DTV数字电视测试详细介绍

1.1。数字电视数字电视主要测量技术指标1.1.1导言准确把握数字电视传输网络的质量应该有三个步骤。第一步：测量平均功率、平均误码率和误码率。多址干扰和误码率测量阈值(实践经验总结)前端最大有效生产率亲FEC比特误差率对外合作中心后比特误差率64QAM优秀的38分贝紫外线1.00E-91.00E-9标准值36分贝紫外线1.00E-81.00E-9临界值34分贝紫外线1.00E-71.00E-8光学节点最大有效生产率亲FEC比特误差率对外合作中心后比特误差率64QAM优秀的36分贝紫外线1.00E-91.00E-9标准值34分贝紫外线1.00E-81.00E-9临界值32分贝1.00E-71.00E-8放大器最大有效生产率亲FEC比特误差率对外合作中心后比特误差率64QAM优秀的35分贝紫外线1.00E-91.00E-9标准值33分贝1.00E-81.00E-9临界值28分贝紫外线1.00E-71.00E-8分支装置最大有效生产率亲FEC比特误差率对外合作中心后比特误差率64QAM优秀的32分贝1.00E-81.00E-9标准值28分贝紫外线1.00E-71.00E-9临界值24分贝紫外线1.00E-61.00E-8机顶盒最大有效生产率亲FEC比特误差率对外合作中心后比特误差率64QAM优秀的32分贝1.00E-81.00E-9标准值28分贝紫外线1.00E-71.00E-8临界值24分贝紫外线1.00E-61.00E-7步骤2:当这些指标恶化时，应详细测量其他指标，以确定网络质量恶化的原因。因为MER的恶化是最重要的因素，它将直接导致误码率的下降，并最终影响用户接收机的接收效果。因此，因为主要测试调制质量参数，所以找出了问题的原因。调制质量参数主要包括：调制差错率、载波抑制、幅度不平衡、正交误差、相位抖动、rs解码前的误码率等。调制差错率反映了调制的整体质量。载波抑制和幅度不平衡反映了调制中可能误差的主要原因。解码前的误码率反映了整个信道的可靠性。数字调制的直接测量是发现信号失真来源的有用工具。数字解调后，调制质量的评估放在自适应均衡器附近。第三步：用星座图进行逐步调查。当然，我们只需要做一般测试工作的第一步，当网络出现问题时，再做第二步和第三步。大多数情况下，我们的第二步和第三步是同时进行的。建议即使网络正常，第二步和第三步也应在网络前端执行，以防止问题发生。平均功率1.1.1.1。数字信号电平和模拟信号电平之间的差异由于模拟电视图像内容是通过调幅传输的，并且图像内容随时变化，所以模拟电视频道的功率取决于图像内容，并且频道功率根据图像内容而不断变化。由于模拟电视行/场同步脉冲电平相对稳定，我们采用测量峰值电平作为衡量标准来判断模拟电视信号的强度。所有数字调制信号都具有类似噪声的特性，并且信号在被调制到射频载波之前被随机化，因此当传输数字信号时，无论它是否传输数据，在频域中的观察通常是相同的。此外，在频域中观察这样的信号通常不能解释相关的调制方法，例如QPSK、16QAM或64QAM。它只能解释振幅、频率、平坦度、频谱再生等。信号。噪声信号的最大响应与噪声信号的功率无关。因为数字信号也以噪声的形式出现，但它更像是一组随机加到分析器检测器上的脉冲，使用平均值作为功率系数更有价值。因为数字电视信号的信道功率相对稳定，并且不会随内容随机变化，所以数字电视使用平均信道功率来表示该信道的功率。数字电视信号的平均功率电平也称为频道功率，这是一个与模拟电视电平完全不同的概念。数字信号的功率不能通过峰值功率测量来测量，因为信道功率与带宽相关。带宽越宽，信道的平均功率越高。数字信号的载波功率是正确接收的关键因素之一。通过适当增加数字信号的载波电平，可以大大提高抗干扰能力。1.1.1.2。测量数字信号电平的方法当一个正交调幅信号用数字视频广播-载波描述，一个QPSK信号用数字视频广播-载波描述时，调制的射频/中频信号被称为“载波”(C)，它主要区别于用作相关基带解调的“信号”。严格地说，将数字信号描述为“载波”是不正确的，因为QPSK调制和QAM调制是抑制载波的调制机制。然而，工程师们继续使用“载波”作为该参数的名称，尤其是在谈到“载波”与噪声的比率时。事实上，载波表示用于成像的信息功率更合适，特别是射频/中频功率，它是调制射频/中频信号的总功率。1.1.1.3。数字调制信号的测量方法不同于模拟信号的原因(1)在数字调制信号中没有载波(使用QPSK调制的数字下变频系统和使用正交频分复用调制的数字下变频系统)或数千个载波(使用正交频分复用调制的数字下变频系统)，因此不能测量载波。(2)频带中的调制信号具有平坦的频谱，这与噪声非常相似。如果从频谱上方观察，数字调制信号的频谱像噪声一样充满整个通道。(3)影响接收信号质量的参数与信道引入的比特和字误差(噪声、幅度和相位差、回波等)有关。)在解码和纠错之前。(4)数字信号本身具有悬崖效应，不同于模拟信号。信号电平定义为有效带宽内选定射频和中频信号的均方根功率。由前端输出端口和系统输出端口的热功率传感器或光谱仪测量。用热功率探头测量时，不得有其他信号(包括噪声)。在多信号系统中，即有线电视网络中，但是信道的射频/中频功率需要进行频率选择，因此必须使用频谱分析仪或测量接收器进行测量，该频谱分析仪或测量接收器在热功率计前添加一个信道滤波器并具有频带功率测量功能。数字传输的峰值功率比平均功率高6-10dB。为了防止有线同轴网络中放大器的压缩和互调干扰产物，需要通过调整峰值功率来降低平均传输功率。数字调制信号的电平可以比模拟调制信号低10dB左右。图11数字电视信号的频谱形状图12通道功率测量图1.1.2。调制误差率调制误差比其中，I和q是理想QAM接收机相位图中的数据点，I和q是由损坏和理想QAM相位图中的点引起的接收数据点的误差，n是在数据采样中捕获的点。上述公式中的n是数据样本的大小，通常大于相图中的点数，以便捕获代表性样本。换句话说，与理想相图点的位置相比，它测量相图族由于损害法律设计的任何道德缺陷而引起的变化。在测量过程中，矢量分析仪首先接收并采样测量的数字调制信号，并将调整后的信号与解调后的参考矢量信号进行比较。测量矢量信号和参考矢量信号之间的差矢量信号称为误差矢量信号。误差矢量信号包含幅度误差信息和相位误差信息。当干扰很小时，MER变化缓慢。随着干扰的增加，当误码率出现时，MER变化很快。MER可以被认为是一种信噪比测量形式，它将准确地指示接收机对信号的解调能力，因为它不仅包括高斯噪声，还包括接收星座上所有其他不可校正的损害。如果信号中的有效损伤仅仅是高斯噪声，那么MER等于信噪比图13合并原理示意图对于64QAM，MER的经验阈值是23.5分贝，对于256QAM，是28.5分贝，低于这个阈值星座就不能锁定。此外，对于不同的MER指数也有一些经验值：前端为38dB，前端为36dB，光节点为34dB，用户为26dB。1.1.3。误差矢量幅度(EVM)MER相关参数是误差矢量幅度(EVM)，定义为其中Smax是m相位QAM相位图的最远状态的向量的幅度。I和q是由损伤引起的接收数据点的误差和理想QAM相位图的点，n是在数据采样中捕获的点的数量。EVM是在IQ(同相和正交)星座图上检测到的载波与其理论上精确位置之间的距离，是“误差信号矢量”与“最大信号幅度”之比，表示为均方根百分比值。当干扰很小时，EVM变化很快，当接近数字信号即将崩溃的悬崖时，变化很慢。EVM的定义和测量原理与MER非常相似。误差向量的幅度也用来描述调制失真，但是在测量参数的定义上有细微的差别。MER和EVM的区别在于不同的评估标准。MER基于参考矢量幅度的有效值，而EVM基于参考矢量幅度的峰值。图14 14EVM示意图1.1.4误码率定义：误码率(Bit Error Rate)是发生错误的位数与传输的总位数之比。对于大量的传输码，误码率表示为10的误码率的几倍。例如，测量的3E-7表示1000万个传输码中有3次被误解。该比率是通过使用几个实际传输代码实际分析和统计估计的值。误码率越低，性能越好。纠错前误码率：纠错前误码率：纠错算法可以检测出错误比特的数量，并同时纠正其中的一些。纠错前的错误率是错误比特的实际数量与传输比特总数的比率。误码率(后纠错):纠错后的错误率：前纠错算法检测到有多少个错误位后，根据自身的纠错能力纠正错误位中的部分或全部错误。将未纠正的错误比特数与传输的比特总数进行比较，得到纠错后的错误率。当信号质量好时，纠错前后的错误率是相同的，但是当存在一些干扰时，纠错前后的错误率是不同的，纠错后的错误率更好。典型的目标值是1E-09，无错码误码率是2E-04。临界误码率为1E-03。误码率大于1E-03将失去服务。虽然差的误码率表示信号质量差，但是误码率不仅仅是纯QAM信号本身的测量，因为误码率测量检测和计数每个被误解的代码，它是指示问题是由瞬时或突然的噪声干扰引起的敏感指示器。测试误码率结果的重要性科学符号1.00E 001/1一个1.00E-011/10十分之一1.00E-021/100百分之一1.00E-031/1000千分之一1.00E-041/10000万分之一1.00E-05千分之一十万分之一1.00E-061/1000000百万分之一1.00E-071/10000000万分之一1.00E-081/100000000一亿分之一1.00E-091/100000000十亿分之一1.1.5 .合并和误码率之间的关系数字电视和模拟电视图像的最大区别不仅在于图像的清晰度更高，还在于其他不同的特征。当模拟电视和数字电视同时受到噪声信号的干扰时，随着噪声和干扰信号的增加，模拟电视的图像会逐渐恶化，从开始的清晰逐渐变成雪花，最后雪花会越来越多，最后看不到。这是一个渐进的过程，但数字电视信号是不同的。数字电视信号具有一定的抗干扰性能。小干扰可能不会导致数字信号错误。干扰逐渐增加，数字信号有误差。然而，由于FEC纠错编码机制，少量的错误可以被完全纠正。当错误数据的量超过一定量并且超过纠错编码的纠错能力时，当信号有错误时，图像将出现马赛克，甚至不能被立即观看。这些变化发生在一个门槛上，而且非常快。这种特性被称为数字信号的悬崖效应。示意图如下所示。图15模拟和数字电视信号对损坏增加的不同响应在理解了MER和BER变化之间的关系之后，我们就可以理解上述现象的原理了。MER可以提供接收机正确解码传输信号能力的早期指示。根据MER的先前定义，MER将接收符号的实际位置(代表调制模式中的数字值)与其理想位置进行比较。当信号质量降低时，接收符号离理想位置更远，并且MER测量值将降低。随着噪声和干扰的增加，平均误码率逐渐降低，而误码率保持不变。然而，当干扰增加到一定程度时，多址干扰继续下降，误码率开始增加。图16干扰信号对多址干扰和误码率变化的影响上图简单解释了市场汇率和误码率之间的关系。事实上，在星座图中不可能同时出现这种情况。这里，将四种不同的时间情况结合在一起进行比较和解释。第一象限中的红点是MER的最佳状态，几乎所有的点都集中在理想位置。第二象限中的绿点受到一些噪声的干扰，干扰相对较小，所以它们基本上围绕在理想的中心位置周围，属于较好的MER。第三象限的蓝点受到极大的干扰，每个点都不规则地分散在盒子里。目前，MER指数相对较差。第四象限受到和的极大干扰。每个点不仅分散在这个框中，而且还有两个点已经离开第四象限的范围到达第一和第三象限。第一、第二和第三象限的信号有一个共同点。所有的点都在它们的象限里。根据数字电视信号的判定规则，只要它们在盒子里，就不会有错误代码。只有第四象限中的点到达其他方框。一旦这些点进入其他星座点的范围，它们将被判断为星座点，从而导致错误。这就是为什么在一定的干扰信号下，MER值在减小，但没有错误代码。在MER下降到一定程度，并且BER值开始上升之前，不会出现错误代码。1.1.6。MER与EVM的关系EVM测量与MER相似，但表达形式不同。EVM表示为均方根误差矢量幅度和最大符号幅度的百分比。当信号缺陷增加时，EVM将增加，而MER将减少。MER和EVM可以相互转换。其间定义星座图中每个点的均方根值。其中是M相位QAM相位图的最远状态的向量的幅度。因此其中v是m相QAM星座的峰值功率与平均功