楊 志

（安徽廣電信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司，安徽合肥 230088）

數(shù)字電視信號的指標(biāo)與監(jiān)測

楊 志

（安徽廣電信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司，安徽合肥 230088）

我國目前有線電視系統(tǒng)中采用的數(shù)字電視信號的編碼、調(diào)制方式和復(fù)用方式。在整體信道中的數(shù)字信號的指標(biāo)測量與分析，單個(gè)信道中的噪聲測量與分析，數(shù)字電視信號的調(diào)制誤差比、信噪比和誤碼率等，以及數(shù)字電視系統(tǒng)中的監(jiān)測信號的設(shè)計(jì)，檢測碼流信號使用的具體方法等。

數(shù)字信道；數(shù)字信號；TS碼流；噪聲；載噪比

1 數(shù)字電視信號的測量

采用MPEG－2技術(shù)編碼的設(shè)備把信源信號編成MPEG－2的編碼，經(jīng)過MPEG－2TS傳輸流復(fù)用后生成的MPEG－2的TS碼流，復(fù)用后的碼流包經(jīng)過擾碼、RS編碼及卷積交織后，進(jìn)行一定規(guī)格的QAM調(diào)制形成中頻調(diào)制信號，我們國家目前通常采用QAM64調(diào)制方式，中頻信號經(jīng)過上變頻轉(zhuǎn)為射頻信號，然后送入HFC混合網(wǎng)，再經(jīng)過分配網(wǎng)，分配傳送到用戶。

在對比數(shù)字電視和模擬電視的頻譜結(jié)構(gòu)及能量時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)他們的分布圖并不完全相同。在看頻譜儀時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)QAM信號中的調(diào)幅是水平的平衡調(diào)幅，制約了載波的不平衡性。從而在頻譜分析儀上，我們看到一個(gè)數(shù)字電視信道的信號，就像一個(gè)抑制過的抬高了的噪聲平臺，整個(gè)帶寬內(nèi)的信號非常均勻。在數(shù)字電視信號中，不但沒有圖像載波，同時(shí)也沒有伴音載波，因?yàn)樗鼈兪墙豢椩谝黄鸬?，必須用碼流分析儀才能分析出圖像和伴音。究其原因是伴音信號就在原信源MPEG－2編碼時(shí)，與圖像在一起以包的形式復(fù)用到了一個(gè)整包了。

1.1 數(shù)字電視信道中的噪聲測量

測量檢查模擬信道噪聲時(shí)，取噪聲測試點(diǎn)，不對準(zhǔn)圖像載頻即可。但是數(shù)字電視的頻譜分布形式，決定了數(shù)字電視信道的噪聲測量，不能使用老的測量方法。數(shù)字電視信道內(nèi)有的能量也像噪聲一樣，沒有什么特點(diǎn)，不能把它們分開，要找個(gè)相鄰的空閑的數(shù)字電視信道來采樣對比，只有這樣才能測出要測量的數(shù)字電視信道中噪聲的大小。

1.2 數(shù)字電視信道的電平

在數(shù)字電視信道中的電視信號集成時(shí)，其信道中的整個(gè)數(shù)字電視信號沒有圖像載波，整個(gè)帶內(nèi)的形式是水平的，

所以根本不能定位一個(gè)數(shù)字信號的電平的大小，定位的只能是整個(gè)信道中的數(shù)字信號電平。所以，在表達(dá)QAM數(shù)字電視信道的電平時(shí)，是用平均功率來表達(dá)整個(gè)信道的電平的大小的，統(tǒng)稱為數(shù)字電視信道平均功率。在到達(dá)局端分配網(wǎng)時(shí)，我們要求端口的信道電平為90dBμV－100dBμV，當(dāng)信號送到用戶家時(shí)，我們要保證的信道電平為57dBμV－67dBμV（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)比較，我們一般要求比模擬電視信號的低10dBμV），但是在整個(gè)頻率頻段使用時(shí)，我們特別要注意的是，相鄰電視信道間最大電平差為≤3dB，這一點(diǎn)與模擬時(shí)代的信道要求幾乎一樣，還有在混合使用數(shù)字電視信道與相鄰模擬電視信道時(shí)，數(shù)字信道與模擬信道之間的最大電平差應(yīng)小于13dB。

1.3 數(shù)字電視信道的調(diào)制誤差比

無論多么好的機(jī)器，在處理信號時(shí)，總會(huì)損傷原有信號的質(zhì)量，數(shù)字的調(diào)制也不例外。但是數(shù)字信號的調(diào)制損傷程度一般用星座圖來測量，主要看星座圖的離散程度。調(diào)制誤差比（MER值的大小）包含了調(diào)制后信號的幾乎所有類型的損傷，如各種噪聲、I／Q幅度不平衡、I／Q相位誤差、相位噪聲等。MER值的大小直接反映了數(shù)字接收機(jī)還原二進(jìn)制數(shù)碼的能力強(qiáng)弱，這個(gè)類似于模擬時(shí)代的基帶信號的信噪比S／N。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般要求在用戶端電視機(jī)前，電纜信號出口處調(diào)制誤差比MER的值要達(dá)到27dB以上。

1.4 數(shù)字電視信道中的信噪比

所謂信噪比（S／N）就是指傳輸信號的平均功率與噪聲的平均功率之比值。那么載噪比（C／N）是指已調(diào)制后的信號的平均功率與噪聲的平均功率之比值，在載噪比中，已調(diào)制好的信號的功率包括了傳輸信號功率和調(diào)制載波的功率。調(diào)制載波的功率的大小是由機(jī)器的功率性能大小決定的。在整個(gè)調(diào)制傳輸系統(tǒng)中，通常采用載噪比指標(biāo)因?yàn)樵跍y量整個(gè)系統(tǒng)時(shí)，都是看系統(tǒng)的噪聲，但是測量一個(gè)基帶信道指標(biāo)時(shí)，才采用信噪指標(biāo)。

在配置和調(diào)制數(shù)字信號調(diào)時(shí)，主要看系統(tǒng)的載噪比的大小。當(dāng)載噪比越大時(shí)，那么我們就發(fā)現(xiàn)信號質(zhì)量就越好，反言之，信號質(zhì)量就不好，數(shù)字電視中出現(xiàn)馬賽克現(xiàn)象，在模擬電視中會(huì)出現(xiàn)雪花、條紋等。在分配網(wǎng)中，用戶端電纜信號出口處數(shù)字電視信道載噪比一般達(dá)到32dB以上，就可傳送數(shù)字電視信號了。

1.5 調(diào)制后數(shù)字電視信號的誤碼率

在信息傳送上，我們看到數(shù)字電視信號是離散的數(shù)字信號，所以發(fā)現(xiàn)接收到的數(shù)字電視信號有兩種，一種是清晰、穩(wěn)定的圖像，一種是馬賽克、靜幀或是無法解碼等。我們測量中，發(fā)現(xiàn)這種信號的變化與傳輸?shù)恼`碼率有關(guān)，誤碼率越高，馬賽克現(xiàn)象就會(huì)越嚴(yán)重。所以在衡量一個(gè)系統(tǒng)的信號質(zhì)量時(shí)，我們通常把誤碼率的大小作為重要的指標(biāo)來看。

2 數(shù)字信號的實(shí)時(shí)跟蹤與監(jiān)視

在模擬時(shí)代，監(jiān)視信號時(shí)，只要把監(jiān)視電視機(jī)搜到相應(yīng)的頻道后，就能監(jiān)視到對應(yīng)的電視節(jié)目，而數(shù)字時(shí)代就不同了。數(shù)字電視的節(jié)目監(jiān)測，通常都是系統(tǒng)擬視音頻數(shù)字矩陣系統(tǒng)、測試儀器及顯示墻等組成，但是有的在監(jiān)視系統(tǒng)中增加自動(dòng)報(bào)警裝置等，但這些都是監(jiān)視數(shù)字信號是否正常的一個(gè)組成部分。在監(jiān)視系統(tǒng)中，數(shù)字碼流經(jīng)過數(shù)字矩陣系統(tǒng)切換，這種大多采用ASI流格式，所以要求要取調(diào)試器后ASI流，而不是DS3流，所以調(diào)制器的輸入和輸出參數(shù)都要做相應(yīng)的改變。在ASI經(jīng)過矩陣解碼器解碼后，把數(shù)字信號還原成模擬視音頻后，送入顯示墻，現(xiàn)在一般采用分割畫面式大型號液晶器，進(jìn)行直觀效果監(jiān)測。還原后的模擬信號監(jiān)視方式與模擬時(shí)代的監(jiān)視方式大同小異。經(jīng)矩陣切換后的數(shù)字TS碼流，也可以直接輸入數(shù)字碼流分析儀進(jìn)行實(shí)時(shí)分析等。具體監(jiān)測方式是：接收到的的TS流送入數(shù)字ASI切換矩陣切選輸出，直接接入多通道解碼器，用作還原模擬的音視頻信號，送至電視墻做主觀測試等。QAM調(diào)制器把接收到的數(shù)字碼流調(diào)制后，輸出RF射頻信號，經(jīng)過混合后進(jìn)入城域HFC網(wǎng)中，只要流出檢測口就可以了。然后用機(jī)頂盒解碼，再經(jīng)過個(gè)別的直觀的監(jiān)視，同時(shí)在預(yù)留的檢測口可以進(jìn)行指標(biāo)測試等工作。

其實(shí)，數(shù)字信號碼流可以根據(jù)其來源分為：編碼器輸出TS／ASI流、數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)輸出TS／ASI流、多協(xié)議適配器輸出TS／DS3流、復(fù)用器輸出TS／ASI流、獨(dú)立加擾器輸出TS／ASI流、其它TS／ASI流及QAM調(diào)制后經(jīng)解調(diào)恢復(fù)的TS／ASI流，目前一般都是ASI流格式。

在數(shù)字電視監(jiān)視方面，怎樣對數(shù)字電視信號進(jìn)行有效可行的監(jiān)測和可量化的管理，目前已成為各個(gè)有線數(shù)字電視播出機(jī)構(gòu)和監(jiān)測部門最為關(guān)心的問題。在數(shù)字電視信號中，包含了許多與傳統(tǒng)模擬信號根本不相同的新技術(shù)，數(shù)字電視播出信號指標(biāo)的優(yōu)劣對于用戶端接收質(zhì)量的影響比模擬的影響較大。數(shù)字電視開展后，節(jié)目數(shù)量已經(jīng)得到很大的提高，同時(shí)收視效果也得到很大的提高。

TN941.1

A

1671-8275（2011）03-0050-01

2011-03-28

楊志（1980-），男，安徽樅陽人，安徽廣電信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司助理工程師。

訾興建