数字电视技术维护指标及典型故障

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,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（,Noise margin,）,7、,等效噪声劣化（,Equivalent Noise Degradation,END,）,8、,射频载波的相位噪声（,Phase noise,）,、,相位抖动（,Phase jitter,）,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,6-10 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,MER,1,、,、,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,EVM,1、,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,BER,1、,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B