频之外最大无用辅射信号（包括谐波）的电平与载频电平的差值之比就是杂散输出。杂散输出参考技术要求：带内要小于-55dBc, 带外要小于-65dBc。影响：带内杂波过大，会干扰已调调制信号，影响信号质量；带外杂波过大，会干扰同转发器或同一卫星上其它载波信号。4.5 相位噪声说明：调制器输出的无调制载波信号经上变频和高功放后，高功放输出的载波信号的单边带相位噪声。测试框图见图8所示。匹配负载高功放上变频器调制器频谱分析仪图8

17、相位噪声测试框图测试方法：将高功放耦合输出的射频调制信号送入频谱分析仪，将频谱分析仪设置为相位噪声测试选项，中心频率设为需要测试的频率，分别读取距载波10Hz-100Hz、100Hz-1kHz、1kHz-100kHz、100kHz-4MHz处的相位噪声。如果频谱分析仪不带相位噪声测试选件，可以通过调整频谱仪的显示带宽和分辨率带宽至适当位置，测量对应频率点与主载波的电平差，再减去分辨率数值的对数，也可以粗略计算出相位噪声值。相位噪声参考技术要求：-75dBc1kHz，100kHz-4MHz处的相位噪声要符合带内杂散的要求。影响：相位噪声过大，会干扰已调调制信号，影响信号质量。4.6 三阶互调说明

18、：输入到卫星数字电视上行系统的70MHz(或140MHz)中频载波频率和与之频率相差几兆、等幅的另一载波频率合成后，经过上变频和高功放系统后，保持输出功率不变，在高功放射频输出端会输出两个载波（F1和F2）及所产生的三阶互调产物(2F1-F2,2F2 -F1)，三阶互调即两个互调频点所对应的电平与标称载波。测试框图见图9所示。匹配负载高功放上变频器调制器频谱分析仪扫频信号源图9 三阶互调测试框图测试方法：把调制器输出的无调制中频载波信号和与之相差5MHz（可根据使用带宽适当设置）相同电平的单频信号经混合后送入上变频器，在高功放的输出端，测试其互调产物（F为射频输出频率，则三阶互调产物为F5MH

19、z和F10MHz所对应频率的电平），最大的三阶互调产物电平与输出载波电平之差就是三阶互调。三阶互调参考技术要求：-34dBc，一般正常工作电平时要达到-34dBc。影响：主要是衡量变频/高放过程中增益过大而产生的非线性失真输出。4.7 增益变化和功率不稳定度定义：在一定的频率上，偏离标称增益的实际增益随时间的变化，一般测试短时间(1小时)和长时间(24小时)高功放输出功率最大值和最小值之差就是增益变化；增益变化与标称输出功率之比就是输出功率不稳定度。测试框图见图10所示。匹配负载高功放上变频器调制器功率计图10 增益变化的测试框图测试方法：在卫星数字电视上行系统工作稳定后，记录高功放输出功率随

20、时间变化的功率值；偏离标称功率的最大和最小变化值之差就是该时间段的增益变化，再计算输出功率不稳定度。上面主要介绍了系统验收要测试的项目，下面将介绍一些设备其它参数的测试方法。4.11码流范围和调制信号平坦度说明：能够接受输入TS流的码流范围和不同码流对应的调制信号带内频谱的平坦度。测试框图见图11所示。标准接收机码流发生器L波段变频器调制器频谱分析仪图4.11 码流范围和调制信号平坦度测试框图测试方法：测试框图见图4.11。设置MPEG-2码流发生器的符号率至2Mb/s，设置信道编码调制器的码率为2Mb/s、FEC为7/8，调整接收机的接收参数，解出图象。将调制器输出信号送入频谱分析仪，频谱分

21、析仪的幅度标尺调整到每格1dB，用频谱分析仪测试调制器输出信号频谱的平坦度。设置MPEG-2码流发生器的符号率至45Mb/s，设置信道编码调制器的符号率为45Mb/s、FEC为1/2，调整接收机的接收参数，解出图象。将调制器输出信号送入频谱分析仪，频谱分析仪的幅度标尺调整到每格1dB，用频谱分析仪测试调制器输出信号频谱的平坦度。4.12调制器最大输出电平和电平调整范围说明：信道调制器的最大中频输出电平，最小输出电平。测试框图见图4.12。测试方法：把信道编码调制器的中频载波输出信号送到功率计，把调制器的输出载波电平调到最大位置，读取输出电平。调节调制器的输出载波电平至最小位置，读取最大/最小输

22、出电平，最大、最小电平差就是输出电平调整范围。功率计MPEG-2码流发生器调制器图4-2 信调制器输出电平的测试框图4.13调制器PCR说明：信道调制器的PCR调整能力和标准符合性。测试框图见图4.13。测试方法：把调制器的中频输出信号经上变频器送到接收机，将标准接收机的ASI输出送入码流分析仪进行PCR测试。标准接收机码流发生器L波段变频器调制器码流分析仪图4-2 调制器PCR的测试框图PCR的限值为±500ns，PCR多大会影响接收机的接收信号恢复。4.14 上行系统1dB压缩点一般考虑：上变频器/高功放组成的上行系统的输出功率应该随中频输入信号线性增加，当输入信号功率增加到某一

23、个值时，上行系统的输出电平不再随输入信号电平的增加线性增加，增益开始下降，直到增益降低1dB，该点称为1dB压缩点。测试框图见图4.14。信号源上行系统匹配负载频谱分析仪功率计图4.14 上行系统1dB压缩点测试框图测试方法：将上行系统设置在正常工作状态。以1dB为步进，逐渐增加上变频器的输入信号的电平，用功率计测量高功放的输出电平，记录此时的输出功率，直到高功放的输出电平不再随输入信号的增加而线性增加，并且比线性部分的增益低1dB。此时的输出功率为上行系统的1dB压缩点输出功率。4.15上变频器变频增益一般考虑：上变频器的变频输出信号与输入信号的电平差。测试方法：在上变频器的线性范围内，上变

24、频器正常工作的状态下，用功率计或频谱仪分别测量上变频器的输入信号的电平和变频后输出信号的电平，其电平差就是变频增益。4.16 输出功率增益(小信号法)一般考虑：为保证测量的准确度，把高功放的输出信号通过一个匹配衰减器后，接入测试功率计；并保证减小衰减器量值时，功率计的读数随高功放输入信号的变化而线性变化。测试框图见图4-16所示。信号发生器功率计高功放衰减器图4-16 高功放输出功率测量框图(小信号法)测试方法：用一个输出功率已知的信号发生器为高功放提供输入信号，把高功放的输出信号通过一个匹配衰减器后，接入测试功率计；调整衰减器（其衰减量大于功率放大器的放大量），使功率计得到一个适当的读数，并

25、记录。把信号发生器直接接入测试系统，调整衰减器，使功率计的读数与上次记录的电平相同。这时，衰减器的变化量就是高功放的输出功率增益。4.17 输出功率增益(大信号法)一般考虑：直接测量输出功率。测试框图见图4-17所示。测试方法：用一个输出功率已知的信号发生器为高功放提供输入信号，在高功放输出端口和负载之间接入一个适当的并校准好的定向耦合器，耦合输出接到功率计，直接测量高功放的输出功率。则：高功放输出功率增益G = P1 P0 + G0其中：P1为功率计的读数P0为信号发生器的功率G0为定向耦合器的衰减量负载耦合器信号发生器高功放功率计图4-17 高功放输出功率增益测量框图(大信号法)4.18

26、噪声系数一般考虑：上变频器（高功放）的噪声系数是描述上变频器（高功放）背景噪声的一个参数。测试方法：噪声系数，测试框图见4-18。75W上变频器频谱分析仪图4-18 噪声系数测试框图(频谱仪法)在上变频器（高功放）的输入端终接75W标准匹配负载。调整频谱分析仪的显示带宽和分辨率带宽至适当位置，保证频谱分析仪的底噪声低于被测噪声10dB以上，读出上变频器的输出噪声No。若：Ni = No/G则：Ti = Ni/K = No/GK另：Ti = To + Te + DT其中：Ni 为被测设备的输入噪声No 为被测设备的输出噪声G 为被测设备的增益Ti 为被测设备的输入噪声温度To 为标准环境温度（2

27、90K）Te 为被测设备的等效输入噪声温度DT为环境温度与标准温度之差K 为波尔兹曼常数上变频器的噪声系数为 F = 10 log (1 + Te/To) = 10 log (No/GKTo - DT/To)使用噪声系数分析仪直接测试。 测试框图见图4-19。噪声源上变频器固定衰减器 噪声分析仪脉冲 图4-19 噪声系数分析仪测试噪声系数 将噪声系数分析仪（或具有噪声系数测试功能频谱分析仪）的脉冲输出信号送入噪声源；噪声源输出噪声信号连接到上变频器的输入端；将上变频器的输出通过已知衰减量的衰减器连接到噪声系数分析仪的输入。设置噪声系数分析仪为上变频器测试链路模式，本振频率设置为上变频器的本振频

28、率，测试频带设置为需要测试的带宽，即可测出上变频器的噪声系数。同时，根据衰减器的衰减量，可以算出上变频器的变频增益。五、卫星数字电视系统验收技术指标测试视音频5.1 模拟视音频指标的测试方法测试框图见51所示。高功放上变频器调制器复用器编码器 视音频信号源 D A V 视音频分析仪卫星接收机下变频器 A V D图5-1 卫星数字电视系统视音频测试示意框图5.1.1 视频白条幅度a) 按图5-1连接被测卫星数字电视接收机和测量设备；b) 码流发生器发送含条脉冲测量信号的码流，设置测量发射机的频率和电平为一个中间值，调整卫星数字电视接收机的参数，使其正常解调解码，将卫星数字电视接收机输出的视频信号

29、接视频分析仪；c) 选择视频分析仪条脉冲幅度测量选项，测量条脉冲信号所在行的电平值，即为视频白条幅度。5.1.2 视频同步幅度a) 按图5-1连接被测卫星数字电视接收机和测量设备；b) 码流发生器发送含正常视频信号的码流，设置测量发射机的频率和电平为一个中间值，调整卫星数字电视接收机的参数，使其正常解调解码，将卫星数字电视接收机输出的视频信号接视频分析仪。c) 选择视频分析仪同步幅度测量选项，测量视频信号的同步电平值，即为视频同步幅度。5.1.3 视频幅频特性a) 测量信号为sinx/x信号；b) 将卫星数字电视接收机输出的视频信号接视频分析仪，选择sinx/x测量选项，获得幅频特性曲线并取值

30、即为视频幅频特性。5.1.4 信噪比(加权)a) 测量信号为50平场信号；b) 将卫星数字电视接收机输出的视频信号接视频分析仪，选择信噪比测量选项，加10kHz高通滤波器和标称视频带宽低通滤波器，并通过4.43MHz陷波器和统一加权网络后，读取平场信噪比的加权值。5.1.5 K系数a) 测量信号为2T正弦平方脉冲信号；b) 将卫星数字电视接收机输出的视频信号接视频分析仪，选择K系数测量选项，读取K系数的测量值。5.1.6 色度/亮度增益差a) 测量信号为副载波填充的10T信号；b) 将卫星数字电视接收机输出的视频信号接视频分析仪，选择色/亮增益测量选项，读取DK的测量结果即为色度/亮度增益差。

31、5.1.7 色度/亮度时延差a) 测量信号为副载波填充的10T信号；b) 将卫星数字电视接收机输出的视频信号接视频分析仪，选择色/亮时延测量选项，读取Dt的测量结果即为色度/亮度时延差。5.1.8 亮度非线性a) 测量信号为五阶梯信号；b) 将卫星数字电视接收机输出的视频信号接视频分析仪，选择非线性测量选项，读取五个阶梯信号的非线性值，取测量结果中的最大值，即为亮度非线性。5.1.9 微分增益a) 测量信号为叠加色度副载波的五阶梯信号；b) 将卫星数字电视接收机输出的视频信号接视频分析仪，选择DG/DP测量选项，读取DG的测量结果即为微分增益。5.1.10 微分相位a) 测量信号为叠加色度副载

32、波的五阶梯信号；b) 将卫星数字电视接收机输出的视频信号接视频分析仪，选择DG/DP测量选项，读取DP的测量结果即为微分相位。5.1.11 行前沿抖动a) 测量信号为任意视频信号；b) 将卫星数字电视接收机输出的视频信号接视频分析仪，选择抖动测量选项，记录行前沿抖动的测量结果，取最大值即为行前沿抖动。5.1.12 视频输出带外抑制a) 测量信号为75的彩条信号；b) 将卫星数字电视接收机输出的视频信号接频谱分析仪，测量卫星数字电视接收机视频带外干扰输出，读取视频带外最大干扰信号与色度副载波之差即为视频输出带外抑制。5.1.13 音频输出电平a) 测量信号为幅度0dBu的1kHz音频信号；b)

33、码流发生器发送包含0dBu 1kHz音频信号的码流，用音频分析仪在卫星数字电视接收机音频输出端测量对应的输出音频信号电平值即为音频输出电平。5.1.14 音频总谐波失真a) 测量信号为幅度+9dBu的扫频音频信号；b) 码流发生器发送包含+9dBu 扫频音频信号的码流，用音频分析仪在卫星数字电视接收机音频输出端测量对应的输出音频信号总谐波失真（20Hz10kHz）。5.1.15 音频幅频响应a) 测量信号为幅度0dBu的扫频音频信号；b) 码流发生器发送包含0dBu 扫频音频信号的码流，用音频分析仪在卫星数字电视接收机音频输出端测量对应的输出音频信号电平；c) 以1kHz为参考点，计算出其它频

34、点的相对电平，规定频带内的最大与最小相对电平值即为音频幅频响应。5.1.16 音频信噪比(不加权)a) 测量信号为幅度+9dBu的1kHz音频信号；b) 码流发生器发送包含+9dBu 1kHz音频信号的码流，用音频分析仪在卫星数字电视接收机音频输出端测量对应的1kHz音频信号输出电平Vs；c) 码流发生器发送包含音频噪声信号的码流，用音频分析仪测量系统的噪声信号输出电平Vn；d) 音频信噪比(不加权)用式（2）求出。S/N = Vs Vn (dB)（2）5.1.17 音频左右声道电平差a) 测量信号为同频、同相、同电平的20Hz20kHz左右声道扫频信号；b) 码流发生器发送包含0dBu扫频音

35、频信号的码流，用音频分析仪在卫星数字电视接收机音频输出端测量对应的各个频点的左右声道音频输出信号电平，计算出各频点左、右两声道电平差值，取其最大值即为音频左右声道电平差。5.1.18 音频左右声道相位差a) 测量信号为同频、同相、同电平的20Hz20kHz左右声道扫频信号；b) 码流发生器发送包含0dBu扫频音频信号的码流，用音频分析仪在卫星数字电视接收机音频输出端测量对应的各个频点的左右声道音频输出信号的相位之差，取其最大值即为音频左右声道相位差。5.1.19 音频左右声道隔离度a) 测量信号为幅度+9dBu的左声道（或右声道）扫频信号；b) 码流发生器发送包含+9dBu的左声道（或右声道）

36、扫频音频信号，用音频分析仪在卫星数字电视接收机音频输出端测量对应的右声道（或左声道）音频信号输出电平。右声道（或左声道）与左声道（或右声道）的电平之差即为左右(或右左)声道隔离度。52 卫星数字电视系统主观评价使数字录像机播放高质量测试图象序列通过被测编解码系统，再用数字录像机记录经过编解码处理的图象。通过编辑整理，在主观评价室，由有关专业人员对图象打分，评出等级。5.2.1 主观评价系统主观评价系统方框图如图5-2所示。数字录像机卫星编码调制上行卫星接收主观评价监视器 SDI SDI图5-2 主观评价系统方框图主观评价用的基准图像由数字录像机产生，经数字录像机的数字口送到被测上行系统编码器输

37、入，由卫星数字电视接收系统的卫星数字电视接收机SDI输出的被测图像与基准图像信号一起，经数字波形监示器，按评价程序切换输出，送到数字图像监视器，进行主观评价。5.2.2 测试图像序列：采用CCETT的625/50系统MPEG2标准测试序列。5.2.3 评分方法应符合GY/T 134-1998中5.1规定的DSCQS方法。在视频压缩码率设置为5Mbit/s的情况下，单个图像质量比基准图像质量下降不超过20分，平均图像质量比基准图像质量下降不超过12.5分。在卫星地球站现场测试时，亦可以采用5分制图像质量评价方法。53 数字视音频接口的测试SDI输出接口指标SDI是数字视音频输入/输出接口，可以使

38、用数字示波器对SDI接口进行眼图定量测试。测试框图见图5-3所示，测试项目分为四项。编码系统数字示波器 SDI图5-3 编码系统SDI接口测试框图5.3.1 幅度一般考虑：编码系统输出SDI信号的幅度。测试方法：使用数字示波器单次捕捉信号波形，直接从数字示波器上读取SDI信号的幅度，重复数次，取平均值。5.3.2 上升时间一般考虑：编码系统输出SDI信号波形的上升沿。测试方法：使用数字示波器单次捕捉信号波形，直接从数字示波器上读取SDI信号波形上升沿直线部分所对应的时间差，重复数次，取平均值。5.3.3 下降时间一般考虑：编码系统输出SDI信号波形的下降沿。测试方法：使用数字示波器单次捕捉信号

39、波形，直接从数字示波器上读取SDI信号波形下降沿直线部分所对应的时间差，重复数次，取平均值。5.3.4 抖动一般考虑：编码系统输出SDI信号波形的上升沿或下降沿的抖动。测试方法：使用数字示波器单次捕捉信号波形，直接从数字示波器的时间轴上读取SDI信号波形上升沿（下降沿）中心的位置，重复多次，算出最大时间差。也可以通过从视频分析仪中SDI眼图测试菜单中读取数据。包括幅度、上升时间、下降时间、升降差、上升过冲、下降过冲、DC偏移、抖动等指标。 SDI抖动：从视频分析仪中SDI抖动测试菜单中读取数据。从视频分析仪中SDI辅助数据分析测试菜单中读取SDI数据传输格式数据。从视频分析仪中SDI音频测量测

40、试菜单中读取SDI嵌入音频的加重情况、抽样频率、量化、比特率、声道模式等参数，和音频频响、失真、电平差、相位差等数据。六、卫星数字电视系统验收技术指标测试码流分析卫星数字电视编码器和复用器的输出均为传输流，编码器的技术指标对整个卫星数字电视系统的图像传输质量起着决定作用，编码复用部分的指标是我们测试的重点之一。本文主要分析：码流分析与监测、数字接口技术指标两个方面的测试问题。测试框图见图6-1所示。 上行系统编码器 编码器 码流分析仪 图3 码流分析和编码复用指标测试框图调制器复用器器6.1 码流分析码流分析依据的标准：GY/T 212-2005标准清晰度数字电视编码器、解码器技术要求和测量方

41、法GB/T 17975.1-2000 信息技术 运动图像及其伴音信息的通用编码 第1部分: 系统GY/Z 174-2001数字电视广播业务信息规范； 码流分析主要依靠码流分析仪来完成,对TS同步头、PSI、PCR和PTS等信息进行分析。对于MPEG-2编码复用系统，必须具有如下三个表：PAT、PMT、CAT。对于DVB编码复用系统，除具备MPEG-2编码系统所具有的PAT、PMT、CAT三个表外，还至少具备如下的四个表：NIT、SDT、TDT；其他的表如BAT、RST、TOT等，可以任选。6.1.1 传输流分组层中各字段的技术要求传输流分组层中各字段的赋值应符合GB/T 17975.12000

42、中2.4.3.3的规定。6.1.1.1 传输流分组层包头sync_byte：8位字段，值为0x47。transport_error_indicator：1位字段。0表示传输流没有错误；1表示传输流中至少有一个不可纠正的位差错。payload_unit_start_indicator：1位字段。在传输流分组的有效负载数据包含PES分组数据时，1表示传输流分组的有效负载数据以PES分组的首字节开始；0表示传输流分组不以PES分组开始。在传输流分组的有效负载数据包含PES分组数据时，1 表示传输流分组携带有PSI段的第一个字节，在传输流分组的有效负载数据的首字节带有point_field；0表示传输

43、流分组的有效负载数据的首字节无point_field。对于空的分组，值为0。transport_priority：1位字段，值由用户定义。PID：13位字段，值的分配应符合GB/T 17975.12000中表2-3的规定。transport_scrambling_control：2位字段，值为00。adaptation_field_control：2位字段，值的分配应符合GB/T 17975.12000中表2-5。continuity_counter：4位字段。该字段的数值随着每个具有相同PID值的传输流分组而递增，达到1111后，自动回零。当分组的adaption_field_control

44、字段为00或10时，该字段不递增。6.1.1.2 PAT中各字段的赋值PAT中各字段的赋值应符合GB/T 17975.12000中2.4.4.5的规定。table_id：8位字段，值为0´00。section_syntax_indicator：1位字段，值为1。'0'：1位字段，值为0。reserved：2位字段。保留使用。section_length：12位字段，前两个比特设置00，赋值范围为9至1021。transport_stream_id：16位字段，值由用户定义。reserved：2位字段。保留使用。version_number：5位字段。节目相关表发生变化

45、，该字段将递增1，并对32取模。当current_next_indicator为1时，该数值代表当前适用的节目相关表的版本号；当current_next_indicator为0时，该数值代表下一个适用的节目相关表的版本号。current_next_indicator：1位字段。1表示传送的节目相关表是当前的，0 表示传送的节目相关表当前不适用，它是下一个生效的表。section_number：8位字段。节目相关表中第一个段的section_number为0´00，节目相关表每增加一个段，该数值递增1。last_section_number：8位字段。表示节目相关表中最后一段的号码。p

46、rogram_number：16位字段，值由用户定义。network PID：13位字段，仅与值为0´0000的program_number一起使用，值的分配应符合GB/T 17975.12000中表2-3的规定。reserved：3位字段。保留使用。program_map_PID：13位字段，值的分配应符合GB/T 17975.12000中表2-3的规定。6.1.1.3 PMT中各字段的赋值PMT中各字段的赋值应符合GB/T 17975.12000中2.4.4.9的规定。table_id：8位字段，值为0´02。section_syntax_indicator：1位字段，

47、值为1。'0'：1位字段，值为0。reserved：2位字段。保留使用。section_length：12位字段，前两个比特设置00，赋值范围为9至1021。program_number：16位字段，值由用户定义。reserved：2位字段。保留使用。version_number：5位字段。节目映射段发生变化，该字段将递增1，并对32取模。当current_next_indicator为1时，该数值代表当前适用的节目映射段的版本号；当current_next_indicator为0时，该数值代表下一个适用的节目映射段的版本号。current_next_indicator：1位字

48、段。1表示传送的节目映射段是当前的，0 表示传送的节目映射段当前不适用，它是下一个生效的段。section_number：8位字段。值为0´00。last_section_number：8位字段。值为0´00。reserved：3位字段。保留使用。PCR_PID：13位字段，值为0´0000，或0´0001，或0´00100´1FFE，或0´1FFF。reserved：4位字段。保留使用。program_info_length：12位字段，前两个比特设置00。其余的10位规定了紧跟在该字段之后的描述符的字节数。stream_

49、type：8位字段，赋值应符合GB/T 17975.12000中表2-29的规定，不应包含0x00, 0x0A-0x7F。reserved：3位字段。保留使用。elementary_PID：13位字段，值由用户定义，但赋值不应包含0x00000x000F、0x1FFF。reserved：4位字段。保留使用。ES_info_length：12位字段，前两个比特设置00。其余的10位规定了紧跟在该字段之后相关节目元素的描述符的字节数。6.1.4 PCR、PTS间隔、表重复间隔技术要求和测试方法PCR、表重复间隔、PTS间隔技术要求是根据国标GB/T 17975.1-2000和DVB系统的要求提出的

50、，是保证卫星数字电视接收机能够正确解码的基本要求。技术要求见表6-1所示。表6-1 PCR、PTS间隔、表重复间隔技术要求序号项目单位技术指标1PCR抖动ns-5005002PCR间距ms0403PTS/PCR延时ms-50010004PTS间距ms07005PATms£5006PMTms£5007NITms£100008SDTms£20009TDTms£30000测试方法：使用码流分析仪对编码器或复用器输出TS进行实时分析，记录一段时间的码流分析结果，在根据技术要求中项目分析码流分析仪的测试数据，取数据中最大偏移值。6.1.5 码流监测按照测

51、量的目的和重要程度，共分为三个等级，分别由表6-2、表6-3、表6-4给出，所有测量项目均以分析报错的形式给出，表6-2、表6-3、表6-4中判断条件为“或”逻辑，即满足多项判断条件中的一项就可判断为出现错误。第一优先级测量项目和判断条件见表6-2。本级测量项目的结果中不出现错误是TS码流被正确解码的前提和条件。本级测量项目用于TS码流的基本监测。其中，如果出现1.1指出的错误，则其他项目的测量结果无效。表6-2 第一优先级测量项目和判断条件序号测量项目判断条件1.1TS同步丢失两个或两个以上传输包连续出现同步字节错误。1.2同步字节错误同步字节不等于0x47。1.3PAT错误PID=0x00

52、00的TS包出现下列情况之一：table_id=0x00的section出现间隔超过0.5s；出现table_id不是0x00的section；scrambling_control_field不是00。1.4连续计数错误出现下列情况之一：TS包顺序错误；同一个TS包连续出现两次以上；TS包丢失。1.5PMT错误由PAT表program_map_PID指示PID的TS包出现下列情况之一：table_id=0x02的section出现间隔超过0.5s；在包含section (table_id=0x02)的TS包中，scrambling_control_field不等于00。1.6PID错误所指的P

53、ID没有在用户指定的时间间隔内出现。第二优先级测量项目和判断条件见表3。本级测量项目可用于连续或周期性的监测。表6-3 第二优先级测量项目和判断条件序号测量项目判断条件2.1传输错误TS包头中的传输错误指示为“1”。2.2CRC错误在CAT，PAT，PMT，NIT，EIT，BAT，SDT和TOT表中出现CRC错误。2.3.aPCR间隔错误两个连续PCR值之间的时间间隔大于40ms。2.3.bPCR不连续错误两个连续PCR的差值(PCRi+1 - PCRi)不在0100ms的范围内，并且没有设置不连续指示（discontinuity_ indicator = 0）。2.4PCR精确度错误所选节目的PCR精确度超出±500ns。2.5PTS错误PTS重复周期大于700ms。2.6CAT错误 出现下列情况之一：在TS码流中有transport_scrambling_control不等于00的TS包，但是没有出现table_id=0x01（即CAT）的section；在 PID为0x000