有线数字电视主要技术指标定义.doc

有线数字电视主要技术指标定义1.1.码流分析部分1.1.1. MPEG 标准简介MPEG 简介MPEG 是 Moving Pictures Experts Group(动态图象专家组)的缩写。这个专家组始建于 1988 年，专门负责为 CD 建立视频和音频标准，其成员均为视频、音频及系统领域的技术专家。总体来说，MPEG 有三方面的优势。首先，它是作为一个国际化的标准来研究制定的，所以有很好的兼容性。其次，MPEG 能够比其他算法提供更好的压缩比，最高可达 200:1。更重要的是，MPEG 在提供高压缩比的同时，对数据的损失很小。与同样是音频压缩标准的 AC 系列标准相比，MPEG标准系列由于不存在专利权的问题，更适合于大力推广。MPEG-1 使 VCD 取代了传统录像带；MPEG-2 将使数字电视最终完全取代模拟电视；随着 MPEG-4 和 MPEG-7 等新标准的不断推出，数据压缩和传输技术必将趋向更加规范化。为了减少影片对空间的要求，MPEG 的压缩算法采取了选择关键帧的方法，即根据上一帧之后的变化来描述剩下的每一帧。例如，在一段说着话的头部的录像中，只有脸部的表情在变化，因为背景在关键帧中得到了描述，所以可以实现大幅压缩。MPEG 压缩中还采用了许多数学技巧来减小数据的体积。1.1.2. TR101290 三层协议分析和检测项目TS 码流实时测试按 TR101290 差错优先级分类如下：第一优先级：可解码性差错（共 6 个）：传输码流同步丢失：（Transport Stream sync loss）同步字节错误：（Sync byte error）节目相关表错误：（Program Association Table error）节目映像表错误：（Program Map Table error）连续计数错误：（Continuity count error）包识别错误：（Packet Identifier error）第二优先级：损伤可解码性差错（共 6 个）：数据传输错误：（Transport error）节目时钟参考错误：（Program Clock Reference error）节目时钟参考重复错误：（PCR repetition error)循环冗余校验错误：（Cyclic Redundancy Check error）时间标记错误：（Presentation Time Stamps error）条件接收错误：（CAT error）第三优先级：不影响可解码性差错（共 10 个）：网络信息表错误：（Network Information Table error）服务信息重复错误：（Service Information repetition error）缓冲器错误：（Buffer error）；未引用 PID 错误：（Unreferenced Packet Identifier）服务描述表错误：（Service Description Table error）事件信息表错误：（Event Information Table error）运行状态表错误：（Running Status Table error）时间和日期错误：（Time and Date Table error）空闲缓冲器错误：（Empty buffer error）数据延迟错误：（Data delay error）1.2.射频传输部分1.2.1.平均功率平均功率在数字电视广播时用于表征频道信号功率强弱，也称信道功率，与模拟电视峰值电平概念和测量手段完全不同。数字调制信号类似噪声，信号在调制到射频载波前被进行了随机化处理。一个数字载波信号，无论是否调制了数据，在频域观察时一般是相同的。数字电视频道平均功率和带宽有关，带宽越宽信道平均功率越高。模拟电视场强仪只对分辨率带宽300kHz 内的窄带峰值信号进行采样，完全不能表征在宽带（如数字电视 8MHz）内的能量，仅当该数字频道的带内平坦度相当好时可以近似换算。对于 64QAM 调制，通常建议其数字频道平均功率要调整为比同系统的模拟频道峰值电平低 10dB；对于 256QAM 要低 6dB。产生这样的要求，是基于两个原因：数字信号抗干扰能力强，对载噪比要求比模拟信号低，所以数字电视信号可用比模拟信号低得多的幅度进行传送，这样每个数字频道的传送功率降低，整个通带内总传送功率就降低，干线放大器的总体输入功率就会降低，因此在同一个线路中可以传送比原来更多信号，更多内容。另一个主要原因是：通常 64QAM 调制的数字频道，其频道内统计峰值电平比平均功率高约 10dB，256QAM 高约 6dB。为避免放大器失真，产生互调干扰，干扰其他频道信号，需要使数字频道的峰值电平调整到同模拟频道的峰值电平相同大小的程度，这样 64QAM 数字频道平均功率同比模拟频道峰值电平就低 10dB。1.2.2. MER（调制误差率）对于 QAM 接收机接收到的每个符号，I 和 Q 是 QAM 接收机星座图中接收到一个符号的理想位置的数值，（I，Q）是误差矢量，定义为被选中符号的理想位置（星座图中定义的符号所在方框的中心）到接收到的实际符号位置的距离。N 是一段时间内捕获符号的点数，它一般比星座图中的点数多的多。定义原理如图所示。理想符号矢量幅度的平方和除以实际符号误差矢量幅度的平方和，计算的结果取对数以dB表示，定义为 MER。MERdB= 10 log10NN (I2j+Q2j)j=1dB ( I2+ Q2) j =1jj在测量时，矢量分析仪首先对被测量数字调制信号进行接收和采样，信号经解调后与基准矢量信号进行比较。被测矢量信号与基准矢量信号之间的差矢量信号被称为误差矢量信号，误差矢量信号中既包含幅度误差信息，也包含相位误差信息。在干扰小的时候 MER 的值大，干扰大的时候 MER 小。MER 的经验门限值对于 64QAM 为 23.5dB，对于 256QAM为 28.5dB，低于此值，星座图将无法锁定。另外对于网络不同部分的 MER 指标也存有一些经验值：64QAM 时在前端要求38dB，分前端36dB，光节点34dB，用户端26dB。所以要求使用 QAM 分析仪对 MER 指标进行测量。MER 可以被认为是信噪比测量的一种形式，它将精确表明接收机对信号的解调能力，因为它不仅包括高斯噪声，而且包括接收星座图上所有其它不可校正的损伤。如果信号中出现的有效损伤仅仅是高斯噪声，那么 MER 等于信噪比。1.2.3. EVM（误差矢量幅度）误差矢量（包括幅度和相位的矢量）是在一个给定时刻理想无误差基准信号与实际发射信号的矢量差。因为在每个符号变化时它也在不断的变化，EVM 定义为误差矢量在一段时间内的 RMS 值。表示 RMS 误差矢量幅度与最大符号幅度的百分比值。信号质量下降时，EVM 将会增大。计算方法：头 1N1( 22EVMRMS=N=j1Ij+ Qj)2Smax100%其中 Smax 是 M 相 QAM 星座图中最远状态的矢量的幅度。EVM 测量类似于 MER，但表达形式不同。EVM 表达为 RMS 误差矢量幅度与最大符号幅度的百分比值。信号缺陷增加时，EVM 将会增大，而 MER 则会减小。MER 和 EVM 彼此可以相互进行转换。1.2.4.BER（比特误码率）定义：BER（比特误码率）是发生误码的位数与传输的总位数之比。BER通常以科学计数法表示，如误码率为 3E-7，表示在 10 的 7 次方个传送位中有 3个误码，此比率是采用少数的实际传送码来实际分析并统计而推估的值，越低的 BER 代表越好的信号质量。BER(Pre-FEC)纠错前误码率：FEC纠错算法可以检测出的实际错误码数量。接收机可以通过纠错算法纠正其中的一部分误码，纠错前误码率就是实际发生错误的比特数和总传送比特数的比值。BER(Post-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，用无法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。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，对于数字电视而言，这时观看效果清晰、流畅；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，图像播放出现断续；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 BER 指标只具有参考价值，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，问题可能是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。1.2.5.星座图在一个星座图中所有 I 和 Q 信号可能的结合表现为网格形状，使它们容易说明引起干扰的原因，星座图可想象为带方框的数组，每个方框代表一个状态或符号。在理想的数据传输情形下每个被接收的传送符号应会落在它方框的中心点，但实际上噪声，侵入干扰与反射会让传输符号离开理论的中心点移向相邻方框的边界。相邻方框之间的分界线称为“判断门坎”，如果传送的信号被干扰推挤，导致一个符号跨越此门坎，