数字电视指标分析及其关联

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)08-0187-011、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。测量ber通常有两种显示值：fec校正前的和校正后的ber。berpre-fec（纠错前误码率）：纠错前的误码率是指实际发生错误的比特数量和总的传送比特数量（包括可校正、不可校正的误码）的比值。berpost-fec（纠错后误码率）：fec纠错算法在检测出有多少错误比特后，根据自身的纠错能力，纠正错误比特当中的一部分或者全部的错误，用还没有被纠正的错误比特数量与总的传送比特数量进行比较就是纠错后的误码率。数字电视要求误码率(纠错前)小于10-4，如果大于10-4，数字电视出现马赛克或接收不到。fec后的误码率要求小于10-6.，两者之间的不同反映了fec工作的状况及系统离失败点的远近程度。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-09，这时观看效果最理想；准无误码为ber为2e-04，偶然开始出现局部马赛克，还可以观看；临界ber为1e-03，大量马赛克出现，图像出现断续；ber大于1e-03完全不能观看。尽管较差的ber表示信号品质较差，但是ber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，问题可能会由瞬间的或突发噪声引起。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、mer与ber的关系如上所述，好的ber并不说明有好的mer，因为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的点，因此产生矢量误差，导致了mer劣化；好的mer也不能表明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可能变化不大。ber反映了限幅与失真峰值造成的影响，限幅与失真产生的频谱尖峰是ber劣化的主要原因，而限幅产生的问题无法通过mer测试来读出，必须采用误码检测来捕捉。mer包括了可能输入全部信号的劣化，因此能够指示出接收机正确解码信号的能力。只要接收到的数据点在判决范围之内，就不会出现误码，所以虽然信号质量开始下降，但是误码率却没有变化。用mer代替ber的好处就是可以在ber变差之前就发现这种变差的趋势，从而更积极地去改善ber。我国数字电视qam调制器标准就是采用测量mer的方法，有时候两台机器之间，mer好的并不一定ber就好。mer给出信号质量下，典型的ber目标值为1e-9，准无误码率ber为2e-4；临界ber为1e-3；ber大于1e-3将丧失服务。5、误差矢量幅度（evm）evm是表征调制质量的指标，是实际信号矢量减去理想信号矢量得到的新矢量的幅度比上理想信号矢量的幅度的比值。它用来表示发射机的调制精度，调制解调器，发射机等对它都会有影响。用百分比表示误差矢量幅度归一化到峰值矢量幅度的mer。(1)evm与mer可以相互转化。(2)折算后evm取值范围：2.62%(mer取28db)-1.2%(mer取35db)6、载噪比（c/n）载噪比是指调制信号的总功率对有效带宽内噪声功率的比值，用db表示。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)，eb：信号的每比特能量。no：传输信道的噪声功率谱密度。在只计高斯噪声情况下系统c/n的门限值为23.7db（对应的ber为1e-04，fec前）。为确保系统中ber指标的良好，必须确保系统中的c/n与mer保持在一个可以接受的范围内。7、噪声余量（noisemargin）噪声余量（noisemargin）：是接收信号的载噪比c/n与ber为1e-04（fec校正前）的载噪比之间的差值，用db表示。噪声裕量给出了整个系统离门限点的距离（howfartothecliff）即系统可靠性数值。它是描述数字系统的一个主要参数，反映了数字系统还能承受的额外噪声能力。如果该值较大，就会保证系统抗噪声的健壮性。建议选择4db作为系统值。