GYT229.2-2008地面数字电视广播激励器技术要求和测量方法.pdf

GY ） 中华人民共和国广播电影电视行业标准 GY/T 229.2-2008 地面数字电视广播激励器 技术要求和测量方法 Technical specifications and methods of measurement for digital terrestrial television broadcasting exciter 2008-02-28 发布 2008-03-01 实施 国家广播电影电视总局 发布 GY/T 229.22008 I 目 次 前言 . II 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语、定义、缩略语和符号 1 3.1 术语和定义 1 3.2 缩略语 2 3.3 符号 2 4 技术要求 3 4.1 综述 3 4.2 一般要求 3 4.3 功能要求 4 4.4 性能要求 4 5 测量方法 6 5.1 工作模式 6 5.2 工作频率 6 5.3 频率准确度 6 5.4 频率稳定度 7 5.5 输出功率 7 5.6 输出功率稳定度 7 5.7 射频有效带宽 8 5.8 滚降系数 8 5.9 信号带肩 8 5.10 带内不平坦度 . 8 5.11 邻频道带内无用发射功率 . 9 5.12 邻频道带外无用发射功率 . 9 5.13 相位噪声 . 9 5.14 峰值平均功率比 10 5.15 调制误差率 10 5.16 单频网延时调整范围 11 附录 A（资料性附录）地面数字电视广播系统工作参数 12 GY/T 229.22008 II 前 言 2007年8月1日起GB 20600-2006数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制正式实施。 为规范地面数字电视广播发展，特制定本标准。 请注意本标准的某些内容有可能涉及专利。本标准的发布机构不应承担识别这些专利的责任。 本标准的附录A为资料性附录。 本标准由全国广播电视标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：国家广播电影电视总局规划院、国家广播电影电视总局广科院。 本标准主要起草人： 冯景锋、刘骏、何剑辉、李国松、周兴伟、施玉海、胡毓明。 GY/T 229.22008 1 地面数字电视广播激励器技术要求和测量方法 1 范围 本标准规定了符合GB 20600-2006的VHF、 UHF频段地面数字电视广播激励器的技术要求与测量方法。 对于能够确保同样测量不确定度的任何等效方法也可以采用，有争议时应以本标准为准。 本标准适用于VHF、UHF频段地面数字电视广播激励器的设计、生产、使用、运行和维护。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。 凡是注日期的引用文件， 其随后所有的 修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 20600-2006 数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制 GB/T 14433-1993 彩色电视广播覆盖网技术规定 GY/T 229.1-2008 地面数字电视广播单频网适配器技术要求和测量方法 3 术语、定义、缩略语和符号 3.1 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准 3.1.1 频率合成 Frequency Synthesis 通过和基准频率进行加、减、乘、除等运算获得与该基准频率同等精确度和稳定度的频率信号。 3.1.2 有效带宽 Effective Bandwith 相对信号中心频率幅度衰减3dB所对应高端与低端频率的差值。 3.1.3 带肩 Shoulder Attenuation 偏离中心频率某一规定值的带外频率点平均功率相对于中心频率点的变化量。 3.1.4 带内不平坦度 Inband Spectrum Ripple 带内信号各频点平均功率相对于中心频率的幅度变化量 3.1.5 带外杂散 Out of band emissions 带外泄漏信号功率与带内数字信号功率的比值，单位为dB。 3.1.6 峰值平均功率比 Peak Average Power Ratio 调制信号峰值功率与平均功率的比值，单位为dB。 3.1.7 互补累积分布函数 Complementary Cumulative Distribution Function 用于分析调制信号峰值功率数值统计特性的一种函数。 3.1.8 调制误差率 Modulation Error Ratio 调制信号理想符号矢量幅度平方和与符号误差矢量幅度平方和的比值，单位为dB。 3.1.9 GY/T 229.22008 2 伪随机序列 Pseudo Random Sequence 具有良好随机性和接近于白噪声的相关函数，并且有预知的可确定性和可重复性的二进制数据流。 3.2 缩略语 以下缩略语适用于本标准。 AC Alternating Current 交流 ALC Auto Level Control 自动电平控制 ASI Asynchronous Serial Interface 异步串行接口 BER Bit Error Rate 误比特率 CCDF Complementary Cumulative Distribution Function 互补累积分布函数 D/A Digital to Analog converting 数模转换 FEC Forward Error Correction 前向纠错编码 GPS Global Position System 全球定位系统 IF Intermediate Frequency 中频 MER Modulation Error Ratio 调制误差率 MFN Multi-Frequency Network 多频网 MLC Manual Level Control 手动电平控制 NR Nordstrom Robinson NR准正交编码 PAPR Peak Average Power Ratio 峰值平均功率比 QAM Quadrature Amplitude Modulation 正交幅度调制 RBW Resolution Bandwith 分辨率带宽 RF Radio Frequency 射频 SFN Single Frequency Network 单频网 SIP Second frame Initialization Packet 秒初始化包 TS Transport Stream 传送流 UHF Ultra High Frequency 特高频 VHF Very High Frequency 甚高频 pps pulse per second 秒脉冲 3.3 符号 AC 中心频率处信号幅度 AMAX 带内信号最大幅度 AMIN 带内信号最小幅度 AP 幅度差 C 载波数量 NP 相位噪声 P 信号功率 PDA 下邻频道带内信号功率 PIMAGE 镜像频道带内信号功率 PMAX 带内信号最大功率 PMIN 带内信号最小功率 PSH 二次谐波频道带内信号功率 PTH 三次谐波频道带内信号功率 PUA 上邻频道带内信号功率 VP-P 峰峰幅度 GY/T 229.22008 3 fC 信号中心频率 fCMAX 最大输出工作频率 fCMIN 最小输出工作频率 fRC 工作频率参考 4 技术要求 4.1 综述 地面数字电视广播激励器是地面数字电视广播发射机的核心， 是地面数字电视广播系统的重要组成 部分。 地面数字电视广播激励器的技术指标直接影响地面数字电视广播发射机性能和地面数字电视网络 覆盖效果。 地面数字电视广播激励器包括符合GB 20600-2006规定的基带处理及D/A、频率合成及上变频、射频 输出放大和监控系统等功能模块，完成从基带TS输入数据码流到符合GB 20600-2006规定的UHF或VHF频 段地面数字电视广播RF信号的转换。地面数字电视广播激励器框图见图1。 图1 地面数字电视广播激励器框图 注：IF监测输出为可选部分 4.2 一般要求 4.2.1 环境条件 a) 环境温度 正常工作：545； 允许工作：050； b) 相对湿度 正常工作：90%（20） ； 允许工作：95%(无结露)； c) 大气压力：86kPa106kPa。 4.2.2 工作电压 a) 电压幅度：176V264V AC； b) 电压频率：50Hz1Hz。 符合 GB20600-2006 基带处理 及 D/A 遥控接口 监控系统 RF 信号输出 ASI 输入 1 RF 监测输出 1pps 10MHz 外参考 ASI 输入 2 监控接口 本振 监测输出 IF 监测输出 10MHz 监测输出 参考 时钟 频率合成 及调制 射频 输出放大 GY/T 229.22008 4 4.2.3 接口要求 a) 数据输入采用 ASI 接口，BNC 接头，阴型，输入阻抗为 75； b) 10MHz 时钟输入采用 BNC 接头，阴型，输入阻抗为 50，AC 耦合，VP-P600mV； c) 1pps 输入采用 BNC 接头，阴型，TTL 电平，输入阻抗为 50； d) 射频输出采用 SMA 或 BNC 或 N 型接头，阴型，输出阻抗为 50； e) 监测输出采用 SMA 或 BNC 接头，阴型，输出阻抗为 50； f) 遥控、监控接口采用 RS232 或 RS485 或 RJ45，其中 RS232 采用 DB9 接头，阳型；RS485 采用 DB9 接头，阳型或阴型。 4.3 功能要求 4.3.1 工作模式 支持GB 20600-2006规定的全部工作模式。各种工作模式下，系统（8MHz带宽）最大净码率参见附 录A。 4.3.2 码流备份和切换 至少提供两路ASI数据输入互为备份，并具有手动和自动切换功能。 4.3.3 预校正 具有线性和非线性预校正功能。通过预校正，可改善发射机输出信号的频谱特性。 4.3.4 工作频率范围 符合GB/T 14433-1993规定。 4.3.5 频率参考源 有外参考源时，激励器优先使用外部参考源；无外参考源时，激励器将启用内部参考源。内外参考 源可手动或自动切换。 4.3.6 功率控制 提供手动电平控制(MLC)和自动电平控制(ALC)功率控制方式。 4.3.7 监控和报警 提供实时监控和报警功能。监控系统检测激励器各部件的工作状态，发生异常情况时，给出报警指 示，报警情况可以通过远程控制端口进行查询。监控内容和报警条件见表1。 表1 监控内容及报警条件 监控内容 报警条件 码流输入 输入中断、非TS流格式、 输入码率大于最大净码率 参考时钟 失效 射频本振 失锁 温度告警 过热 单频网状态 无法解析SIP 4.3.8 自动保护 提供自动保护功能。当激励器的某些部件发生严重故障时（如输出过载，功放过热等），或由于外 部原因造成激励器损伤时，监控系统会自动切断激励器的射频输出或关机，避免进一步的损害。 4.3.9 监测输出 提供10MHz监测输出、本振监测输出、IF监测输出（可选）和RF监测输出。监测输出信号用于系统 设备性能测量、实时监控和广播网络运营维护。 4.3.10 组网方式 支持多频网(MFN)或单频网(SFN)组网方式， 其中SFN组网方式要求应符合GY/T XXXXX-2008的有关规 定。 4.4 性能要求 GY/T 229.22008 5 地面数字电视广播激励器性能要求见表2。 表2 地面数字电视广播激励器性能要求 序号 项目 指标 1 工作频率 符合GB/T 14433-1993有关规定 2 单频网模式频率调节步长 1Hz 3 频率准确度 对于MFN模式，频率准确度：100Hz 对于SFN模式，频率准确度：1Hz 4 频率稳定度（3个月） 采用内部参考源时，频率稳定度110 -7 采用外接参考源时，频率稳定度110 -10 5 输出功率 0dBm 6 输出功率稳定度（24小时） 在0.3dB以内 7 射频有效带宽 7.56MHz 8 滚降系数 0.05 9 信号带肩（fc4.2MHz） -48dBc 10 带内不平坦度（fc3.591MHz） 在0.5dB以内 邻频道带内无用发射功率低于带内信号功率50dB 11 带外杂散 邻频道带外无用发射功率低于带内信号功率55dB 12 相位噪声 -60dBc/Hz 10Hz -75dBc/Hz 100Hz -85dBc/Hz 1kHz -95dBc/Hz 10kHz -110dBc/Hz 100kHz -120dBc/Hz 1MHz 13 峰值平均功率比（PAPR） 满足CCDF曲线模板要求，见图2。 14 调制误差率（MER） 36dB 15 单频网时延调整范围 0-999.9999ms 16 单频网时延调整步进 100ns 图2 CCDF 曲线模板 累积概率及峰值平均功率比（dB） 百分比（ % ） GY/T 229.22008 6 5 测量方法 5.1 工作模式 5.1.1 测量框图 工作模式测量需要的设备包括码流发生器、地面数字电视接收机、显示器或传输分析仪，地面数字 电视广播激励器工作模式测量框图见图3。 图3 工作模式测量框图 5.1.2 测量步骤 a) 如图3所示连接测量系统； b) 设置激励器工作于GB 20600-2006规定的工作模式之一； c) 设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大 净码率； d) 观察误码分析仪误码率（BER）或显示器图像，判断接收机工作是否正常； e) 改变激励器工作模式，重复步骤c)d)，直至遍历GB 20600-2006规定的所有工作模式。 接收机工作正常判断标准： a) 采用伪随机序列时，误码分析仪的1分钟BER显示为0； b) 采用测试图像序列，显示器输出图像无马赛克。 5.2 工作频率 5.2.1 测量框图 工作频率测量需要的设备包括码流发生器和频率计， 地面数字电视广播激励器工作频率测量框图见 图4。 图4 工作频率、频率准确度、频率稳定度和相位噪声测量框图 5.2.2 测量步骤 a) 如图4所示连接测量系统； b) 设置激励器工作于GB 20600-2006规定的工作模式之一； c) 设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大 净码率； d) 设置激励器只输出载波射频信号； e) 用频率计测量载波射频信号频率，记为激励器工作频率。 5.3 频率准确度 5.3.1 测量框图 频率准确度测量需要的设备包括码流发生器和频率计， 地面数字电视广播激励器频率准确度测量框 图见图4。 5.3.2 测量步骤 码流发生器 地面数字电视 激励器 误码分析仪 ASI 信号 RF 信号 显示器 ASI 信号 地面数字电视 接收机 音视频信号 码流发生器 地面数字电视 激励器 ASI 信号 RF 信号 频率计 GY/T 229.22008 7 a) 如图4所示连接测量系统； b) 设置激励器工作于GB 20600-2006规定的任一工作模式； c) 设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大 净码率； d) 设置激励器只输出载波射频信号； e) 用频率计测量载波射频信号频率，频率准确度为载波射频信号频率与标称工作频率之差。 5.4 频率稳定度 5.4.1 测量框图 频率稳定度测量需要的设备包括码流发生器和频率计， 地面数字电视广播激励器频率稳定度测量框 图见图4。 5.4.2 测量步骤 a) 如图4所示连接测量系统； b) 设置激励器工作于GB 20600-2006规定的任一工作模式； c) 设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大 净码率； d) 设置激励器只输出载波射频信号； e) 用频率计读取载波射频信号记为fRC； f) 在3个月周期内，每隔1周测量1次载波射频信号，其中最大和最小输出工作频率记为fCMAX 和 fCMIN，频率稳定度为fCMIN与fRC之差到fCMAX与fRC之差。 5.5 输出功率 5.5.1 测量框图 额定输出功率测量需要的设备包括码流发生器和频谱分析仪， 地面数字电视广播激励器输出功率测 量框图见图5。 图5 输出功率、输出功率稳定度、射频标称有效频率、滚降系数、信号带肩、带内不平坦度、邻频道 带内无用发射功率和邻频道带外无用发射功率测量框图 5.5.2 测量步骤 a) 如图5所示连接测量系统； b) 设置激励器工作于GB 20600-2006规定的任一工作模式； c) 设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大 净码率； d) 设置频谱分析仪中心频率为激励器工作频率，测量带宽为8MHz，测量信号功率，记为P。 5.6 输出功率稳定度 5.6.1 测量框图 输出功率稳定度测量需要的设备包括码流发生器和频谱分析仪， 地面数字电视广播激励器输出功率 稳定度测量框图见图5。 5.6.2 测量步骤 a) 如图5所示连接测量系统； b) 设置激励器工作于GB 20600-2006规定的任一工作模式； c) 设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大 净码率； 码流发生器 地面数字电视 激励器 ASI 信号 RF 信号 频谱分析仪 GY/T 229.22008 8 d) 设置频谱分析仪中心频率为激励器工作频率，测量带宽为8MHz，测量信号功率P； e) 在24小时内，每小时测量1次信号功率，其中最大和最小信号功率分别记为PMAX和PMIN，输出功 率稳定度为PMIN与P之差到PMAX与P之差。 5.7 射频有效带宽 5.7.1 测量框图 射频有效带宽测量需要的设备包括码流发生器和频谱分析仪， 地面数字电视广播激励器射频有效带 宽测量框图见图5。 5.7.2 测量步骤 a) 如图5所示连接测量系统； b) 设置激励器工作于GB 20600-2006规定的双导频工作模式； c) 设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大 净码率； d) 设置频谱分析仪中心频率为激励器工作频率，RBW设置为1kHz，VBW设置为1kHz； e) 分别读取高端、低端导频频率fHP、fLP，射频有效带宽为fHP与fLP之差。 5.8 滚降系数 5.8.1 测量框图 滚降系数测量需要的设备包括码流发生器和频谱分析仪， 地面数字电视广播激励器滚降系数测量框 图见图5。 5.8.2 测量步骤 a) 如图5所示连接测量系统； b) 设置激励器工作于GB 20600-2006规定的任一工作模式； c) 设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大 净码率； d) 设置频谱分析仪中心频率为激励器工作频率，RBW设置为3kHz，VBW设置为3kHz，测量中心频 率处信号幅度记为AC； e) 分别测量高端、低端幅度为AC-40dB点频率，两者的差值为射频占用带宽，滚降系数为占用带 宽与有效带宽之差和有效带宽的比值。 5.9 信号带肩 5.9.1 测量框图 信号带肩测量需要的设备包括码流发生器和频谱分析仪， 地面数字电视广播激励器信号带肩测量框 图见图5。 5.9.2 测量步骤 a) 如图5所示连接测量系统； b) 设置激励器工作于GB 20600-2006规定的任一工作模式； c) 设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大 净码率； d) 设置频谱分析仪中心频率为激励器工作频率，RBW设置为3kHz，VBW设置为3kHz，测量信号中 心频率fC处信号幅度记为AC； e) 分别测量fC4.2MHz处信号幅度，信号带肩为fC4.2MHz处信号幅度与AC的差值。 5.10 带内不平坦度 5.10.1 测量框图 带内不平坦度测量需要的设备包括码流发生器和频谱分析仪， 地面数字电视广播激励器带内不平坦 度测量框图见图5。 5.10.2 测量步骤 GY/T 229.22008 9 a) 如图5所示连接测量系统； b) 设置激励器工作于GB 20600-2006规定的任一工作模式； c) 设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大 净码率； d) 设置频谱分析仪中心频率为激励器工作频率，RBW设置为3kHz，VBW设置为3kHz，测量中心频 率处幅度记为AC； e) 测量带内最大和最小幅度值分别记为AMAX和AMIN，带内不平坦度为AMIN与AC的差到AMAX与AC的差。 5.11 邻频道带内无用发射功率 5.11.1 测量框图 邻频道带内无用发射功率测量需要的设备包括码流发生器和频谱分析仪， 地面数字电视广播激励器 邻频道带内无用发射功率测量框图见图5。 5.11.2 测量步骤 a) 如图5所示连接测量系统； b) 设置激励器工作于GB 20600-2006规定的任一工作模式； c) 设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大 净码率； d) 将频谱分析仪中心频率设置为激励器工作频率，测量带宽为8MHz，测量信号功率记为P； e) 设置频谱分析仪中心频率为激励器工作频率的上、下邻频道中心，测量带宽为8MHz，分别测 量上、下邻频功率PUA和PDA，带内无用发射功率为PUA和PDA两者较大值与P的差。 5.12 邻频道带外无用发射功率 5.12.1 测量框图 邻频道带外无用发射功率测量需要的设备包括码流发生器和频谱分析仪， 地面数字电视广播激励器 邻频道带内无用发射功率测量框图见图5。 5.12.2 测量步骤 a) 如图5所示连接测量系统； b) 设置激励器工作于GB 20600-2006规定的任一工作模式； c) 设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大 净码率； d) 设置频谱分析仪中心频率为激励器工作频率，测量带宽为8MHz，测量信号功率记为P； e) 频谱分析仪中心频率分别设置为二、三次谐波频道和镜像频道中心频率，测量带宽为8MHz， 分别测量上述信号功率，记为PSH、PTH、PIMAGE，邻频道带外无用发射功率为PSH、PTH、PIMAGE三者最 大值与P的差。 5.13 相位噪声 5.13.1 测量框图 本振相位噪声测量需要的设备包括码流发生器和频谱分析仪， 地面数字电视广播激励器本振相位噪 声测量框图见图4。 5.13.2 测量步骤 频谱分析仪带相位噪声测量功能，采用测量方法一；频谱分析仪无相位噪声测量功能，采用测量方 法二。 5.13.2.1 测量方法一 a) 如图4所示连接测量系统； b) 设置激励器工作于GB 20600-2006规定的任一工作模式； c) 设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大 净码率； GY/T 229.22008 10 d) 设置激励器只输出载波射频信号； e) 选择相位噪声测量功能，设置频谱分析仪中心频率为标称工作频率，测量带宽设置为2MHz， 打印和保存本振相位噪声测量结果。 5.13.2.2 测量方法二 a) 如图4所示连接测量系统； b) 设置激励器工作于GB 20600-2006规定的任一工作模式； c) 设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大 净码率； d) 设置激励器只输出载波射频信号； e) 设置频谱分析仪中心频率为标称工作频率，根据测量频率点位置不同，适当设置RBW，分别测 量10Hz、100Hz、1kHz、10kHz、100kHz和1MHz频率处幅度相对标称工作频率处幅度的差值， 记为：Ap，并根据式（1）换算得到各频率点相位噪声。 Np=Ap-10log(1.2RBW/1Hz)+2.5 (1) 5.14 峰值平均功率比 5.14.1 测量框图 峰值平均功率比（PAPR）测量需要的设备包括码流发生器和矢量分析仪，地面数字电视广播激励器 峰值平均功率比测量框图见图6。 图6 峰值平均功率比测量框图 5.14.2 测量步骤 a) 如图6所示连接测量系统； b) 设置激励器工作于GB 20600-2006规定的任一工作模式； c) 设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大 净码率； d) 设置矢量分析仪中心频率为激励器工作频率，分析带宽为8MHz； e) 选择矢量分析仪的CCDF测量功能，统计样本设置为100000，在显示的CCDF曲线稳定后，保存 并打印CCDF曲线，读取峰值平均功率比。 5.15 调制误差率 5.15.1 测量框图 调制误差率（MER）测量需要的设备包括码流发生器和调制误差率测试仪，地面数字电视广播激励 器调制误差率测量框图见图7。 图7 调制误差率测量框图 5.15.2 测量步骤 a) 如图7所示连接测量系统； b) 设置激励器工作于GB 20600-2006规定的任一工作模式； 码流发生器 地面数字电视 激励器 ASI 信号 RF 信号 矢量分析仪 码流发生器 地面数字电视 激励器 ASI 信号 RF 信号 调制误差率 测试系统 GY/T 229.22008 11 c) 设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大 净码率； d) 调制误差率测试仪工作频率设置为激励器工作频率，读取调制误差率值。 5.16 单频网延时调整范围 5.16.1 测量框图 单频网延时调整范围测量需要的设备包括码流发生器、GPS授时接收机、单频网适配器、地面数字 电视接收机、显示