文丨張兆軍
我國的數(shù)字電視使用的是數(shù)字傳輸?shù)姆绞?,將電視信號傳輸?shù)饺藗兊募彝ギ斨?。具體的闡述方式是:經(jīng)過MPEG-2信源編碼和MPEG-2TS傳輸流復用后生成的MPEG-2傳輸復用包經(jīng)過擾碼、RS編碼及卷積交織后,進行64QAM調制形成中頻調制信號,中頻調制信號經(jīng)過上變頻轉為射頻信號然后送入HFC網(wǎng)傳送到用戶。
數(shù)字電視與模擬電視的傳輸方式、頻譜結構及能量分布上具有明顯的差異,從技術的標準上面看,由于QAM中的調幅是平衡調幅,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。聲音的信號是通過在進行MPEG-2編碼時,通過混合的方式,將圖像信號和聲音信號進行復核轉化的方法混合使用在一起,因此在數(shù)字電視視頻傳輸?shù)倪^程中,也沒有所謂的圖像載波和聲音載波。
數(shù)字電視信號沒有載波電平,而整個帶寬內其傳輸?shù)男盘柖际瞧巾數(shù)?,無任何峰值可以記錄。因此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的,稱為數(shù)字頻道平均功率。在檢測數(shù)字電視用戶端信號出口時的要求是: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。
在測量模擬頻道是否存在噪音時,主要通過模擬頻道的噪音測試點,是否偏離圖像載頻就可以了,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,并且這個鄰頻道應當是空閑的,否則檢測過程中就無法能夠檢測到準確的數(shù)字信號內容。
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”的特點。信號的這種變化,只與傳輸?shù)恼`碼率有關,所以把誤碼率作為衡量系統(tǒng)信號質量劣變程度的最重要的指標。一些模擬電視對于接收到的傳輸?shù)恼`碼率進行處理,無法達到將系統(tǒng)信號質量變化的效果。
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,載噪比中的已調制信號的功率包括了傳輸信號的功率和調制載波的功率。在調制傳輸系統(tǒng)中,一般采用載噪比指標;而在基帶傳輸系統(tǒng)中,一般采用信噪比指標。
數(shù)字調制信號對網(wǎng)絡參數(shù)的要求主要反映在載噪比上,載噪比越大,信號質量越好,反之信號質量就差,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)字頻道載噪比達到31dB以上,就可傳送64QAM信號。
數(shù)字調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的測試結果反映了數(shù)字接收機還原二進制數(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制誤差比MER要求達到30dB以上。
數(shù)字電視的信號監(jiān)控系統(tǒng)是通過設立出視頻、音頻以及其顯示的數(shù)字矩陣系統(tǒng)、數(shù)字測試儀器、電視監(jiān)控墻等幾個內容組成,主要的工作原理是: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,進行主觀效果監(jiān)測,同時可進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路至機頂盒接收,機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。同時也可進行模擬指標測試。從混合器再分出l路射頻信號經(jīng)數(shù)字電視測試接收機處理后輸出TS流至碼流分析儀,實現(xiàn)對QAM調制后的數(shù)字信號的測試。
這里的監(jiān)控監(jiān)測主要是根據(jù)當前輸出的信號,其中有個多個輸出的信號內容:編碼器輸出TS流、數(shù)字衛(wèi)星接收機輸出TS流、多協(xié)議適配器輸出TS流、復用器輸出TS流、獨立加擾器輸出TS流、其它TS流及QAM調制后經(jīng)解調恢復的TS流。這些輸出的信號是否能夠準確,不受到干擾的影響,則是整個系統(tǒng)監(jiān)控的主要內容。監(jiān)測系統(tǒng)將輸出的TS流進行轉化成為標準的TS流,直接進行數(shù)字分析,以便觀察傳輸過來的信號是否能夠滿足觀看電視視頻、音頻。
在監(jiān)測過程中,最主要的監(jiān)測方法是觀察電視墻中的效果來判斷是否存在著信號差異、能夠接收到信號的效果來看的。
(1)通過將信號直接進行信號來跟蹤測試。例如,在接收機的信號處理過程,是將源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)字接收機輸出TS信號)、復用器復用后TS流信號和QAM調制混合后信號四種進行監(jiān)測。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行對比測試,體現(xiàn)在每一環(huán)節(jié)信號質量的比較、變化、跟蹤監(jiān)測。在此監(jiān)測過程需要對每個信號的質量、內容、傳輸?shù)男盘柧仃囘M行分析是否能夠滿足傳輸信號的需要以及播放的清晰度。
(2) 具有加密處理的節(jié)目。則是通過適配器直接進行TS信號的解碼,重新恢復成AV信號,在監(jiān)測的過程中,不斷要監(jiān)測轉換前的AV信號,而且解碼后的AV信號也需要反復監(jiān)測,防止在轉換過程中信號失真的情況。
(3)音頻廣播信號的監(jiān)測。音頻廣播信號是將原信號基于機頂盒接收信號,通過音響的功放的對比進行監(jiān)聽對比的。
從整個數(shù)字電視的監(jiān)測效果上來看,監(jiān)測的內容與方法都具有較為完善的管理功能,對網(wǎng)絡、設備進行實時監(jiān)控的可信度較強,而且在收到各種信號后可以進行靈活的處理以及增加搭設配套設備。隨著我國電視節(jié)目的增多,整個監(jiān)控系統(tǒng)存在著監(jiān)管難度的增加,通過本系統(tǒng)的監(jiān)測方法以及設定的內容,可以有效的擴展電視信號的監(jiān)控。