数字电视维护指标及典型故障

1、1数字电视技术维护目的及典型缺点金塔电视台有线电视中心jtcatv1262数字电视技术维护目的及典型缺点一、数字电视系统框图二、星座图详解三、主要技术目的四、目的解析五、典型星座图特征景象与缺点关联六、数字电视与模拟电视兼容传输的特点差别3一、数字电视系统框图1、基带接口与同步：将信号源格式与数字构造进展匹配。帧构造应与包含同步字节的MPEG-2传送层一致。 2、同步1翻转和随机化：将MPEG-2帧构造的同步1字节反相。为了频谱成形，并对数据流进展随机化处置，普通运用伪随机序列对统计特性不好的码列进展扰码随机化，可使输出序列中的0与1的个数大致一样，没有长串的延续0或1，从而使码列的特性与传输

2、通道的特性相符。 3、RS编码器：对每一个已随机化的传送包进展截短的块RS编码，以产生误码维护包。这种编码也运用于同步字节本身。根据误码维护的要求，有线传送与卫星传送系统不同，没有运用卷积编码，而只是运用基于RS编码的前向纠错FEC。 注解：204，188 K+2t，可以纠正t即8个误码。4、卷积交错器：将数据码按一定规那么打乱，抵御突发噪声引起的连片数据误码。当码流在传输中突发误码继续多个码元时，经过去交错器后，延续误码变为离散的单个误码即可被RS解码器纠正4一、数字电视系统框图续5、字节映射到m比特符号：该单元将交错器产生的字节映射为QAM符号，以便进展调制。对64QAM的调制，是将8比特

3、数据转换成6比特为一组的符号。 6、差分编码：为获得旋转不变星座图，该单元应对每个符号的两个最高有效位MSB进展差分编码以便获得固定90度旋转的QAM星座图。 7、基带成形：将经过差分编码的m比特符号映射为I和Q信号，在QAM调制前对I、Q信号进展升余弦滚降平方根滤波。 8、QAM调制和中频物理接口：完成QAM调制，并将QAM已调信号衔接到CATV射频信道。CATV用的QAM调制是运用两个独立的基带波形对两个相互正交的同频载波进展抑制载波的双边带调制，利用这种已调信号在同一带宽内频谱正交的性质实现两路并行数字信息传输，因此它兼顾了频带及功率利用率。 9、传输网络：指HFC ；10、CATV有线

4、电视综合解码接纳机数字机顶盒：完成与前端相反的物理过程。 5二、星座图详解 星座图Constellation：图形化地显示相应调制格式的信号符号幅度、相位。例如，当比特流进入16QAM调制器时，4个比特构成一个符号，然后这些符号就会被载波调制到正交的I、Q平面上。当比特流进入64QAM调制器时，那么是6个比特构成一个符号，然后这些符号就会被载波调制到正交的I、Q平面上。符号点在I/Q平面上的位置与其调制相位、幅度对应。 2*n：n个比特代表一个符号，16、64代表符号点的个数；6二、星座图详解续1、 16QAM：16个符号点；4个比特代表一个符号，如：0000、0001、0011、0111、1

5、000、1100、1110、1111等；2、 64QAM：64个符号点；6个比特代表一个符号，如：000000、000001、000011、000111、1000000、110000、111000、111100、111110、111111等；3、比特转化为符号的框图解析。7三、主要技术目的1、系统输出口数字调制信号的输出功率电平 2、调制误差率MER 3、误差矢量幅度EVM 4、比特误码率BER 5、载噪比C/N；噪声功率带宽内的每比特能量Eb/No 6、噪声裕量Noise margin 7、等效噪声劣化Equivalent Noise Degradation,END 8、射频载波的相位噪声P

6、hase noise 、相位抖动Phase jitter8系统输出口数字调制信号的输出功率电平1、数字频道功率电平指的是平均功率电平，而不是峰值电平。由于射频载波被随机化的数字信号调制，使射频信号呈现为类似噪声充溢整个频谱。2、普通而言，64QAM调制数字频道的峰值功率要比平均功率高6-10 dB、QPSK调制数字频道的峰值功率要比平均功率高3-5dB。3、一方面要为了防止数字信号的峰值电平过高导致放大器紧缩、互调干扰及光发射机的限幅削波产生CSO、CTB等非线形产物对模拟信号的干扰而要降低数字信号的功率，另一方面又要尽量提高数字频道的电平以添加信噪比，提高抗非线性及噪声的才干。 数字频道的功

7、率电平应比模拟电视载波电平低6-10dB为好。4、丈量方法： 1用频谱仪Noise Marker的每Hz功率法：用每Hz带宽显示每Hz功率的方法。数据信道功率=显示的每Hz功率+10lg信道带宽 2用公用丈量宽带频谱功率的仪器，可直接读出数字频道功率。 9模拟电视频道的丈量10下行数字电视信号的丈量11数字电视不正确的丈量方式12数字电视正确的丈量方式13调制误差率MER1、指平均矢量幅度与误差矢量幅度的有效值的比值，结果用dB表示2、图讲解明：当接纳机接纳信号时，在某一段时间里捕获到N个符号应远大于星座点数M，得到N个矢量，记录他们的实践位置，而该符号的理想位置是，从而可得到误差矢量，即实践

8、位置到理想位置的偏移。MER反映的是实践信号对理想信号位置的总体偏移程度。 14调制误差率MER续3、调制误差率MER反映了在整个丈量系统中对信号的一切相位、幅度类型的损伤和劣化。例如：各种非中断性的损伤系统噪声、CSO、CTB、侵入噪声、相位误差、相位噪声等呵斥的相位误差及调制器IQ幅度不平衡、放大器紧缩呵斥的幅度误差等。4、在只思索频道中的高斯噪声时，MER近视于基带数字调制信号的SNR。MER的测试结果客观而准确的反映了数字接纳机正确复原数字信号的才干，也可以看作为数字信号被正确复原的概率。在调查数字电视传输系统的性能、调制信号的质量及SNR的分配时，MER比S/N更能阐明整个系统的性能

9、。 15调制误差率MER续3、调制误差率MER反映了在整个丈量系统中对信号的一切相位、幅度类型的损伤和劣化。例如：各种非中断性的损伤系统噪声、CSO、CTB、侵入噪声、相位误差、相位噪声等呵斥的相位误差及调制器IQ幅度不平衡、放大器紧缩呵斥的幅度误差等。4、在只思索频道中的高斯噪声时，MER近视于基带数字调制信号的SNR。MER的测试结果客观而准确的反映了数字接纳机正确复原数字信号的才干，也可以看作为数字信号被正确复原的概率。在调查数字电视传输系统的性能、调制信号的质量及SNR的分配时，MER比S/N更能阐明整个系统的性能。 16调制误差率MER续3、调制误差率MER反映了在整个丈量系统中对信

10、号的一切相位、幅度类型的损伤和劣化。例如：各种非中断性的损伤系统噪声、CSO、CTB、侵入噪声、相位误差、相位噪声等呵斥的相位误差及调制器IQ幅度不平衡、放大器紧缩呵斥的幅度误差等。4、在只思索频道中的高斯噪声时，MER近视于基带数字调制信号的SNR。MER的测试结果客观而准确的反映了数字接纳机正确复原数字信号的才干，也可以看作为数字信号被正确复原的概率。在调查数字电视传输系统的性能、调制信号的质量及SNR的分配时，MER比S/N更能阐明整个系统的性能。 17调制误差率MER续3、调制误差率MER反映了在整个丈量系统中对信号的一切相位、幅度类型的损伤和劣化。例如：各种非中断性的损伤系统噪声、C

11、SO、CTB、侵入噪声、相位误差、相位噪声等呵斥的相位误差及调制器IQ幅度不平衡、放大器紧缩呵斥的幅度误差等。4、在只思索频道中的高斯噪声时，MER近视于基带数字调制信号的SNR。MER的测试结果客观而准确的反映了数字接纳机正确复原数字信号的才干，也可以看作为数字信号被正确复原的概率。在调查数字电视传输系统的性能、调制信号的质量及SNR的分配时，MER比S/N更能阐明整个系统的性能。 18调制误差率MER续5、关于MER的门限：基于8MHz的64QAM的MER门限值为24 dB，一旦低于此值，由于数字信号的“峭壁效应，图象就会从称心的效果转到马赛克景象、静帧或黑屏。这一点完全不同于模拟电视的图

12、象质量逐渐下降。普通应给系统输出4-6 dB的平安裕量。建议系统输出口的MER在28 dB。前端MER值到达35 dB时将是理想情况普通仪器的丈量范围在18-35 dB。 峭壁点6、用公用仪器即可经过高速计算软件测得MER值 19误差矢量幅度EVM1、用百分比表示误差矢量幅度归一化到峰值矢量幅度的MER。EVM计算公式为 2、EVM与MER可以相互转化，公式为： 其中V为峰值与平均电压的比，MERv为转化dB单位后的值，64QAM的V值取1.527。 3、折算后EVM取值范围：2.62%(MER取28dB)-1.2%(MER取35dB) 20比特误码率BER1、错误比特数和发送比特总数的比，简

13、称为误码率。 2、数字信号不同于模拟信号，一切损伤与干扰最后都反映在BER上。系统可靠性最终都归结到BER这一目的上。BER与测试点的C/N有关。 3、丈量BER普通有两种显示值：FEC校正前的BER、FEC校正后的BER。FEC校正前的BER指系统的误码率包括可校正、不可校正的误码，FEC校正后的BER指FEC不能校正的误码，两者之间的不同反映了FEC任务的情况及系统离失败点的远近程度。4、高于1E-03的误码率那么超越了系统FEC校正的才干，1E-04为64QAM系统FEC校正前的BER临界，高于此误码率，系统的传输质量将急剧劣化，而误码率在1E-06、1E-07时将会出现可觉察的图象损伤

14、，误码率在1E-09以下时效力质量将相当好。 21比特误码率BER续5、MER与BER的关系： 在此MER范围内无误码 1E-08 1E-07 1E-06 1E-05 1E-04 1E-03 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 24 23 22 216、好的BER并不阐明有好的MER，由于在星座图的决策边框内的点均能恢复，但是由于存在一些偏离中心点理想位置的点，因此产生矢量误差，导致了MER劣化；而且好的MER也不能阐明BER一定就好，在系统遭到中断类的噪声冲击、激光器削波、扫描脉冲干扰、松动的接头时，BER会明显劣化，但MER能够变化不大。BER反映了限幅与失真峰值呵

15、斥的影响，限幅与失真产生的频谱尖峰是BER劣化的主要缘由，而限幅产生的问题无法经过MER测试来读出，必需采用误码检测来捕捉。 22载噪比C/N；噪声功率带宽内的每比特能量Eb/No1、指RF/IF信号的总功率对有效带宽内噪声功率的比值，用dB表示。这只是一种传统的称谓，由于实践上有线数字电视采用的是抑制载波的调制，传输中已不出现载波。2、噪声功率带宽内的每比特能量Eb/No：它与系统C/N的关系为： Eb/No=C/N10lgm (m为每个符号的比特数，64QAM中m为6)3、系统C/N的门限值只计高斯噪声为23.7dB对应的BER为1E-04，FEC前 。 4、丈量方法： 1先用频谱仪Noi

16、se marker方式丈量信号的每Hz功率C，再关掉调制器的信号，用一样方式丈量一样频率点的噪声功率No,两者之差即为C/N。 2或者在不关断调制器的情况下，丈量没有信号的相邻频道的噪声功率No,那么CNo即为所求。但是这种情况要求，相邻频道的噪声频谱应较平坦。 23数字电视信号载噪比 C/N 的丈量Courtesy Agilent Technologies and Sunrise Telecom Broadband Division24噪声裕量Noise margin1、噪声裕量NOISE MARGIN：是接纳信号的载噪比C/N与BER为1E-04 FEC校正前的载噪比之间的差值，用dB表示

17、。 2、噪声裕量给出了整个系统离门限点的间隔how far to the cliff即系统可靠性数值。 3、它是描画数字系统的一个主要参数，反映了数字系统还能接受的额外噪声才干。假设该值较大，就会保证系统抗噪声的强壮性。建议选择4dB作为系统值。 25等效噪声劣化Equivalent Noise Degradation,END 指实践系统误码率为1E-04时的载噪比C/N与实际上误码率为1E-04时的载噪比的差值，结果用dB表示。END表示了实践系统与理想系统的间隔。 26射频载波的相位噪声、相位抖动1、相位噪声Phase noise：由于不稳定的本振引入的发射机、接纳机、变频器内部相位的随机

18、变化。在DVB-C中取偏离载波100KHz点作为相位噪声丈量点。 2、相位抖动Phase jitter：由于振荡器的频率和相位的起伏引起的载波相位的不确定。相位抖动将会带来接纳机取样的不确定，由于载波的再生很难跟踪相位的起伏。在星座图上，相位抖动将会使边缘的符号向中间靠拢。 27五、典型星座图特征景象与缺点关联1、丈量MER、BER并不能全面反映数字调制信号的损伤情况。2、只需星座图Constellation经过符号在I/Q平面上的实践位置、外形与理想情况的偏离幅度与相位失真程度对比，定性地判别引起误码的各种缺点来源3、缺点来源包括系统噪声、相关干扰、相位噪声、I/Q幅度不平衡、激光器削波、交

19、流声等。4、假设符号偏离其理想点，就会产生误码，点偏离程度实践上就是误差矢量 。28好的星座图 理想的星座图：符号点均在决策边框内的中心点。 阐明良好的相位噪声、热噪声等，因此MER值好。 29热噪声引起的损伤景象：符号点随机的向外扩展相对于中心点 30相位噪声上、下变频器产生引起的损伤景象：四个边角的符号向内旋转，使方形的星座图变为圆 31相关干扰如CTB、CSO等互调失真、侵入噪声产物 景象：符号云的中心被掏空，构成圆串 32I/Q不平衡前端I/Q调制器、基带放大器、滤波器呵斥景象：星座图不成方形，I、Q轴即宽、高不等 33增益紧缩放大器、滤波器及上、下变频器、中频平衡器等呵斥景象：外部的

20、符号向中间均匀地靠拢，而中间的坚持不变 34中断性的干扰及激光器削波等产生景象：在符号中心附近孤立的随机点 35补充：自顺应平衡器Adaptive Equalizer 1、自顺应平衡器Adaptive Equalizer：用来补偿传输系统中因存在不良分配器、松动的接头、损坏的电缆等呵斥数字频道内的频率呼应In-Channel及群时延(Group delay)失真的数字滤波器。2、自顺应平衡器反映了数字调制信号的线性损伤度。自顺应平衡对线性失真相当有效，但是不能抵消非线性失真。3、频道内频率呼应反映幅度损伤，群时延(Group delay)反映相位损伤。经过平衡器的显示，能判别频道内的反射等线性

21、失真，有的仪器还能计算出产生反射的间隔位置。 4、当丈量到平衡器难以消除的线性失真后，用频谱仪检测频道的平坦度来确定线路失真的来源如不良分配器、松动的接头、损坏的电缆、双工滤波器等并加以修复，从而减轻平衡器校正强度。 36 图中最高柱形代表了测试点，每个柱形代表一个平衡器滤波系数以便消除信号线性失真。当柱形接近或超越平衡门限界值时，该频道将会遭到线性失真的影响。 37六、数字电视与模拟电视兼容传输的特点差别1、电平丈量方式不同 1传输电平的配置；2削波问题。2、衡量传输系统的目的规范不同 1模拟：图象载波电平、C/N、CM、IM、CSO、CTB、CLDI、 HUM、DG、DP、回波值等 2数字

22、电视：MER、BER、频道平均功率电平等3、缺点图象客观评价方式不同 1模拟：雪花干扰、滚道干扰、网纹干扰、窜台、重影、彩色鬼影等 2数字电视：马赛克、静帧、黑屏等38数字电视与模拟电视兼容传输的特点差别续4、非线性失真产物及其影响不同 1模拟：CSO、CTB离散族状分布，网纹、负像等； 2数字电视：白噪声弥散分布，类似组合互调失真噪声 3数字信号干扰模拟信号的特点：图象分辨率、对比度下降， 不泄漏，缺乏粒度，有压制感，似被灰尘堵塞了的纱窗，引 起C/N劣化，但是CSO、CTB目的不明显降低 4数字信号干扰数字信号的特点：频繁的马赛克景象。39 谢谢！40调制误差率MER续3、调制误差率MER

23、反映了在整个丈量系统中对信号的一切相位、幅度类型的损伤和劣化。例如：各种非中断性的损伤系统噪声、CSO、CTB、侵入噪声、相位误差、相位噪声等呵斥的相位误差及调制器IQ幅度不平衡、放大器紧缩呵斥的幅度误差等。4、在只思索频道中的高斯噪声时，MER近视于基带数字调制信号的SNR。MER的测试结果客观而准确的反映了数字接纳机正确复原数字信号的才干，也可以看作为数字信号被正确复原的概率。在调查数字电视传输系统的性能、调制信号的质量及SNR的分配时，MER比S/N更能阐明整个系统的性能。 41调制误差率MER续5、关于MER的门限：基于8MHz的64QAM的MER门限值为24 dB，一旦低于此值，由于

24、数字信号的“峭壁效应，图象就会从称心的效果转到马赛克景象、静帧或黑屏。这一点完全不同于模拟电视的图象质量逐渐下降。普通应给系统输出4-6 dB的平安裕量。建议系统输出口的MER在28 dB。前端MER值到达35 dB时将是理想情况普通仪器的丈量范围在18-35 dB。 峭壁点6、用公用仪器即可经过高速计算软件测得MER值 42误差矢量幅度EVM1、用百分比表示误差矢量幅度归一化到峰值矢量幅度的MER。EVM计算公式为 2、EVM与MER可以相互转化，公式为： 其中V为峰值与平均电压的比，MERv为转化dB单位后的值，64QAM的V值取1.527。 3、折算后EVM取值范围：2.62%(MER取

25、28dB)-1.2%(MER取35dB) 43比特误码率BER1、错误比特数和发送比特总数的比，简称为误码率。 2、数字信号不同于模拟信号，一切损伤与干扰最后都反映在BER上。系统可靠性最终都归结到BER这一目的上。BER与测试点的C/N有关。 3、丈量BER普通有两种显示值：FEC校正前的BER、FEC校正后的BER。FEC校正前的BER指系统的误码率包括可校正、不可校正的误码，FEC校正后的BER指FEC不能校正的误码，两者之间的不同反映了FEC任务的情况及系统离失败点的远近程度。4、高于1E-03的误码率那么超越了系统FEC校正的才干，1E-04为64QAM系统FEC校正前的BER临界，

26、高于此误码率，系统的传输质量将急剧劣化，而误码率在1E-06、1E-07时将会出现可觉察的图象损伤，误码率在1E-09以下时效力质量将相当好。 44比特误码率BER续5、MER与BER的关系： 在此MER范围内无误码 1E-08 1E-07 1E-06 1E-05 1E-04 1E-03 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 24 23 22 216、好的BER并不阐明有好的MER，由于在星座图的决策边框内的点均能恢复，但是由于存在一些偏离中心点理想位置的点，因此产生矢量误差，导致了MER劣化；而且好的MER也不能阐明BER一定就好，在系统遭到中断类的噪声冲击、激光器削波

27、、扫描脉冲干扰、松动的接头时，BER会明显劣化，但MER能够变化不大。BER反映了限幅与失真峰值呵斥的影响，限幅与失真产生的频谱尖峰是BER劣化的主要缘由，而限幅产生的问题无法经过MER测试来读出，必需采用误码检测来捕捉。 45载噪比C/N；噪声功率带宽内的每比特能量Eb/No1、指RF/IF信号的总功率对有效带宽内噪声功率的比值，用dB表示。这只是一种传统的称谓，由于实践上有线数字电视采用的是抑制载波的调制，传输中已不出现载波。2、噪声功率带宽内的每比特能量Eb/No：它与系统C/N的关系为： Eb/No=C/N10lgm (m为每个符号的比特数，64QAM中m为6)3、系统C/N的门限值只

28、计高斯噪声为23.7dB对应的BER为1E-04，FEC前 。 4、丈量方法： 1先用频谱仪Noise marker方式丈量信号的每Hz功率C，再关掉调制器的信号，用一样方式丈量一样频率点的噪声功率No,两者之差即为C/N。 2或者在不关断调制器的情况下，丈量没有信号的相邻频道的噪声功率No,那么CNo即为所求。但是这种情况要求，相邻频道的噪声频谱应较平坦。 46数字电视信号载噪比 C/N 的丈量Courtesy Agilent Technologies and Sunrise Telecom Broadband Division47噪声裕量Noise margin1、噪声裕量NOISE MA

29、RGIN：是接纳信号的载噪比C/N与BER为1E-04 FEC校正前的载噪比之间的差值，用dB表示。 2、噪声裕量给出了整个系统离门限点的间隔how far to the cliff即系统可靠性数值。 3、它是描画数字系统的一个主要参数，反映了数字系统还能接受的额外噪声才干。假设该值较大，就会保证系统抗噪声的强壮性。建议选择4dB作为系统值。 48等效噪声劣化Equivalent Noise Degradation,END 指实践系统误码率为1E-04时的载噪比C/N与实际上误码率为1E-04时的载噪比的差值，结果用dB表示。END表示了实践系统与理想系统的间隔。 49射频载波的相位噪声、相位

30、抖动1、相位噪声Phase noise：由于不稳定的本振引入的发射机、接纳机、变频器内部相位的随机变化。在DVB-C中取偏离载波100KHz点作为相位噪声丈量点。 2、相位抖动Phase jitter：由于振荡器的频率和相位的起伏引起的载波相位的不确定。相位抖动将会带来接纳机取样的不确定，由于载波的再生很难跟踪相位的起伏。在星座图上，相位抖动将会使边缘的符号向中间靠拢。 50五、典型星座图特征景象与缺点关联1、丈量MER、BER并不能全面反映数字调制信号的损伤情况。2、只需星座图Constellation经过符号在I/Q平面上的实践位置、外形与理想情况的偏离幅度与相位失真程度对比，定性地判别引起误码的各种缺点来源3、缺点来源包括系统噪声、相关干扰、相位噪声、I/Q幅度不平衡、激光器削波、交流声等。4、假设符号偏离其理想点，就会产生误码，点偏离程度实践上就是误差矢量 。51好的星座图 理想的星座图：符号点均在决策边框内的中心点。 阐明良好的相位噪声、热噪声等，因此MER值好。 52热噪声引起的损伤景象：符号点随机的向外扩展相对于中心点 53相位噪声上、下变频器产生引起的损伤景象：四个边角的符号向内旋