数字电视测试技术.pdf

数字电视测试技术 中国电子学会电子测量与仪器分会 副主任委员 深圳市浩格电子仪器有限公司总经理 中国电子学会电子测量与仪器分会 副主任委员 深圳市浩格电子仪器有限公司总经理 向天明 高工 深圳市浩格电子仪器有限公司 目 录 目 录 一 数字电视及标准 二 图像质量分析及码流分析 三 数字电视的视音频测量 四 数字射频传输测量 五 数字电视信号电平的剖析 六 BER 误码率的剖析 七 MER 调制误差率及星座图的剖析 八 数字电视测量仪器 九 数字电视测量中的问题 十 频谱分析仪 十一 双向测试 一 数字电视及标准 二 图像质量分析及码流分析 三 数字电视的视音频测量 四 数字射频传输测量 五 数字电视信号电平的剖析 六 BER 误码率的剖析 七 MER 调制误差率及星座图的剖析 八 数字电视测量仪器 九 数字电视测量中的问题 十 频谱分析仪 十一 双向测试 1 深圳市浩格电子仪器有限公司 简 介 深圳市浩格电子仪器有限公司 简 介 深 圳 市 浩 测 电 子 有 限 公 司 深 圳 市 浩 测 电 子 有 限 公 司 深圳市浩格电子仪器有限公司是从事电子仪器研究开发 生产和经销的专业性电 子仪器公司 公司本部在中国深圳经济特区 并在北京 南京 成都 武汉设立办事 处开展经营销售业务 公司设立开发生产部 研制并生产数字式频率计 射频电压表 集成电路测试仪 射频电压校准装置等仪器 公司除经销本公司产品外 还代理国外多家仪器公司产品 主要有通用仪器 通信 仪器 广播电视仪器 CATV 仪器 通用仪器 通信仪器是本公司的基础产品 主要为工 厂 研究所 大专院校 通信部门 邮电 无委提供科研 生产 检测 计量仪器 配合用户测试需要提供技术咨询 测试方法 误差分析 近年来本公司组织有关工程师专门从事 CATV 测试方法和仪器的研究 选择性代理 世界各国广播电视 无线 有线电视仪器 在全国有线电视行业开办技术讲座 各种展 览会 与全国各省 市 县广播局 无线 有线台和 CATV 研究 生产 安装单位建立 完整的销售网络 为无线 有线电视台数字 模拟电视系统监测 维修 CATV 系统研究 生产 安装测试提供测试仪器 并提供技术咨询及培训 代理仪器的主要国外厂家 南韩泰勒曼 Telemann 迈克 GSI 美国安科特纳 原韦夫特克WAVETEK 安捷伦 Agilent 泰克 TEK 胜利电讯 sunrise 罗意斯 NOYES 德国佳力 KONIG 哈迈 HAMEG 宝马 Promax 意大利乐华 RO VE R SAT 富利 UNAOHM 加拿大 EXFO 日本安立 Anritsu 利达 Leader 藤仓 住友等 本公司出售产品保修一年 终身维修 详情见我公司网站 深圳市浩格电子仪器有限公司是从事电子仪器研究开发 生产和经销的专业性电 子仪器公司 公司本部在中国深圳经济特区 并在北京 南京 成都 武汉设立办事 处开展经营销售业务 公司设立开发生产部 研制并生产数字式频率计 射频电压表 集成电路测试仪 射频电压校准装置等仪器 公司除经销本公司产品外 还代理国外多家仪器公司产品 主要有通用仪器 通信 仪器 广播电视仪器 CATV 仪器 通用仪器 通信仪器是本公司的基础产品 主要为工 厂 研究所 大专院校 通信部门 邮电 无委提供科研 生产 检测 计量仪器 配合用户测试需要提供技术咨询 测试方法 误差分析 近年来本公司组织有关工程师专门从事 CATV 测试方法和仪器的研究 选择性代理 世界各国广播电视 无线 有线电视仪器 在全国有线电视行业开办技术讲座 各种展 览会 与全国各省 市 县广播局 无线 有线台和 CATV 研究 生产 安装单位建立 完整的销售网络 为无线 有线电视台数字 模拟电视系统监测 维修 CATV 系统研究 生产 安装测试提供测试仪器 并提供技术咨询及培训 代理仪器的主要国外厂家 南韩泰勒曼 Telemann 迈克 GSI 美国安科特纳 原韦夫特克WAVETEK 安捷伦 Agilent 泰克 TEK 胜利电讯 sunrise 罗意斯 NOYES 德国佳力 KONIG 哈迈 HAMEG 宝马 Promax 意大利乐华 RO VE R SAT 富利 UNAOHM 加拿大 EXFO 日本安立 Anritsu 利达 Leader 藤仓 住友等 本公司出售产品保修一年 终身维修 详情见我公司网站资源表资源表 也可 来电 来函咨询 也可 来电 来函咨询 总部地址 深圳市华发南路金宝阁 11H 武汉办事处地址 洪山区金地格林小城美茵五区 B4 201 邮编 518031 电话 027 87675347 手机网址 WWW 电子邮箱 hongya1258 电话 0755 83791423 83791467 负责人马鸿娅 传真 0755 83791421 主讲人简介主讲人简介 向天明 男 深圳市浩格电子仪器有限公司总经理 高级工程师 中国电子测量领域著 名专家 长期从事电子测量与仪器研究 开发 现任中国电子学会测量与仪器分会付 主任委员 中国电子仪器行业协会理事 深圳市电子测量仪器学会会长 目前主要研 究方向为数字电视测试 向天明 男 深圳市浩格电子仪器有限公司总经理 高级工程师 中国电子测量领域著 名专家 长期从事电子测量与仪器研究 开发 现任中国电子学会测量与仪器分会付 主任委员 中国电子仪器行业协会理事 深圳市电子测量仪器学会会长 目前主要研 究方向为数字电视测试 2 一 数字电视及标准 我国数字电视广播进程 我国数字电视广播进程 数字电视的严格定义 数字电视的严格定义 数字电视的优点及发展方向 数字电视的优点及发展方向 DVB 数字电视标准及测量 DVB 数字电视标准及测量 从测量角度看我国地面数字电视标准 从测量角度看我国地面数字电视标准 1 1 我国数字电视广播进程 第一阶段 2005 年 直辖市 东部地市 中部省会城市 第二阶段 2008 年 东部县 中部地市部分县以上 西部地市以上城市 第三阶段 2010 年 中部县 西部大部分县以上城市 第四阶段 2015 年 西部县城市 全部实现平移 2008 年 奥运是高潮 2015 年 实现数字平移 停播模拟电视 1 2 什么叫数字电视 电视节目的摄制 编辑 储存 播放 传输 接收全部是数字电视信号 目前市面上出售的电视接收机都不是数字电视接收机 数字电视机是机卡分离式 是否收费与加出有关 条件接受 1 3 数字电视较模拟电视优点 1 电视质量高 音视频 数字摄影清晰度高 标清 高清 传输抗干扰能力强 2 占用频道窄 模拟 8MHz 带宽频道可传 6 8 个节目 3 易于开展增值业务 视频点播 远程教育 电子商务 宽带上网 电话传输 等业务 最终三网融一 1 4 数字电视标准 数字电视是一个庞大的系统 研究开发 设备生产 安装 调试 维护的基本准则 测试工程师的任务 研究测试方法 提供测量仪器 1 1 我国数字电视广播进程 第一阶段 2005 年 直辖市 东部地市 中部省会城市 第二阶段 2008 年 东部县 中部地市部分县以上 西部地市以上城市 第三阶段 2010 年 中部县 西部大部分县以上城市 第四阶段 2015 年 西部县城市 全部实现平移 2008 年 奥运是高潮 2015 年 实现数字平移 停播模拟电视 1 2 什么叫数字电视 电视节目的摄制 编辑 储存 播放 传输 接收全部是数字电视信号 目前市面上出售的电视接收机都不是数字电视接收机 数字电视机是机卡分离式 是否收费与加出有关 条件接受 1 3 数字电视较模拟电视优点 1 电视质量高 音视频 数字摄影清晰度高 标清 高清 传输抗干扰能力强 2 占用频道窄 模拟 8MHz 带宽频道可传 6 8 个节目 3 易于开展增值业务 视频点播 远程教育 电子商务 宽带上网 电话传输 等业务 最终三网融一 1 4 数字电视标准 数字电视是一个庞大的系统 研究开发 设备生产 安装 调试 维护的基本准则 测试工程师的任务 研究测试方法 提供测量仪器 1 4 1 国际上的数字电视标准 美国 ATSC 地面数字电视 8VSB 单载波残留边带调制 日本 ISDB 地面电视 BST OFDM 频带分段传输正交频分复用 欧洲 DVB 地面 有线 卫星 1 4 1 国际上的数字电视标准 美国 ATSC 地面数字电视 8VSB 单载波残留边带调制 日本 ISDB 地面电视 BST OFDM 频带分段传输正交频分复用 欧洲 DVB 地面 有线 卫星 3 DVB C 数字有线电视 正交幅度调整 QAM DVB S 数字卫星电视 正交键控调制 8PSK DVB S2 数字卫星电视 正交键控调制 QPSK DVB T 地面数字电视 正交频分复用调制 COFDM 多载波间隔 2K 8K DVB H 在 DVB T 基础增加载波间隔 4K 1 4 2 DVB S2 较 DVB S1 优点 频谱利用率高 传输速率 DVB S 为 55 3Mbps DVB S2 为 86 4Mbps 是下一代数字卫星电视方向 1 4 3 DVB H 较 DVB T 优点 DVB H 是在地面电视向移动手机电视 1 终端功耗低 2 移动接收和抗干扰能力强 适合移动 手机电视 1 4 4 美国 欧洲 日本数字电视接收体系 DVB C 数字有线电视 正交幅度调整 QAM DVB S 数字卫星电视 正交键控调制 8PSK DVB S2 数字卫星电视 正交键控调制 QPSK DVB T 地面数字电视 正交频分复用调制 COFDM 多载波间隔 2K 8K DVB H 在 DVB T 基础增加载波间隔 4K 1 4 2 DVB S2 较 DVB S1 优点 频谱利用率高 传输速率 DVB S 为 55 3Mbps DVB S2 为 86 4Mbps 是下一代数字卫星电视方向 1 4 3 DVB H 较 DVB T 优点 DVB H 是在地面电视向移动手机电视 1 终端功耗低 2 移动接收和抗干扰能力强 适合移动 手机电视 1 4 4 美国 欧洲 日本数字电视接收体系 美国标准 欧洲标准 日本标准 美国标准 欧洲标准 日本标准 地面 ATSC 卫星 DVB S 有线 地面 DVB T 卫星 DVB S 有线 DVB C 地面 ISDB T 卫星 DVB S 有线 地面 ATSC 卫星 DVB S 有线 地面 DVB T 卫星 DVB S 有线 DVB C 地面 ISDB T 卫星 DVB S 有线 调制方式 8VSB 16V SB QPSK QAM 2K 8K COFDM QPSK QAM 分段 COFDM QPSK QAM 调制方式 8VSB 16V SB QPSK QAM 2K 8K COFDM QPSK QAM 分段 COFDM QPSK QAM 视频编码 MPEG 2 MPEG 2 MPEG 2 视频编码 MPEG 2 MPEG 2 MPEG 2 音频编码 AC 3 MPEG 2 MPEG AAC 音频编码 AC 3 MPEG 2 MPEG AAC 1 4 5 DVB 系统测试标准 TR101290 MPEG2 TS 流的测试 地面 有线 卫星传输媒介共同参数测试 1 4 6 地面电视较有线电视 卫星电视优点 1 易于实现全国的覆盖 广大农村 郊区 2 成本低 3 因灾害 战争等突发原因破坏 易于快速准确恢复 1 5 我国的数字地面电视标准 1 4 5 DVB 系统测试标准 TR101290 MPEG2 TS 流的测试 地面 有线 卫星传输媒介共同参数测试 1 4 6 地面电视较有线电视 卫星电视优点 1 易于实现全国的覆盖 广大农村 郊区 2 成本低 3 因灾害 战争等突发原因破坏 易于快速准确恢复 1 5 我国的数字地面电视标准 4 标准代号 GB20600 2006 名称 数字电视地面广播传输系统帧结构 信道编码和调制 国家发改委 2006 年 8 月 18 日颁布 2007 年 8 月 1 日在全国强制执行 国标无缩写或简称 DTMB 清华大学提供的标准 ADTB T 上海交大提供的标准 1 5 1 我国的数字地面电视标准评价 可喜可贺 中国人终于有了一个大的标准 这是一个非常无奈的标准 国标实际上是两个标准 清华 DTMB 多载波调制方式 交大 ADTB T 单载波调试方式 1 两种方式在技术上很难融合在一起 2 发射系统不可能做在一起 没有必要做在一起 3 电视接收机也很难做在一起 原则成本很高 4 将来继续开发新系统 升级 成本增大 相应的技术标准尚未出来 测试标准尚未出来 没有相应仪器测试 1 5 2 清华交大方案的特点 清华 DTMB 同步 正交频分 复用多载波调制方式 DTS COFDM 频谱利用率高 抗多经干扰稳 速度能力强 纠错能力强 交大 接收系统灵敏度高 发射信号峰谷比小 还可实现小功率发射覆盖 可直接启用原模拟发机 降低成本 抗干扰 频谱利用率较过去的单载波方式好 数字电视测试 1 图像质量分析和码流分析 发射端 2 视音频分析 发射 用户端 3 传输系统测试 发射 传输 用户端 标准代号 GB20600 2006 名称 数字电视地面广播传输系统帧结构 信道编码和调制 国家发改委 2006 年 8 月 18 日颁布 2007 年 8 月 1 日在全国强制执行 国标无缩写或简称 DTMB 清华大学提供的标准 ADTB T 上海交大提供的标准 1 5 1 我国的数字地面电视标准评价 可喜可贺 中国人终于有了一个大的标准 这是一个非常无奈的标准 国标实际上是两个标准 清华 DTMB 多载波调制方式 交大 ADTB T 单载波调试方式 1 两种方式在技术上很难融合在一起 2 发射系统不可能做在一起 没有必要做在一起 3 电视接收机也很难做在一起 原则成本很高 4 将来继续开发新系统 升级 成本增大 相应的技术标准尚未出来 测试标准尚未出来 没有相应仪器测试 1 5 2 清华交大方案的特点 清华 DTMB 同步 正交频分 复用多载波调制方式 DTS COFDM 频谱利用率高 抗多经干扰稳 速度能力强 纠错能力强 交大 接收系统灵敏度高 发射信号峰谷比小 还可实现小功率发射覆盖 可直接启用原模拟发机 降低成本 抗干扰 频谱利用率较过去的单载波方式好 数字电视测试 1 图像质量分析和码流分析 发射端 2 视音频分析 发射 用户端 3 传输系统测试 发射 传输 用户端 二 图像质量分析及码流分析 图像质量分析概念及测量 图像质量分析概念及测量 码流分析概念及测量 2 1 图像质量分析 由图像质量分析仪产生测试序列 送到被测系统的编码压缩 经复用器 QAM 调制 器 再经过标准解调器和解码器 还原成序列图像 有图像质量分析仪比较分析 计 算出一个与原序列图像差异相关的数值 图像质量系数 PQR 码流分析概念及测量 2 1 图像质量分析 由图像质量分析仪产生测试序列 送到被测系统的编码压缩 经复用器 QAM 调制 器 再经过标准解调器和解码器 还原成序列图像 有图像质量分析仪比较分析 计 算出一个与原序列图像差异相关的数值 图像质量系数 PQR 5 典型仪器 PQA300 PQA500 典型仪器 PQA300 PQA500 图 1 图像质量及码流测试框图 图 1 图像质量及码流测试框图 2 2 MPEG 2 码流分析 典型仪器 MTM400 MTS400 MTS430 AD954 按 DVB 标准中规定的测量标准 TR101290 进行实时监测或离线监测 并按差错优先 等级分类如下 第一级 可解码性差错 共 6 个 传输码流同步丢失 TS sync loss 同步 字节错误 Sync byte error 节目相关表错误 PAT error 节目映像表错误 PMT error 连续计数错误 Continuity count error 节目识别表错误 PID error 第二级 损伤可解码性差错 共 6 个 传送包错误 Transport error 节目时 钟参考错误 PCR error 节目时钟参考精度错误 PCR accuracy error 循环冗余 检测错误 CRC error PTS 表错误 PCR error 条件接受错误 CAT error 第三优先级 不影响可解码性差错 共 10 个 NIT 错误 NIT error SI 重 复错误 SI repetition error 缓冲器错误 Buffer error 未引用 PID 错误 Unreferenced PID SDI 错误 RST error TDT 错误 TDT error 空闲缓冲器 错误 Empty buffer error 数据延迟错误 Data de lay error 2 2 MPEG 2 码流分析 典型仪器 MTM400 MTS400 MTS430 AD954 按 DVB 标准中规定的测量标准 TR101290 进行实时监测或离线监测 并按差错优先 等级分类如下 第一级 可解码性差错 共 6 个 传输码流同步丢失 TS sync loss 同步 字节错误 Sync byte error 节目相关表错误 PAT error 节目映像表错误 PMT error 连续计数错误 Continuity count error 节目识别表错误 PID error 第二级 损伤可解码性差错 共 6 个 传送包错误 Transport error 节目时 钟参考错误 PCR error 节目时钟参考精度错误 PCR accuracy error 循环冗余 检测错误 CRC error PTS 表错误 PCR error 条件接受错误 CAT error 第三优先级 不影响可解码性差错 共 10 个 NIT 错误 NIT error SI 重 复错误 SI repetition error 缓冲器错误 Buffer error 未引用 PID 错误 Unreferenced PID SDI 错误 RST error TDT 错误 TDT error 空闲缓冲器 错误 Empty buffer error 数据延迟错误 Data de lay error 三 数字电视的视音频测量 数字电视的视音频测量 数字电视的视音频测量 模拟视音频测量与数字视音频测量及仪器 模拟视音频测量与数字视音频测量及仪器 3 1 视音频测量 数字电视的收看 最终还是视音频信号 因此它仍然有类似模拟视音频的技术指 标 3 1 视音频测量 数字电视的收看 最终还是视音频信号 因此它仍然有类似模拟视音频的技术指 标 6 如图 2 所示 由电视信号发生器输出信号 送至被测系统 由解码器输出 SDI 串 行数字音视频信号 再经 D A 变换为模拟复合信号供作视音频测试 指标有亮色增益 亮色延时 微分增益 微分相位 多波群响应 信噪比 K 因子 音频信号分析等 如图 2 所示 由电视信号发生器输出信号 送至被测系统 由解码器输出 SDI 串 行数字音视频信号 再经 D A 变换为模拟复合信号供作视音频测试 指标有亮色增益 亮色延时 微分增益 微分相位 多波群响应 信噪比 K 因子 音频信号分析等 图 2 视音频测试框图 图 2 视音频测试框图 数字视音频仪器 VM700 WV611A WFM7120 WF91D M600 B 模拟波形显示器 矢量示波器 1731 1721 1741 1761 数字视音频仪器 VM700 WV611A WFM7120 WF91D M600 B 模拟波形显示器 矢量示波器 1731 1721 1741 1761 四 数字射频传输测量 有线传输网路的质量要求及测量 有线传输网路的质量要求及测量 数字电视信号测量 数字电视信号测量 数字射频传输测量 这对于前端 用户端或各接点处 都是很重要的 4 1 有线系统测试 在数字电视传输系统中 模拟射频指标仍然很重要 C N 模拟要求 43dB 数字要求降低到 28dB CSO CTB 模拟要求 54dB 数字要求降低到 44dB 一般来说 模拟传输系统合格 数字传输就没有问题 4 2 信号分析 平均功率电平 频道功率 载噪比 C N 误码率 BER 调制误差率 MER QAM 星座图 入侵信号频响 矢量误差率 EVM 群延时特性 数字射频传输测量 这对于前端 用户端或各接点处 都是很重要的 4 1 有线系统测试 在数字电视传输系统中 模拟射频指标仍然很重要 C N 模拟要求 43dB 数字要求降低到 28dB CSO CTB 模拟要求 54dB 数字要求降低到 44dB 一般来说 模拟传输系统合格 数字传输就没有问题 4 2 信号分析 平均功率电平 频道功率 载噪比 C N 误码率 BER 调制误差率 MER QAM 星座图 入侵信号频响 矢量误差率 EVM 群延时特性 五 数字电视信号电平的剖析 数字电视与模拟电视信号的剖析 数字电视与模拟电视信号的剖析 数字平均功率电平及测量 数字平均功率电平及测量 有线数字电视传输网络电平设置的探讨 有线数字电视传输网络电平设置的探讨 5 1 数字电视与模拟电视信号的剖析 5 1 数字电视与模拟电视信号的剖析 7 数字电视与模拟电视信号对比数字电视与模拟电视信号对比 信号大小 行同步脉冲 信号大小 噪声功率 峰值电平 功率 Hz 单位 电平 dBuV dBmV 单位 平均功率电平 dBuV dBum 实际占有功率 10 左右 实际占有功率 95 以上 集中在中心频率两边 信号大小 行同步脉冲 信号大小 噪声功率 峰值电平 功率 Hz 单位 电平 dBuV dBmV 单位 平均功率电平 dBuV dBum 实际占有功率 10 左右 实际占有功率 95 以上 集中在中心频率两边 5 2 数字平均功率电平 以功率的概念 同每赫功率法的方法 采用电平系统来表征的一个特殊参数 5 2 数字平均功率电平 以功率的概念 同每赫功率法的方法 采用电平系统来表征的一个特殊参数 5 2 1 对数字平均电平的探讨 1 每赫功率法可用在所有的数字电视信号及其他数字电视信号测量 5 2 1 对数字平均电平的探讨 1 每赫功率法可用在所有的数字电视信号及其他数字电视信号测量 8 2 各种信号都可以用功率的概念来量度 但在实际使用中较困难 如用电压来量 度 则应根据信号特征拟定不同的条件取样 3 模拟电视采用同步脉冲峰值电平来量度 数字电视是以平均功率电平来量度 两种取样的概念不一样的 虽然都是以电平为单位 但不是同一量网 因此数字电平 不能用模拟仪器来测 一定要用数字电视仪器来测量电平 5 3 有线数字传输网路电平设置探讨 1 广电部门建议 模拟电视 60 80dB v 数字电视 50 70dB v 2 广电部门建议 数字较模拟低 10dB 此建议很模糊 两电视量网不一样 3 具体设置 a 设最小电平应大于机顶盒或终端用户的数字电视接收机最低电 平 一般不小于 45dBuV b 最大电平应保证发射设备传输网络中心的光收 光发 放大器 滤波器等设备不失真 即 CSO CTB 大于 44dB 对有线传输网络 质量较好 即 C N CSO CTB 指标都较好的网络来说 其电平 设置数较为宽松 否则应非常谨慎 5 3 1 数字电平的设置 2 各种信号都可以用功率的概念来量度 但在实际使用中较困难 如用电压来量 度 则应根据信号特征拟定不同的条件取样 3 模拟电视采用同步脉冲峰值电平来量度 数字电视是以平均功率电平来量度 两种取样的概念不一样的 虽然都是以电平为单位 但不是同一量网 因此数字电平 不能用模拟仪器来测 一定要用数字电视仪器来测量电平 5 3 有线数字传输网路电平设置探讨 1 广电部门建议 模拟电视 60 80dB v 数字电视 50 70dB v 2 广电部门建议 数字较模拟低 10dB 此建议很模糊 两电视量网不一样 3 具体设置 a 设最小电平应大于机顶盒或终端用户的数字电视接收机最低电 平 一般不小于 45dBuV b 最大电平应保证发射设备传输网络中心的光收 光发 放大器 滤波器等设备不失真 即 CSO CTB 大于 44dB 对有线传输网络 质量较好 即 C N CSO CTB 指标都较好的网络来说 其电平 设置数较为宽松 否则应非常谨慎 5 3 1 数字电平的设置 1 前端及光发射机输出电平估算 一般供应商提供的是模拟电视电平值推荐值 Lo 10LgNo 其中 L 总电平 Lo 供应商推荐最大值 No 供应商推荐频道数 那么估计设置电平 Ls 为下式 Ls L 10LgNs 其中 Ns 实际频道数 1 前端及光发射机输出电平估算 一般供应商提供的是模拟电视电平值推荐值 Lo 10LgNo 其中 L 总电平 Lo 供应商推荐最大值 No 供应商推荐频道数 那么估计设置电平 Ls 为下式 Ls L 10LgNs 其中 Ns 实际频道数 9 2 对于光工作站 放大器输出电平估算 也用上述办法 由于有频响 100 860MHz 1000MHz 会有 3 4dB 故应取中间 值 3 用户端电平 模拟电视 60 80 dB v 数字电视 55 75 dB v 机顶盒要求 45 dB v 4 数字 模拟电平的设置 前述 一般供应商提供的模拟电视参数 根据经验 建议数字电平应低于 5 dB v 注意 这里的模拟电平与数字电平是不同量网 数字电视电平一定要用数字仪器测量 不能用模拟仪器测量 5 实例 如哈雷公司的光发射机提供参数是 驱动电平为 70 dB v 频道数 80 个 那么总电平数 L 70 10Lg80 70 19 89 dB v 如果设置有用频道为 65 个 则输出电平设置为 Ls 70 10Lg80 10Lg65 89 18 1 71 dB v 建议数字电平设置为 Ls 5 66 dB v 5 3 2 电平实时评估 2 对于光工作站 放大器输出电平估算 也用上述办法 由于有频响 100 860MHz 1000MHz 会有 3 4dB 故应取中间 值 3 用户端电平 模拟电视 60 80 dB v 数字电视 55 75 dB v 机顶盒要求 45 dB v 4 数字 模拟电平的设置 前述 一般供应商提供的模拟电视参数 根据经验 建议数字电平应低于 5 dB v 注意 这里的模拟电平与数字电平是不同量网 数字电视电平一定要用数字仪器测量 不能用模拟仪器测量 5 实例 如哈雷公司的光发射机提供参数是 驱动电平为 70 dB v 频道数 80 个 那么总电平数 L 70 10Lg80 70 19 89 dB v 如果设置有用频道为 65 个 则输出电平设置为 Ls 70 10Lg80 10Lg65 89 18 1 71 dB v 建议数字电平设置为 Ls 5 66 dB v 5 3 2 电平实时评估 5 3 3 HFC 网络调试 1 前述输入电平评估 实时评估 均为估计值 5 3 3 HFC 网络调试 1 前述输入电平评估 实时评估 均为估计值 10 2 在网络工作状态下 根据模拟电视参数 数字电视参数 实际测量 C N CSO CTB BER MER 星座图是否满足要求 参数富裕量大 可适当提高电平值 参数不合 格 可适当下调电平值 5 3 4 深圳天威有线电视信号 2 在网络工作状态下 根据模拟电视参数 数字电视参数 实际测量 C N CSO CTB BER MER 星座图是否满足要求 参数富裕量大 可适当提高电平值 参数不合 格 可适当下调电平值 5 3 4 深圳天威有线电视信号 六 BER 误码率的剖析 BER 的定义及测量 BER 的定义及测量 BER 的剖析 6 1 BER 的定义及测量 BER 误码率的比特数 传输的总比特数 DVB 标准中的 TR101290 规定 准误码传输 标准是 每小时传输少于一个误码 前向误码率 pre BER 纠错前的误码率 后向误码率 post BER 纠错后的误码率 BER 的剖析 6 1 BER 的定义及测量 BER 误码率的比特数 传输的总比特数 DVB 标准中的 TR101290 规定 准误码传输 标准是 每小时传输少于一个误码 前向误码率 pre BER 纠错前的误码率 后向误码率 post BER 纠错后的误码率 11 即对于 64QAM 前向误码率 pre BER 10 4 一般前向误码率在 10 7 6 2 BER 的剖析 噪声是引起误码的原因 在数字电视传输中由于没有载波 则使用信噪比 Eb No Eb No 和 C N 的关系式 即对于 64QAM 前向误码率 pre BER 10 4 一般前向误码率在 10 7 6 2 BER 的剖析 噪声是引起误码的原因 在数字电视传输中由于没有载波 则使用信噪比 Eb No Eb No 和 C N 的关系式 其中 Eb 每比特的能量 M 分组的点数 No 1Hz 带宽的噪声功率 BW 带宽 Rs 符号率 对于 64QAM DVB C Rs 6 875Mbaud BW 8MHz C N dB Eb No dB 7 12 对于 BER 为 1 E 4 Eb No 16dB 因此 C N 23 5dB 考虑到系统稳定性和测量误差 一般要求 27dB 显然 为了保证系统正常工作 都远大于此数 故标准中未作严格要求 根据通讯原理 我们也可以从瀑布图中得知 BER 与 C N 的关系 在 64QAM 时 BER 为 10 4 则 C N 为 23 5dB 其中 Eb 每比特的能量 M 分组的点数 No 1Hz 带宽的噪声功率 BW 带宽 Rs 符号率 对于 64QAM DVB C Rs 6 875Mbaud BW 8MHz C N dB Eb No dB 7 12 对于 BER 为 1 E 4 Eb No 16dB 因此 C N 23 5dB 考虑到系统稳定性和测量误差 一般要求 27dB 显然 为了保证系统正常工作 都远大于此数 故标准中未作严格要求 根据通讯原理 我们也可以从瀑布图中得知 BER 与 C N 的关系 在 64QAM 时 BER 为 10 4 则 C N 为 23 5dB 12 误码率与载噪比关系曲线误码率与载噪比关系曲线 关于 BER 的讨论 1 误码率大 则使图像产生马赛克 甚至黑屏 这在数据 传输中更为重要 2 BER 与数字电视传输流 TS 的噪声有关 这与设备 器件和传输系统的噪声有关 3 BER 与数字电视信号大小有关 一般应大于 55 dB v 4 造成误码除上述原因外 非常重要的突发噪声 各种信号干扰 关于 BER 的讨论 1 误码率大 则使图像产生马赛克 甚至黑屏 这在数据 传输中更为重要 2 BER 与数字电视传输流 TS 的噪声有关 这与设备 器件和传输系统的噪声有关 3 BER 与数字电视信号大小有关 一般应大于 55 dB v 4 造成误码除上述原因外 非常重要的突发噪声 各种信号干扰 七 MER 调制误差率及星座图的剖析 数字电视传输中的广义噪声 数字电视传输中的广义噪声 数字电视调制器及星座图 数字电视调制器及星座图 MER 的定义 MER 的定义 对 MER 的探讨 对 MER 的探讨 星座图的测量及应用 7 1 广义噪声 7 1 1 模拟电视 干扰信号直接影响图像 1 噪声 载噪比 C N 主要指白噪声 引起画面有雪花 2 电源干扰 哼调比 引起画面滚动 3 饱和失真 COS CTB 引起画面电刷雨点 4 外界强烈干扰 无法看图像 5 突发信号 视觉迟钝 不影响图像 7 1 2 广义噪声 噪声 电源干扰 失真 CSO CTB 相位噪声 对外干扰 入侵 突发信号 数字电视 干扰信号不直接对图像产生直观影响 统称为广义噪声或无用信号 MER 是表征数字电视信号在尚未误码时 广义噪声状况的数学表达方式 星座图 是表征数字电视信号在尚未误码时 广义噪声状况的图形表达方式 7 2 QAM 调制器 星座图的测量及应用 7 1 广义噪声 7 1 1 模拟电视 干扰信号直接影响图像 1 噪声 载噪比 C N 主要指白噪声 引起画面有雪花 2 电源干扰 哼调比 引起画面滚动 3 饱和失真 COS CTB 引起画面电刷雨点 4 外界强烈干扰 无法看图像 5 突发信号 视觉迟钝 不影响图像 7 1 2 广义噪声 噪声 电源干扰 失真 CSO CTB 相位噪声 对外干扰 入侵 突发信号 数字电视 干扰信号不直接对图像产生直观影响 统称为广义噪声或无用信号 MER 是表征数字电视信号在尚未误码时 广义噪声状况的数学表达方式 星座图 是表征数字电视信号在尚未误码时 广义噪声状况的图形表达方式 7 2 QAM 调制器 13 7 2 1 星座图 7 2 1 星座图 7 3 MER 调制误差率 7 3 MER 调制误差率 具有噪声的星座图具有噪声的星座图 I0j Q0j 分别为星座点 j 理想的 I Q 分量 Ij Qj 分别为星座点 j 实际的 I Q 分量 N 为测量取样点总数 远大于调制度 64 以保证测量精度 说明 N 为测量取样点总数 为保证精度 N 越大越好 如 64QAM 应远大于 64 次 7 3 1 MER 调制误差率探讨 MER 称为调制误差率 是以数字模型反映信号噪声状态 MER 不是调制误码率 它主要反映信号在尚未误码时的噪声状态 此时并未误码 是 系统处在亚误码状态 MER 并非是反映 QAM 调制器的质量参数 而是反映信号受噪声干扰的参数 I0j Q0j 分别为星座点 j 理想的 I Q 分量 Ij Qj 分别为星座点 j 实际的 I Q 分量 N 为测量取样点总数 远大于调制度 64 以保证测量精度 说明 N 为测量取样点总数 为保证精度 N 越大越好 如 64QAM 应远大于 64 次 7 3 1 MER 调制误差率探讨 MER 称为调制误差率 是以数字模型反映信号噪声状态 MER 不是调制误码率 它主要反映信号在尚未误码时的噪声状态 此时并未误码 是 系统处在亚误码状态 MER 并非是反映 QAM 调制器的质量参数 而是反映信号受噪声干扰的参数 14 产生误码状态 MER 理论要求值 实际要求值 64QAM 大于 23dB 大于 26dB 256QAM 大于 28dB 大于 31dB DVB 组织推荐参数 7 3 2 对 MER 的要求 MER 理论要求值 书面要求值 实际值 考虑测量误差 64QAM 大于 23dB 大于 26dB 大于 31dB 256QAM 大于 28dB 大于 31dB 大于 34dB 国际组织推荐参数 64QAM 256QAM VSB 非常好 36dB 37dB 34dB 好 35dB 36dB 32dB 较好 31dB 34dB 28dB 可接受 28dB 31dB 22dB 差 24dB 29dB 19dB 危险 22dB 28dB 18dB 7 4 星座图与广义噪声 星座图是表征数字电视信号 在尚未误码时 广义噪声的状态的图形表达方式 星座图是研究分析噪声来源的工具 产生误码状态 MER 理论要求值 实际要求值 64QAM 大于 23dB 大于 26dB 256QAM 大于 28dB 大于 31dB DVB 组织推荐参数 7 3 2 对 MER 的要求 MER 理论要求值 书面要求值 实际值 考虑测量误差 64QAM 大于 23dB 大于 26dB 大于 31dB 256QAM 大于 28dB 大于 31dB 大于 34dB 国际组织推荐参数 64QAM 256QAM VSB 非常好 36dB 37dB 34dB 好 35dB 36dB 32dB 较好 31dB 34dB 28dB 可接受 28dB 31dB 22dB 差 24dB 29dB 19dB 危险 22dB 28dB 18dB 7 4 星座图与广义噪声 星座图是表征数字电视信号 在尚未误码时 广义噪声的状态的图形表达方式 星座图是研究分析噪声来源的工具 性能良好的星座图 有噪声的星座图 性能良好的星座图 有噪声的星座图 15 7 4 1 星座图与广义噪声 7 4 1 星座图与广义噪声 有入侵信号星座图 有连续干扰的星座图 有入侵信号星座图 有连续干扰的星座图 有相位噪声的星座图 有压缩失真的星座图 有相位噪声的星座图 有压缩失真的星座图 八 数字电视测量仪器 数字电视信号源 数字电视信号源 图像质量分析仪 图像质量分析仪 码流分析仪 码流分析仪 视音频分析仪 视音频分析仪 数字电视分析仪 数字电视分析仪 数字电视图像频谱场强仪 数字电视图像频谱场强仪 数字电视场强仪 8 1 数字电视信号源 8 1 1 数字电视标准信号源 这种标准信号源是产生标准的数字信号供测试 它是按不同的调制方 如 DVB T DVB C DVB S 和制式 如 PAL NTSC SECAM 产生测试信号 它们可以有静止图像 也可以有活图像 像这种标准信号源是产生标准的数字信号供测试 它是按不同的调 制方式 如 DVB T DVB C DVB S 和制式 如 PAL NETSC SECAM 产生测试信号 数字电视场强仪 8 1 数字电视信号源 8 1 1 数字电视标准信号源 这种标准信号源是产生标准的数字信号供测试 它是按不同的调制方 如 DVB T DVB C DVB S 和制式 如 PAL NTSC SECAM 产生测试信号 它们可以有静止图像 也可以有活图像 像这种标准信号源是产生标准的数字信号供测试 它是按不同的调 制方式 如 DVB T DVB C DVB S 和制式 如 PAL NETSC SECAM 产生测试信号 16 它们可以有测试卡 静止图像 也可以有活图像 仪器 SFU SFQ TG2000 8 1 2 数字测试信号源 这种信号源不仅产生标准数字电视信号 而且在标准信号 上加上模拟的噪声来 改变信号质量 获取不同 MER 的数值 这对于机顶盒产生的鉴定非常有用 仪器 SFU SFL 8 1 3 码流发生器 产生 MPEG2 的码流 具有 MPEG2 信号的记录和播放功能 以提供了高清数字电视 HDTV 和标清数字电视 SDTV 信号 含视频 音频 和其他数据 如图文 伪 随机码 仪器本身就具有标准静止图像和连续活动图像信号 也可以根据用户需要 录制你所需要的数字视音频信号 自行定义或编辑再行作为测试码流输出 8 2 数字电视视音频分析仪 8 2 1 波形显示器和波形示波器 波形监视器和矢量监视器可成为独立的两种仪器 也可以组合成一个仪器 这样 更发挥作用 即矢量 波形监视器 它不仅可有以上功能 还可增加一些功能 一般 具有波形显示 矢量显示 图像显示 立体声音频显示 时间码相位和幅度显示 SCH 和彩色成帧显示等 这是在视音频测试中用的最多的仪器 8 2 2 视音频分析仪 这种仪器通常是以视频分析为主 但也兼容音频信号的测试 直接测量视频指标 微分增益 微分相位 色度 亮度增益 色度 亮度相位 频率响应 2T K 因数 亨声 信噪比 群时延 亮度非线性 白条幅度 同步幅度 色同步幅度等等 有时也具有 波形监示器和矢量监示器功能 8 3 数字 模拟电视分析仪 8 3 1 数字电视分析仪 以数字电视标准参数为测量标准 数字参数 平均功率电平 BER MER 星座图 EVR 模拟参数 电平 亨声 C N V A CSO CTB 基本参数 频道扫描 频谱分析 斜度 频响 入侵 泄漏 突发信号 8 3 2 数字电视图像频谱场强仪 简化数字电视参数 重视显示电视图像质量 数字参数 平均功率电平 BER MER 星座图 EVR 模拟参数 电平 C N V A CSO 基本参数 频道扫描 频谱分析 频响 入侵 泄漏 突发 信号 8 3 3 数字电视场强仪 简易型 频道扫描 模拟电平 数字平均功率电平 V A C N 合格不合格判别 干 线电压测量 8 4 数字 模拟 CATV 分析仪比较表 见附表 它们可以有测试卡 静止图像 也可以有活图像 仪器 SFU SFQ TG2000 8 1 2 数字测试信号源 这种信号源不仅产生标准数字电视信号 而且在标准信号 上加上模拟的噪声来 改变信号质量 获取不同 MER 的数值 这对于机顶盒产生的鉴定非常有用 仪器 SFU SFL 8 1 3 码流发生器 产生 MPEG2 的码流 具有 MPEG2 信号的记录和播放功能 以提供了高清数字电视 HDTV 和标清数字电视 SDTV 信号 含视频 音频 和其他数据 如图文 伪 随机码 仪器本身就具有标准静止图像和连续活动图像信号 也可以根据用户需要 录制你所需要的数字视音频信号 自行定义或编辑再行作为测试码流输出 8 2 数字电视视音频分析仪 8 2 1 波形显示器和波形示波器 波形监视器和矢量监视器可成为独立的两种仪器 也可以组合成一个仪器 这样 更发挥作用 即矢量 波形监视器 它不仅可有以上功能 还可增加一些功能 一般 具有波形显示 矢量显示 图像显示 立体声音频显示 时间码相位和幅度显示 SCH 和彩色成帧显示等 这是在视音频测试中用的最多的仪器 8 2 2 视音频分析仪 这种仪器通常是以视频分析为主 但也兼容音频信号的测试 直接测量视频指标 微分增益 微分相位 色度 亮度增益 色度 亮度相位 频率响应 2T K 因数 亨声 信噪比 群时延 亮度非线性 白条幅度 同步幅度 色同步幅度等等 有时也具有 波形监示器和矢量监示器功能 8 3 数字 模拟电视分析仪 8 3 1 数字电视分析仪 以数字电视标准参数为测量标准 数字参数 平均功率电平 BER MER 星座图 EVR 模拟参数 电平 亨声 C N V A CSO CTB 基本参数 频道扫描 频谱分析 斜度 频响 入侵 泄漏 突发信号 8 3 2 数字电视图像频谱场强仪 简化数字电视参数 重视显示电视图像质量 数字参数 平均功率电平 BER MER 星座图 EVR 模拟参数 电平 C N V A CSO 基本参数 频道扫描 频谱分析 频响 入侵 泄漏 突发 信号 8 3 3 数字电视场强仪 简易型 频道扫描 模拟电平 数字平均功率电平 V A C N 合格不合格判别 干 线电压测量 8 4 数字 模拟 CATV 分析仪比较表 见附表 17 8 5 数字电视仪器的必备配置示意图 8 5 数字电视仪器的必备配置示意图 九 数字电视测量中的问题 测量误差来源及分析处理 测量误差来源及分析处理 电平测量误差 电平测量误差 C N MER 测量误差分析 C N MER 测量误差分析 9 1 测量误差来源及分析处理 9 1 1 误差定义 1 相对误差 测量结果与真值之差 X X 9 1 测量误差来源及分析处理 9 1 1 误差定义 1 相对误差 测量结果与真值之差 X X0 0 X 其中 X 相对误差 X 测量值 X X 其中 X 相对误差 X 测量值 X0 0 被测量真值 2 相对值误差 绝对误差与真值相比取百分数 被测量真值 2 相对值误差 绝对误差与真值相比取百分数 3 分贝误差 相对误差取百分数以 r dB 表示 r dB 20Lg 1 r dB 在电压测量中 r dB 20Lg 1 r dB 在功率测量中 r dB 10Lg 1 r dB 注 分贝误差是相对误差的另一种表达方式 3 分贝误差 相对误差取百分数以 r dB 表示 r dB 20Lg 1 r dB 在电压测量中 r dB 20Lg 1 r dB 在功率测量中 r dB 10Lg 1 r dB 注 分贝误差是相对误