1、1數字電視技術維護目的及典型缺點金塔電視臺有線電視中心jtcatv1262數字電視技術維護目的及典型缺點一、數字電視系統框圖二、星座圖詳解三、主要技術目的四、目的解析五、典型星座圖特征景象與缺點關聯六、數字電視與模擬電視兼容傳輸的特點差別3一、數字電視系統框圖1、基帶接口與同步：將信號源格式與數字構造進展匹配。幀構造應與包含同步字節的MPEG-2傳送層一致。 2、同步1翻轉和隨機化：將MPEG-2幀構造的同步1字節反相。為了頻譜成形，并對數據流進展隨機化處置，普通運用偽隨機序列對統計特性不好的碼列進展擾碼隨機化，可使輸出序列中的0與1的個數大致一樣，沒有長串的延續0或1，從而使碼列的特性與傳輸

2、通道的特性相符。 3、RS編碼器：對每一個已隨機化的傳送包進展截短的塊RS編碼，以產生誤碼維護包。這種編碼也運用于同步字節本身。根據誤碼維護的要求，有線傳送與衛星傳送系統不同，沒有運用卷積編碼，而只是運用基于RS編碼的前向糾錯FEC。 注解：204，188 K+2t，可以糾正t即8個誤碼。4、卷積交錯器：將數據碼按一定規那么打亂，抵御突發噪聲引起的連片數據誤碼。當碼流在傳輸中突發誤碼繼續多個碼元時，經過去交錯器后，延續誤碼變為離散的單個誤碼即可被RS解碼器糾正4一、數字電視系統框圖續5、字節映射到m比特符號：該單元將交錯器產生的字節映射為QAM符號，以便進展調制。對64QAM的調制，是將8比特

3、數據轉換成6比特為一組的符號。 6、差分編碼：為獲得旋轉不變星座圖，該單元應對每個符號的兩個最高有效位MSB進展差分編碼以便獲得固定90度旋轉的QAM星座圖。 7、基帶成形：將經過差分編碼的m比特符號映射為I和Q信號，在QAM調制前對I、Q信號進展升余弦滾降平方根濾波。 8、QAM調制和中頻物理接口：完成QAM調制，并將QAM已調信號銜接到CATV射頻信道。CATV用的QAM調制是運用兩個獨立的基帶波形對兩個相互正交的同頻載波進展抑制載波的雙邊帶調制，利用這種已調信號在同一帶寬內頻譜正交的性質實現兩路并行數字信息傳輸，因此它兼顧了頻帶及功率利用率。 9、傳輸網絡：指HFC ；10、CATV有線

4、電視綜合解碼接納機數字機頂盒：完成與前端相反的物理過程。 5二、星座圖詳解 星座圖Constellation：圖形化地顯示相應調制格式的信號符號幅度、相位。例如，當比特流進入16QAM調制器時，4個比特構成一個符號，然后這些符號就會被載波調制到正交的I、Q平面上。當比特流進入64QAM調制器時，那么是6個比特構成一個符號，然后這些符號就會被載波調制到正交的I、Q平面上。符號點在I/Q平面上的位置與其調制相位、幅度對應。 2*n：n個比特代表一個符號，16、64代表符號點的個數；6二、星座圖詳解續1、 16QAM：16個符號點；4個比特代表一個符號，如：0000、0001、0011、0111、1

5、000、1100、1110、1111等；2、 64QAM：64個符號點；6個比特代表一個符號，如：000000、000001、000011、000111、1000000、110000、111000、111100、111110、111111等；3、比特轉化為符號的框圖解析。7三、主要技術目的1、系統輸出口數字調制信號的輸出功率電平 2、調制誤差率MER 3、誤差矢量幅度EVM 4、比特誤碼率BER 5、載噪比C/N；噪聲功率帶寬內的每比特能量Eb/No 6、噪聲裕量Noise margin 7、等效噪聲劣化Equivalent Noise Degradation,END 8、射頻載波的相位噪聲P

6、hase noise 、相位抖動Phase jitter8系統輸出口數字調制信號的輸出功率電平1、數字頻道功率電平指的是平均功率電平，而不是峰值電平。由于射頻載波被隨機化的數字信號調制，使射頻信號呈現為類似噪聲充溢整個頻譜。2、普通而言，64QAM調制數字頻道的峰值功率要比平均功率高6-10 dB、QPSK調制數字頻道的峰值功率要比平均功率高3-5dB。3、一方面要為了防止數字信號的峰值電平過高導致放大器緊縮、互調干擾及光發射機的限幅削波產生CSO、CTB等非線形產物對模擬信號的干擾而要降低數字信號的功率，另一方面又要盡量提高數字頻道的電平以添加信噪比，提高抗非線性及噪聲的才干。 數字頻道的功

7、率電平應比模擬電視載波電平低6-10dB為好。4、丈量方法： 1用頻譜儀Noise Marker的每Hz功率法：用每Hz帶寬顯示每Hz功率的方法。數據信道功率=顯示的每Hz功率+10lg信道帶寬 2用公用丈量寬帶頻譜功率的儀器，可直接讀出數字頻道功率。 9模擬電視頻道的丈量10下行數字電視信號的丈量11數字電視不正確的丈量方式12數字電視正確的丈量方式13調制誤差率MER1、指平均矢量幅度與誤差矢量幅度的有效值的比值，結果用dB表示2、圖講解明：當接納機接納信號時，在某一段時間里捕獲到N個符號應遠大于星座點數M，得到N個矢量，記錄他們的實踐位置，而該符號的理想位置是，從而可得到誤差矢量，即實踐

8、位置到理想位置的偏移。MER反映的是實踐信號對理想信號位置的總體偏移程度。 14調制誤差率MER續3、調制誤差率MER反映了在整個丈量系統中對信號的一切相位、幅度類型的損傷和劣化。例如：各種非中斷性的損傷系統噪聲、CSO、CTB、侵入噪聲、相位誤差、相位噪聲等呵斥的相位誤差及調制器IQ幅度不平衡、放大器緊縮呵斥的幅度誤差等。4、在只思索頻道中的高斯噪聲時，MER近視于基帶數字調制信號的SNR。MER的測試結果客觀而準確的反映了數字接納機正確復原數字信號的才干，也可以看作為數字信號被正確復原的概率。在調查數字電視傳輸系統的性能、調制信號的質量及SNR的分配時，MER比S/N更能闡明整個系統的性能

9、。 15調制誤差率MER續3、調制誤差率MER反映了在整個丈量系統中對信號的一切相位、幅度類型的損傷和劣化。例如：各種非中斷性的損傷系統噪聲、CSO、CTB、侵入噪聲、相位誤差、相位噪聲等呵斥的相位誤差及調制器IQ幅度不平衡、放大器緊縮呵斥的幅度誤差等。4、在只思索頻道中的高斯噪聲時，MER近視于基帶數字調制信號的SNR。MER的測試結果客觀而準確的反映了數字接納機正確復原數字信號的才干，也可以看作為數字信號被正確復原的概率。在調查數字電視傳輸系統的性能、調制信號的質量及SNR的分配時，MER比S/N更能闡明整個系統的性能。 16調制誤差率MER續3、調制誤差率MER反映了在整個丈量系統中對信

10、號的一切相位、幅度類型的損傷和劣化。例如：各種非中斷性的損傷系統噪聲、CSO、CTB、侵入噪聲、相位誤差、相位噪聲等呵斥的相位誤差及調制器IQ幅度不平衡、放大器緊縮呵斥的幅度誤差等。4、在只思索頻道中的高斯噪聲時，MER近視于基帶數字調制信號的SNR。MER的測試結果客觀而準確的反映了數字接納機正確復原數字信號的才干，也可以看作為數字信號被正確復原的概率。在調查數字電視傳輸系統的性能、調制信號的質量及SNR的分配時，MER比S/N更能闡明整個系統的性能。 17調制誤差率MER續3、調制誤差率MER反映了在整個丈量系統中對信號的一切相位、幅度類型的損傷和劣化。例如：各種非中斷性的損傷系統噪聲、C

11、SO、CTB、侵入噪聲、相位誤差、相位噪聲等呵斥的相位誤差及調制器IQ幅度不平衡、放大器緊縮呵斥的幅度誤差等。4、在只思索頻道中的高斯噪聲時，MER近視于基帶數字調制信號的SNR。MER的測試結果客觀而準確的反映了數字接納機正確復原數字信號的才干，也可以看作為數字信號被正確復原的概率。在調查數字電視傳輸系統的性能、調制信號的質量及SNR的分配時，MER比S/N更能闡明整個系統的性能。 18調制誤差率MER續5、關于MER的門限：基于8MHz的64QAM的MER門限值為24 dB，一旦低于此值，由于數字信號的“峭壁效應，圖象就會從稱心的效果轉到馬賽克景象、靜幀或黑屏。這一點完全不同于模擬電視的圖

12、象質量逐漸下降。普通應給系統輸出4-6 dB的平安裕量。建議系統輸出口的MER在28 dB。前端MER值到達35 dB時將是理想情況普通儀器的丈量范圍在18-35 dB。 峭壁點6、用公用儀器即可經過高速計算軟件測得MER值 19誤差矢量幅度EVM1、用百分比表示誤差矢量幅度歸一化到峰值矢量幅度的MER。EVM計算公式為 2、EVM與MER可以相互轉化，公式為： 其中V為峰值與平均電壓的比，MERv為轉化dB單位后的值，64QAM的V值取1.527。 3、折算后EVM取值范圍：2.62%(MER取28dB)-1.2%(MER取35dB) 20比特誤碼率BER1、錯誤比特數和發送比特總數的比，簡

13、稱為誤碼率。 2、數字信號不同于模擬信號，一切損傷與干擾最后都反映在BER上。系統可靠性最終都歸結到BER這一目的上。BER與測試點的C/N有關。 3、丈量BER普通有兩種顯示值：FEC校正前的BER、FEC校正后的BER。FEC校正前的BER指系統的誤碼率包括可校正、不可校正的誤碼，FEC校正后的BER指FEC不能校正的誤碼，兩者之間的不同反映了FEC任務的情況及系統離失敗點的遠近程度。4、高于1E-03的誤碼率那么超越了系統FEC校正的才干，1E-04為64QAM系統FEC校正前的BER臨界，高于此誤碼率，系統的傳輸質量將急劇劣化，而誤碼率在1E-06、1E-07時將會出現可覺察的圖象損傷

14、，誤碼率在1E-09以下時效力質量將相當好。 21比特誤碼率BER續5、MER與BER的關系： 在此MER范圍內無誤碼 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并不闡明有好的MER，由于在星座圖的決策邊框內的點均能恢復，但是由于存在一些偏離中心點理想位置的點，因此產生矢量誤差，導致了MER劣化；而且好的MER也不能闡明BER一定就好，在系統遭到中斷類的噪聲沖擊、激光器削波、掃描脈沖干擾、松動的接頭時，BER會明顯劣化，但MER能夠變化不大。BER反映了限幅與失真峰值呵

15、斥的影響，限幅與失真產生的頻譜尖峰是BER劣化的主要緣由，而限幅產生的問題無法經過MER測試來讀出，必需采用誤碼檢測來捕捉。 22載噪比C/N；噪聲功率帶寬內的每比特能量Eb/No1、指RF/IF信號的總功率對有效帶寬內噪聲功率的比值，用dB表示。這只是一種傳統的稱謂，由于實踐上有線數字電視采用的是抑制載波的調制，傳輸中已不出現載波。2、噪聲功率帶寬內的每比特能量Eb/No：它與系統C/N的關系為： Eb/No=C/N10lgm (m為每個符號的比特數，64QAM中m為6)3、系統C/N的門限值只計高斯噪聲為23.7dB對應的BER為1E-04，FEC前 。 4、丈量方法： 1先用頻譜儀Noi

16、se marker方式丈量信號的每Hz功率C，再關掉調制器的信號，用一樣方式丈量一樣頻率點的噪聲功率No,兩者之差即為C/N。 2或者在不關斷調制器的情況下，丈量沒有信號的相鄰頻道的噪聲功率No,那么CNo即為所求。但是這種情況要求，相鄰頻道的噪聲頻譜應較平坦。 23數字電視信號載噪比 C/N 的丈量Courtesy Agilent Technologies and Sunrise Telecom Broadband Division24噪聲裕量Noise margin1、噪聲裕量NOISE MARGIN：是接納信號的載噪比C/N與BER為1E-04 FEC校正前的載噪比之間的差值，用dB表示

17、。 2、噪聲裕量給出了整個系統離門限點的間隔how far to the cliff即系統可靠性數值。 3、它是描畫數字系統的一個主要參數，反映了數字系統還能接受的額外噪聲才干。假設該值較大，就會保證系統抗噪聲的強壯性。建議選擇4dB作為系統值。 25等效噪聲劣化Equivalent Noise Degradation,END 指實踐系統誤碼率為1E-04時的載噪比C/N與實際上誤碼率為1E-04時的載噪比的差值，結果用dB表示。END表示了實踐系統與理想系統的間隔。 26射頻載波的相位噪聲、相位抖動1、相位噪聲Phase noise：由于不穩定的本振引入的發射機、接納機、變頻器內部相位的隨機

18、變化。在DVB-C中取偏離載波100KHz點作為相位噪聲丈量點。 2、相位抖動Phase jitter：由于振蕩器的頻率和相位的起伏引起的載波相位的不確定。相位抖動將會帶來接納機取樣的不確定，由于載波的再生很難跟蹤相位的起伏。在星座圖上，相位抖動將會使邊緣的符號向中間靠攏。 27五、典型星座圖特征景象與缺點關聯1、丈量MER、BER并不能全面反映數字調制信號的損傷情況。2、只需星座圖Constellation經過符號在I/Q平面上的實踐位置、外形與理想情況的偏離幅度與相位失真程度對比，定性地判別引起誤碼的各種缺點來源3、缺點來源包括系統噪聲、相關干擾、相位噪聲、I/Q幅度不平衡、激光器削波、交

19、流聲等。4、假設符號偏離其理想點，就會產生誤碼，點偏離程度實踐上就是誤差矢量 。28好的星座圖 理想的星座圖：符號點均在決策邊框內的中心點。 闡明良好的相位噪聲、熱噪聲等，因此MER值好。 29熱噪聲引起的損傷景象：符號點隨機的向外擴展相對于中心點 30相位噪聲上、下變頻器產生引起的損傷景象：四個邊角的符號向內旋轉，使方形的星座圖變為圓 31相關干擾如CTB、CSO等互調失真、侵入噪聲產物 景象：符號云的中心被掏空，構成圓串 32I/Q不平衡前端I/Q調制器、基帶放大器、濾波器呵斥景象：星座圖不成方形，I、Q軸即寬、高不等 33增益緊縮放大器、濾波器及上、下變頻器、中頻平衡器等呵斥景象：外部的

20、符號向中間均勻地靠攏，而中間的堅持不變 34中斷性的干擾及激光器削波等產生景象：在符號中心附近孤立的隨機點 35補充：自順應平衡器Adaptive Equalizer 1、自順應平衡器Adaptive Equalizer：用來補償傳輸系統中因存在不良分配器、松動的接頭、損壞的電纜等呵斥數字頻道內的頻率呼應In-Channel及群時延(Group delay)失真的數字濾波器。2、自順應平衡器反映了數字調制信號的線性損傷度。自順應平衡對線性失真相當有效，但是不能抵消非線性失真。3、頻道內頻率呼應反映幅度損傷，群時延(Group delay)反映相位損傷。經過平衡器的顯示，能判別頻道內的反射等線性

21、失真，有的儀器還能計算出產生反射的間隔位置。 4、當丈量到平衡器難以消除的線性失真后，用頻譜儀檢測頻道的平坦度來確定線路失真的來源如不良分配器、松動的接頭、損壞的電纜、雙工濾波器等并加以修復，從而減輕平衡器校正強度。 36 圖中最高柱形代表了測試點，每個柱形代表一個平衡器濾波系數以便消除信號線性失真。當柱形接近或超越平衡門限界值時，該頻道將會遭到線性失真的影響。 37六、數字電視與模擬電視兼容傳輸的特點差別1、電平丈量方式不同 1傳輸電平的配置；2削波問題。2、衡量傳輸系統的目的規范不同 1模擬：圖象載波電平、C/N、CM、IM、CSO、CTB、CLDI、 HUM、DG、DP、回波值等 2數字

22、電視：MER、BER、頻道平均功率電平等3、缺點圖象客觀評價方式不同 1模擬：雪花干擾、滾道干擾、網紋干擾、竄臺、重影、彩色鬼影等 2數字電視：馬賽克、靜幀、黑屏等38數字電視與模擬電視兼容傳輸的特點差別續4、非線性失真產物及其影響不同 1模擬：CSO、CTB離散族狀分布，網紋、負像等； 2數字電視：白噪聲彌散分布，類似組合互調失真噪聲 3數字信號干擾模擬信號的特點：圖象分辨率、對比度下降， 不泄漏，缺乏粒度，有壓制感，似被灰塵堵塞了的紗窗，引 起C/N劣化，但是CSO、CTB目的不明顯降低 4數字信號干擾數字信號的特點：頻繁的馬賽克景象。39 謝謝！40調制誤差率MER續3、調制誤差率MER

23、反映了在整個丈量系統中對信號的一切相位、幅度類型的損傷和劣化。例如：各種非中斷性的損傷系統噪聲、CSO、CTB、侵入噪聲、相位誤差、相位噪聲等呵斥的相位誤差及調制器IQ幅度不平衡、放大器緊縮呵斥的幅度誤差等。4、在只思索頻道中的高斯噪聲時，MER近視于基帶數字調制信號的SNR。MER的測試結果客觀而準確的反映了數字接納機正確復原數字信號的才干，也可以看作為數字信號被正確復原的概率。在調查數字電視傳輸系統的性能、調制信號的質量及SNR的分配時，MER比S/N更能闡明整個系統的性能。 41調制誤差率MER續5、關于MER的門限：基于8MHz的64QAM的MER門限值為24 dB，一旦低于此值，由于

24、數字信號的“峭壁效應，圖象就會從稱心的效果轉到馬賽克景象、靜幀或黑屏。這一點完全不同于模擬電視的圖象質量逐漸下降。普通應給系統輸出4-6 dB的平安裕量。建議系統輸出口的MER在28 dB。前端MER值到達35 dB時將是理想情況普通儀器的丈量范圍在18-35 dB。 峭壁點6、用公用儀器即可經過高速計算軟件測得MER值 42誤差矢量幅度EVM1、用百分比表示誤差矢量幅度歸一化到峰值矢量幅度的MER。EVM計算公式為 2、EVM與MER可以相互轉化，公式為： 其中V為峰值與平均電壓的比，MERv為轉化dB單位后的值，64QAM的V值取1.527。 3、折算后EVM取值范圍：2.62%(MER取

25、28dB)-1.2%(MER取35dB) 43比特誤碼率BER1、錯誤比特數和發送比特總數的比，簡稱為誤碼率。 2、數字信號不同于模擬信號，一切損傷與干擾最后都反映在BER上。系統可靠性最終都歸結到BER這一目的上。BER與測試點的C/N有關。 3、丈量BER普通有兩種顯示值：FEC校正前的BER、FEC校正后的BER。FEC校正前的BER指系統的誤碼率包括可校正、不可校正的誤碼，FEC校正后的BER指FEC不能校正的誤碼，兩者之間的不同反映了FEC任務的情況及系統離失敗點的遠近程度。4、高于1E-03的誤碼率那么超越了系統FEC校正的才干，1E-04為64QAM系統FEC校正前的BER臨界，

26、高于此誤碼率，系統的傳輸質量將急劇劣化，而誤碼率在1E-06、1E-07時將會出現可覺察的圖象損傷，誤碼率在1E-09以下時效力質量將相當好。 44比特誤碼率BER續5、MER與BER的關系： 在此MER范圍內無誤碼 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并不闡明有好的MER，由于在星座圖的決策邊框內的點均能恢復，但是由于存在一些偏離中心點理想位置的點，因此產生矢量誤差，導致了MER劣化；而且好的MER也不能闡明BER一定就好，在系統遭到中斷類的噪聲沖擊、激光器削波

27、、掃描脈沖干擾、松動的接頭時，BER會明顯劣化，但MER能夠變化不大。BER反映了限幅與失真峰值呵斥的影響，限幅與失真產生的頻譜尖峰是BER劣化的主要緣由，而限幅產生的問題無法經過MER測試來讀出，必需采用誤碼檢測來捕捉。 45載噪比C/N；噪聲功率帶寬內的每比特能量Eb/No1、指RF/IF信號的總功率對有效帶寬內噪聲功率的比值，用dB表示。這只是一種傳統的稱謂，由于實踐上有線數字電視采用的是抑制載波的調制，傳輸中已不出現載波。2、噪聲功率帶寬內的每比特能量Eb/No：它與系統C/N的關系為： Eb/No=C/N10lgm (m為每個符號的比特數，64QAM中m為6)3、系統C/N的門限值只

28、計高斯噪聲為23.7dB對應的BER為1E-04，FEC前 。 4、丈量方法： 1先用頻譜儀Noise marker方式丈量信號的每Hz功率C，再關掉調制器的信號，用一樣方式丈量一樣頻率點的噪聲功率No,兩者之差即為C/N。 2或者在不關斷調制器的情況下，丈量沒有信號的相鄰頻道的噪聲功率No,那么CNo即為所求。但是這種情況要求，相鄰頻道的噪聲頻譜應較平坦。 46數字電視信號載噪比 C/N 的丈量Courtesy Agilent Technologies and Sunrise Telecom Broadband Division47噪聲裕量Noise margin1、噪聲裕量NOISE MA

29、RGIN：是接納信號的載噪比C/N與BER為1E-04 FEC校正前的載噪比之間的差值，用dB表示。 2、噪聲裕量給出了整個系統離門限點的間隔how far to the cliff即系統可靠性數值。 3、它是描畫數字系統的一個主要參數，反映了數字系統還能接受的額外噪聲才干。假設該值較大，就會保證系統抗噪聲的強壯性。建議選擇4dB作為系統值。 48等效噪聲劣化Equivalent Noise Degradation,END 指實踐系統誤碼率為1E-04時的載噪比C/N與實際上誤碼率為1E-04時的載噪比的差值，結果用dB表示。END表示了實踐系統與理想系統的間隔。 49射頻載波的相位噪聲、相位

30、抖動1、相位噪聲Phase noise：由于不穩定的本振引入的發射機、接納機、變頻器內部相位的隨機變化。在DVB-C中取偏離載波100KHz點作為相位噪聲丈量點。 2、相位抖動Phase jitter：由于振蕩器的頻率和相位的起伏引起的載波相位的不確定。相位抖動將會帶來接納機取樣的不確定，由于載波的再生很難跟蹤相位的起伏。在星座圖上，相位抖動將會使邊緣的符號向中間靠攏。 50五、典型星座圖特征景象與缺點關聯1、丈量MER、BER并不能全面反映數字調制信號的損傷情況。2、只需星座圖Constellation經過符號在I/Q平面上的實踐位置、外形與理想情況的偏離幅度與相位失真程度對比，定性地判別引起誤碼的各種缺點來源3、缺點來源包括系統噪聲、相關干擾、相位噪聲、I/Q幅度不平衡、激光器削波、交流聲等。4、假設符號偏離其理想點，就會產生誤碼，點偏離程度實踐上就是誤差矢量 。51好的星座圖 理想的星座圖：符號點均在決策邊框內的中心點。 闡明良好的相位噪聲、熱噪聲等，因此MER值好。 52熱噪聲引起的損傷景象：符號點隨機的向外擴展相對于中心點 53相位噪聲上、下變頻器產生引起的損傷景象：四個邊角的符號向內旋