数字电视技术维护指标及典型故障

数字电视技术维护指标及典型故障金塔电视台有线电视中心1数字电视技术维护指标及典型故障一、数字电视系统框图二、星座图详解三、主要技术指标四、指标解析五、典型星座图特征现象与故障关联六、数字电视与模拟电视兼容传输的特点差异2一、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结构进行匹配。帧结构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帧结构的同步1字节反相。为了频谱成形，并对数据流进行随机化处理，一般使用伪随机序列对统计特性不好的码列进行扰码（随机化），可使输出序列中的0与1的个数大致相同，没有长串的连续0或1，从而使码列的特性与传输通道的特性相符。

3、RS编码器：对每一个已随机化的传送包进行截短的块RS编码，以产生误码保护包。这种编码也应用于同步字节本身。根据误码保护的要求，有线传送与卫星传送系统不同，没有使用卷积编码，而只是使用基于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、卷积交织器：将数据码按一定规则打乱，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持续多个码元时，经过去交织器后，连续误码变为离散的单个误码即可被RS解码器纠正）3一、数字电视系统框图（续）5、字节映射到m比特符号：该单元将交织器产生的字节映射为QAM符号，以便进行调制。对64QAM的调制，是将8比特数据转换成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）进行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信号进行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已调信号连接到CATV射频信道。CATV用的QAM调制是使用两个独立的基带波形对两个相互正交的同频载波进行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有线电视综合解码接收机（数字机顶盒）：完成与前端相反的物理过程。

4二、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个比特形成一个符号，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，则是6个比特形成一个符号，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；5二、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、1000、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。6三、主要技术指标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（Noisemargin）

7、等效噪声劣化（EquivalentNoiseDegradation,END）

8、射频载波的相位噪声（Phasenoise）、相位抖动（Phasejitter）7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。因为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满整个频谱。2、一般而言，64QAM调制数字频道的峰值功率要比平均功率高6---10dB、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压缩、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。4、测量方法：1）用频谱仪NoiseMarker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）用专用测量宽带频谱功率的仪器，可直接读出数字频道功率。8模拟电视频道的测量9下行数字电视信号的测量10数字字电电视视不不正正确确的的测测量量方方式式11数字字电电视视正正确确的的测测量量方方式式12调制制误误差差率率MER1、、指指平平均均矢矢量量幅幅度度与与误误差差矢矢量量幅幅度度的的有有效效值值的的比比值值，，结结果果用用dB表示示2、、图图解解说说明明：：当当接接收收机机接接收收信信号号时时，，在在某某一一段段时时间间里里捕捕获获到到N个个符符号号（（应应远远大大于于星星座座点点数数M）），，得得到到N个个矢矢量量，，记记录录他他们们的的实实际际位位置置，，而而该该符符号号的的理理想想位位置置是是，，从从而而可可得得到到误误差差矢矢量量，，即即实实际际位位置置到到理理想想位位置置的的偏偏移移。。MER反反映映的的是是实实际际信信号号对对理理想想信信号号位位置置的的总总体体偏偏移移程程度度。。13调制制误误差差率率MER（（续续））3、、调制制误误差差率率MER反映映了了在在整整个个测测量量系系统统中中对对信信号号的的所所有有相相位位、、幅幅度度类类型型的的损损伤伤和和劣劣化化。。例例如如：：各各种种非非中中断断性性的的损损伤伤（（系系统统噪噪声声、、CSO、CTB、侵侵入入噪噪声声））、、相相位位误误差差、、相相位位噪噪声声等等造造成成的的相相位位误误差差及及调调制制器器IQ幅度度不不平平衡衡、、放放大大器器压压缩缩造造成成的的幅幅度度误误差差等等。。4、、在只只考考虑虑频频道道中中的的高高斯斯噪噪声声时时，，MER近视视于于基基带带数数字字调调制制信信号号的的SNR。MER的测试试结果果客观观而准准确的的反映映了数数字接接收机机正确确还原原数字字信号号的能能力，，也可可以看看作为为数字字信号号被正正确还还原的的概率率。在在考察察数字字电视视传输输系统统的性性能、、调制制信号号的质质量及及SNR的分配配时，，MER比S/N更能说说明整整个系系统的的性能能。14调制误误差率率MER（续续）5、关于MER的门限限：基基于8MHz的64QAM的MER门限值值为24dB，一旦旦低于于此值值，由由于数数字信信号的的“峭峭壁””效应应，图图象就就会从从满意意的效效果转转到马马赛克克现象象、静静帧或或黑屏屏。（（这一一点完完全不不同于于模拟拟电视视的图图象质质量逐逐渐下下降））。一一般应应给系系统输输出4---6dB的安全全裕量量。建建议系系统输输出口口的MER在28dB。前端端MER值达到到35dB时将是是理想想情况况（一一般仪仪器的的测量量范围围在18---35dB）。峭峭壁壁点6、用用专用用仪器器即可可通过过高速速计算算软件件测得得MER值值15误差矢矢量幅幅度EVM1、用用百分分比表表示误误差矢矢量幅幅度归归一化化到峰峰值矢矢量幅幅度的的MER。EVM计算公公式为为2、EVM与MER可以相相互转转化，，公式式为：：其中V为峰值值与平平均电电压的的比，，MERv为转化化dB单位后后的值值，64QAM的V值取1.527。3、折算后后EVM取值范范围：：2.62%(MER取28dB)---1.2%((MER取35dB)16比特误误码率率BER1、错错误比比特数数和发发送比比特总总数的的比，，简称称为误误码率率。2、数字信信号不不同于于模拟拟信号号，一一切损损伤与与干扰扰最后后都反反映在在BER上。系系统可可靠性性最终终都归归结到到BER这一指指标上上。BER与测试试点的的C/N有关。。3、测量BER一般有有两种种显示示值：：FEC校正前前的BER、FEC校正后后的BER。FEC校正前前的BER指系统统的误误码率率（包包括可可校正正、不不可校校正的的误码码），，FEC校正后后的BER指FEC不能校校正的的误码码，两两者之之间的的不同同反映映了FEC工作的的状况况及系系统离离失败败点的的远近近程度度。4、高高于1E-03的误误码率率则超超过了了系统统FEC校校正的的能力力，1E-04为64QAM系统统FEC校校正前前的BER临界界，高高于此此误码码率，，系统统的传传输质质量将将急剧剧劣化化，而而误码码率在在1E-06、、1E-07时时将会会出现现可察察觉的的图象象损伤伤，误误码率率在1E-09以下下时服服务质质量将将相当当好。。17比特误误码率率BER（续续）5、MER与BER的关系系：在此MER范围内内无误误码1E-081E-071E-061E-051E-041E-036、好好的BER并不不说明明有好好的MER，因因为在在星座座图的的决策策边框框内的的点均均能恢恢复，，但是是由于于存在在一些些偏离离中心心点（（理想想位置置）的的点，，因此此产生生矢量量误差差，导导致了了MER劣劣化；；而且且好的的MER也也不能能表明明BER一一定就就好，，在系系统遭到中断类类的噪声冲冲击、激光光器削波、、扫描脉冲冲干扰、松动的接接头时，BER会明明显劣化，，但MER可能变化化不大。BER反映映了限幅与与失真峰值值造成的影影响，限幅幅与失真产产生的频谱谱尖峰是BER劣化化的主要原原因，而限限幅产生的的问题无法法通过MER测试来来读出，必必须采用误误码检测来来捕捉。18载噪比C/N；噪声功率带带宽内的每每比特能量量Eb/No1、指RF/IF信号的总功功率对有效效带宽内噪噪声功率的的比值，用用dB表示。这只只是一种传传统的称呼呼，因为实实际上有线线数字电视视采用的是是抑制载波波的调制，，传输中已已不出现载载波。2、噪声功功率带宽内内的每比特特能量Eb/No：：它与系统统C/N的的关系为：：Eb/No=C/N—10lgm(m为每个个符号的比比特数，64QAM中m为6)3、系统C/N的门门限值（只只计高斯噪噪声）为23.7dB（对应应的BER为1E-04，FEC前））。4、测量方方法：1）先用频频谱仪Noisemarker模式式测量信号号的每Hz功率C，，再关掉调调制器的信信号，用相相同模式测测量相同频频率点的噪噪声功率No,两者者之差即为为C/N。。2）或者在在不关断调调制器的情情况下，测测量没有信信号的相邻邻频道的噪噪声功率No,则C—No即即为所求。。但是这种种情况要求求，相邻频频道的噪声声频谱应较较平坦。19数字电视信信号载噪比比C/N的测量量CourtesyAgilentTechnologiesandSunriseTelecomBroadbandDivision20噪声裕量（（Noisemargin）1、噪声裕量（（NOISEMARGIN）：是接收收信号的载载噪比C/N与BER为1E-04（FEC校正前）的的载噪比之之间的差值值，用dB表示。2、噪声裕量给给出了整个个系统离门门限点的距距离（howfartothecliff）即系统可可靠性数值值。3、它是描述数数字系统的的一个主要要参数，反反映了数字字系统还能能承受的额额外噪声能能力。如果果该值较大大，就会保保证系统抗抗噪声的健健壮性。建建议选择4dB作为系统值值。21等效噪声劣劣化（EquivalentNoiseDegradation,END）指实际系统统误码率为为1E-04时的载噪比比C/N与理论上误误码率为1E-04时的载噪比比的差值，，结果用dB表示。END表示了实际际系统与理理想系统的的距离。22射频载波的的相位噪声声、相位抖抖动1、相位噪声（（Phasenoise）：由于不稳定定的本振引引入的发射射机、接收收机、变频频器内部相相位的随机机变化。在在DVB-C中取偏偏离载波100KHz点作为为相位噪声声测量点。。2、相位抖动（（Phasejitter）：由于振荡器器的频率和和相位的起起伏引起的的载波相位位的不确定定。相位抖抖动将会带带来接收机机取样的不不确定，因因为载波的的再生很难难跟踪相位位的起伏。。在星座图图上，相位位抖动将会会使边缘的的符号向中中间靠拢。。23五、典型星星座图特征征现象与故故障关联1、测量MER、BER并不能全面面反映数字字调制信号号的损伤情情况。2、只有星星座图（Constellation）通过符号号在I/Q平面上的实实际位置、、形状与理理想状况的的偏离（幅幅度与相位位失真）程程度对比，，定性地判判断引起误误码的各种种故障来源源3、故障来来源包括系系统噪声、、相干干扰扰、相位噪噪声、I/Q幅度不平衡衡、激光器器削波、交交流声等。。4、若符号号偏离其理理想点，就就会产生误误码，点偏偏离程度实实际上就是是误差矢量量。24好的星座图图理想的星座座图：符号号点均在决决策边框内内的中心点点。说明良好的相位噪声声、热噪声声等，因此此MER值好。25热噪声引起起的损伤现象：符号号点随机的的向外扩展展（相对于于中心点））26相位噪声（（上、下变变频器产生生）引起的的损伤现象：四个个边角的符符号向内旋旋转，使方方形的星座座图变为圆圆27相干干扰（（如CTB、CSO等互调失真真、侵入噪噪声产物））现象：符号号云的中心心被掏空，，形成圆串串28I/Q不平衡（前前端I/Q调制器、基基带放大器器、滤波器器造成）现象：星座座图不成方方形，I、Q轴即宽、高高不等29增益压缩（（放大器、、滤波器及及上、下变变频器、中中频均衡器器等造成））现象：外部部的符号向向中间均匀匀地靠拢，，而中间的的保持不变变30中断性的干干扰及激光光器削波等等产生现象：在符符号中心附附近孤立的的随机点31补充：自适应均衡衡器（AdaptiveEqualizer）1、自适应均衡衡器（AdaptiveEqualizer）：用来补偿传传输系统中中因存在不不良分配器器、松动的的接头、损损坏的电缆缆等造成数数字频道内内的频率响响应（In-Channel）及群时时延(Groupdelay)失真的数数字滤波波器。2、自适适应均衡衡器反映映了数字字调制信信号的线线性损伤伤度。自自适应均均衡对线线性失真真相当有有效，但但是不能能抵消非非线性失失真。3、频道道内频率率响应反反映幅度度损伤，，群时延延(Groupdelay)反映映相位损损伤。通通过均衡衡器的显显示，能能判断频频道内的的反射等等线性失失真，有有的仪器器还能计计算出产产生反射射的距离离位置。。4、当测量到到均衡器器难以消消除的线线性失真真后，用用频谱仪仪检测频频道的平平坦度来来确定线线路失真真的来源源（如不不良分配配器、松松动的接接头、损损坏的电电缆、双双工滤波波器等））并加以以修复，，从而减减轻均衡衡器校正正强度。。32图中最高高柱形代代表了测测试点，，每个柱柱形代表表一个均均衡器滤滤波系数数以便消消除信号号线性失失真。当当柱形接接近或超超过均衡衡门限界界值时，，该频道道将会受受到线性性失真的的影响。。33六、数字字电视与与模拟电电视兼容容传输的的特点差差异1、电平平测量方方式不同同1）传输输电平的的配置；；2）削削波问题题。2、衡量量传输系系统的指指标标准准不同1）模拟拟：图象象载波电电平、C/N、、CM、、IM、、CSO、CTB、CLDI、HUM、DG、DP、回波波值等2）数字字电视：：MER、BER、频频道平均均功率电电平等3、故障障图象主主观评价价方式不不同1）模拟拟：雪花花干扰、、滚道干干扰、网网纹干扰扰、窜台台、重影影、彩色色鬼影等等2）数字字电视：：马赛克克、静帧帧、黑屏屏等34数字电视视与模拟拟电视兼兼容传输输的特点点差异（（续）4、非线线性失真真产物及及其影响响不同1）模拟拟：CSO、CTB离离散族状状分布，，网纹、、负像等等；2）数字字电视：：白噪声声弥散分分布，类类似组合合互调失失真噪声声3）数字字信号干干扰模拟拟信号的的特点：：图象分分辨率、、对比度度下降，，不透露，，缺乏粒粒度，有有压抑感感，似被被灰尘堵堵塞了的的纱窗，，引起C/N劣化，，但是CSO、、CTB指标不不明显降降低4）数字字信号干干扰数字字信号的的特点：：频繁的的马赛克克现象。。35谢谢大家家！369、静夜四四无邻，，荒居旧旧业贫。。。1月-231月-23Friday,January6,202310、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。01:07:5101:07:5101:071/6/20231:07:51AM11、以我我独沈沈久，，愧君君相见见频。。。1月-2301:07:5101:07Jan-2306-Jan-2312、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。01:07:5101:07:5101:07Friday,January6,202313、乍乍见见翻翻疑疑梦梦，，相相悲悲各各问问年年。。。。1月月-231月月-2301:07:5101:07:51January6,202314、他乡乡生白白发，，旧国国见青青山。。。06一一月月20231:07:51上上午01:07:511月-2315、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。一月231:07上午午1月-2301:07January6,202316、行动出成成果，工作作出财富。。。2023/1/61:07:5101:07:5106January202317、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。1:07:51上上午午1:07上上午午01:07:511月月-239、没有有失败败，只只有暂暂时停停止成成功！！。1月-231月-23Friday,January6,202310、很多事事情努力力了未必必有结果果，但是是不努力力却什么么改变也也没有。。。01:07:5101:07:5101:071/6/20231:07:51AM11、成成功功就就是是日日复复一一日日那那一一点点点点小小小小努努力力的的积积累累。。。。1月月-2301:07:5101:07Jan-2306-Jan-2312、世间成事，，不求其绝对对圆满，留一一份不足，可可得无限完美美。。01:07:5101:07:5101:07Friday,January6,202313、不知香香积寺，，数里入入云峰。。。1月-231月-2301:07:5101:07:51January6,202314、意志志坚强强的人人能把把世界界放在在手中中像泥泥块一一样任任意揉揉捏。。06一一月月20231:07:52上上午01:07:521月-2315、楚塞三湘接接，荆门九派派通。。。一月231:07上上午1月-23