高凱利

(唐山有線電視網(wǎng)絡(luò)公司,河北 唐山 063000)

摘要:主要介紹了有線數(shù)字電視系統(tǒng)中的信號技術(shù)指標(biāo)和具體的監(jiān)測方法。

關(guān)鍵詞:TS碼流;QAM;監(jiān)測;碼流分析儀

中圖分類號:TP202+.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:16723198(2009)15027001

1傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)參數(shù)

經(jīng)過MPEG-2信源編碼和MPEG-2TS傳輸流復(fù)用后生成的MPEG-2傳輸復(fù)用包經(jīng)過擾碼、RS編碼及卷積交織后,進(jìn)行64QAM調(diào)制形成中頻調(diào)制信號,中頻調(diào)制信號經(jīng)過上變頻轉(zhuǎn)為射頻信號然后送入HFC網(wǎng)傳送到用戶。

數(shù)字電視和模擬電視的頻譜結(jié)構(gòu)及能量分布完全不同。由于QAM中的調(diào)幅是平衡調(diào)幅,抑制了載波,因而從頻譜分析儀上看,一個數(shù)字頻道的已調(diào)信號,像一個抬高了的噪聲平臺,均勻地平鋪于整個限定帶寬內(nèi)。伴音信號在MPEG-2編碼時,已經(jīng)與圖像信號以包的形式復(fù)用到了一起,因而,一個數(shù)字電視頻道,不但沒有所謂圖像載波,也沒有伴音載波。

1.1數(shù)字電視的信號電平

數(shù)字電視信號沒有圖像載波電平可取,整個限定的帶寬內(nèi)是平頂?shù)?無峰值可言。所以,QAM數(shù)字頻道的電平是用被測頻道信號的平均功率來表達(dá)的,稱為數(shù)字頻道平均功率。在用戶端電纜信號系統(tǒng)出口處要求:信號電平為47dBμV-67dBμV(比模擬電視信號的要求低10dB),數(shù)字相鄰頻道間最大電平差為≤3dB,數(shù)字頻道與相鄰模擬頻道間最大電平差為≤13dB。

1.2數(shù)字電視的噪聲電平

測量模擬頻道噪聲時,在模擬頻道取噪聲測試點,只要偏離圖像載頻即可。但是數(shù)字電視的頻譜分布決定了測量數(shù)字頻道噪聲不能使用模擬頻道的測量方法。數(shù)字頻道內(nèi)有用能量也像噪聲,沒有什么特點把它們分開,所以測量噪聲,要到被測頻道的鄰頻道去取樣,并且這個鄰頻道應(yīng)當(dāng)是空閑的。

1.3誤碼率

數(shù)字電視信號是離散的信號,接收到的數(shù)字電視信號要么是穩(wěn)定、清晰的圖像,要么就是中斷(包括馬賽克、靜幀),具有“斷崖效應(yīng)”的特點。信號的這種變化,只與傳輸?shù)恼`碼率有關(guān),所以把誤碼率作為衡量系統(tǒng)信號質(zhì)量劣變程度的最重要的指標(biāo)。

1.4信噪比

信噪比(S/N)指傳輸信號的平均功率與噪聲的平均功率之比。載噪比(C/N)指已調(diào)制信號的平均功率與噪聲的平均功率之比,載噪比中的已調(diào)制信號的功率包括了傳輸信號的功率和調(diào)制載波的功率。在調(diào)制傳輸系統(tǒng)中,一般采用載噪比指標(biāo);而在基帶傳輸系統(tǒng)中,一般采用信噪比指標(biāo)。

數(shù)字調(diào)制信號對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的要求主要反映在載噪比上,載噪比越大,信號質(zhì)量越好,反之信號質(zhì)量就差,模擬電視會出現(xiàn)“雪花干擾”,數(shù)字電視會出現(xiàn)馬賽克,嚴(yán)重時會造成圖像不連續(xù)甚至不能對圖像解碼。在有線網(wǎng)中,用戶端電纜信號出口處數(shù)字頻道載噪比達(dá)到31dB以上,就可傳送64QAM信號。

1.5調(diào)制誤差比

數(shù)字調(diào)制信號的損傷通常用星座圖來觀察。在星座圖中,噪聲呈云狀,差拍干擾呈環(huán)狀,IQ不平衡的星座圖不是正方形。調(diào)制誤差比(MER)包含了信號的所有類型的損傷,如各種噪聲、載波泄漏、IQ幅度不平衡、IQ相位誤差、相位噪聲等。MER的測試結(jié)果反映了數(shù)字接收機(jī)還原二進(jìn)制數(shù)碼的能力,它近似于基帶信號的信噪比S/N。在用戶端電纜信號出口處調(diào)制誤差比MER要求達(dá)到30dB以上。

2數(shù)字信號的監(jiān)測

數(shù)字電視平臺節(jié)目監(jiān)測系統(tǒng)擬視音頻及數(shù)字矩陣系統(tǒng)、數(shù)字測試儀器及電視墻三個大的部分構(gòu)成。數(shù)字TS碼流經(jīng)過數(shù)字ASI矩陣系統(tǒng)切換,送入解碼器解碼還原成模擬視音頻后,送入電視墻,進(jìn)行主觀效果監(jiān)測,同時可進(jìn)行與一般模擬視音頻信號相同的測試,經(jīng)ASI矩陣切換的數(shù)字TS碼流也可直接送入數(shù)字碼流分析儀進(jìn)行實時分析,或者經(jīng)過錄制后,離線分析等。數(shù)字碼流經(jīng)QAM調(diào)制后輸出的RF射頻信號經(jīng)混合器混合,送入大網(wǎng)播出,同時分出1路至機(jī)頂盒接收,機(jī)頂盒輸出電視信號或者音頻廣播信號至視音頻矩陣,然后送入電視墻。同時也可進(jìn)行模擬指標(biāo)測試。從混合器再分出l路射頻信號經(jīng)數(shù)字電視測試接收機(jī)處理后輸出TS流至碼流分析儀,實現(xiàn)對QAM調(diào)制后的數(shù)字信號的測試。

數(shù)字碼流監(jiān)測可以根據(jù)其來源分為:編碼器輸出TS流、數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)輸出TS流、多協(xié)議適配器輸出TS流、復(fù)用器輸出TS流、獨(dú)立加擾器輸出TS流、其它TS流及QAM調(diào)制后經(jīng)解調(diào)恢復(fù)的TS流。在本監(jiān)測系統(tǒng)中,QAM調(diào)制后經(jīng)數(shù)字電視測試接收機(jī)解調(diào)后恢復(fù)出的TS流可直接送入數(shù)字碼流分析儀進(jìn)行數(shù)字分析;其余各種來源的TS流須經(jīng)數(shù)字矩陣的切換處理后再進(jìn)行測試。

在本系統(tǒng)中,有編碼器輸出的TS流、數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)輸出的TS流、適配器和解密器輸出的TS流、其它輸出的TS流、復(fù)用器輸出的TS流以及獨(dú)立加擾器輸出的TS流,其中復(fù)用器、獨(dú)立加擾器、解密器以及部分?jǐn)?shù)字衛(wèi)星接收機(jī)輸出為MPTS,而獨(dú)立加擾器輸出為經(jīng)過加擾加密的TS流。具體監(jiān)測方式如下:編碼器、數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)、多協(xié)議適配器、音頻編碼器、復(fù)用器、獨(dú)立加擾器等設(shè)備的TS流送入數(shù)字ASI切換矩陣切選輸出。矩陣的輸出可切選至數(shù)字碼流分析儀分析,也可直接接入解碼器,用作還原AV,送至電視墻做主觀測試等;對于獨(dú)立加擾器的輸出需切換到碼流分析儀進(jìn)行分析。

對比測試原則采用溯源法,跟蹤對比測試的原則,主要體現(xiàn)在電視墻的主觀效果上。

(1)對編碼器、接收機(jī)的信號根據(jù)處理過程分成源AV信號或直接輸出AV信號、初步處理TS流信號(包括編碼輸出及數(shù)字接收機(jī)輸出TS信號)、復(fù)用器復(fù)用后TS流信號和QAM調(diào)制混合后信號四種,對節(jié)目同時段對比跟蹤測試。即為源AV信號或直接輸出AV信號與后面的信號經(jīng)過還原的視音頻信號進(jìn)行對比測試,體現(xiàn)在每一環(huán)節(jié)信號質(zhì)量的比較、變化、跟蹤監(jiān)測。

(2)對多協(xié)議適配器和解密器處理的節(jié)目,則是適配器直接TS信號解碼恢復(fù)AV信號、復(fù)用后解碼恢復(fù)AV信號以及機(jī)頂盒解碼AV信號對比監(jiān)測。

(3)音頻廣播信號則是源信號與機(jī)頂盒接收信號,通過音箱功放進(jìn)行監(jiān)聽對比。

此方案具有以下特點:開放式標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,符合國家和行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn);可靠的可控性和可管理性,健全的網(wǎng)管功能,可對網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備進(jìn)行實時全面的監(jiān)測和控制;靈活性強(qiáng),可根據(jù)需要靈活地設(shè)置搭配設(shè)備;可擴(kuò)展性高,可以隨著前端節(jié)目的增多而擴(kuò)展系統(tǒng)的容量;具有全面的考慮,可監(jiān)測數(shù)字平臺前端各個環(huán)節(jié)的節(jié)目信號。數(shù)字電視系統(tǒng)的運(yùn)營,對播出質(zhì)量和穩(wěn)定性有更高的要求。本文所述節(jié)目監(jiān)測系統(tǒng)正是以此為目的,實現(xiàn)對播出節(jié)目的全方位監(jiān)測,并體現(xiàn)了數(shù)字電視整體平移的理念。