【摘要】隨著人們生活水平的不斷提升,對數(shù)字電視網(wǎng)絡水平的要求也不在不斷的提升,因此對數(shù)字電視網(wǎng)絡中的技術含量逐漸的引起了人們的重視。數(shù)字電視網(wǎng)絡的技術水平與用戶收看電視的信號質量密切相關。我們必須要對提高數(shù)字電視網(wǎng)絡的科學技術水平,將調(diào)制差錯率、比特誤碼率以及星座圖合理的應用到數(shù)字電視的網(wǎng)絡中,結合星座圖準確判斷一些噪聲、干擾的來源,從而有效保證數(shù)字電視信號的優(yōu)質傳輸。
【關鍵詞】數(shù)字電視;MER;BER;星座圖
一、調(diào)制差錯率(MER)、比特誤碼率(BER)和星座圖的定義
1、MER(Modulation Error Ratio,調(diào)制誤差率)
MER是對疊加在數(shù)字調(diào)制信號上的失真的對數(shù)測量結果。它是衡量數(shù)字電視的最主要的指標。數(shù)字電視系統(tǒng)中的調(diào)制誤差率(MER)類似于模擬電視系統(tǒng)中的信噪比或載噪比。數(shù)字電視信號的MER是判定系統(tǒng)失效容限的關鍵部分,單純測量信噪比或載噪比不能反映通道的真實性能。
MER=10lg[(平均調(diào)制誤差度)2/(平均調(diào)制度)2]
調(diào)制誤差率包含信號的所有類型的損傷,例如各種噪聲、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。測試中MER通??捎尚亲治鰞x直接讀出,結果以dB表示,且MER的值越大代表系統(tǒng)越好。通過觀察我們發(fā)現(xiàn),在干擾小的時候MER變化緩慢,隨著干擾的增大,當出現(xiàn)誤碼時,MER變化很快。
2、BER(Bit Error Rate,比特誤碼率)
BER定義為:錯誤比特數(shù)與全部比特數(shù)的比值。誤碼率是指在經(jīng)過通信系統(tǒng)的傳輸后,送給用戶的接收數(shù)字碼流與信源發(fā)送出的原始碼流相比,發(fā)生錯誤的碼字數(shù)占信源發(fā)出的總碼字數(shù)的比例。對于二元數(shù)字信號,由于傳輸?shù)氖嵌忍?,因此誤碼率稱為誤比特率(BER)。
BER=(錯誤比特率)/(總比特率)
數(shù)字電視信號是離散的信號,具有“斷崖效應”的特點。接收到的數(shù)字電視信號要么是穩(wěn)定、清晰的圖像,要么表現(xiàn)為馬賽克、靜幀或圖像中斷現(xiàn)象,它沒有模擬信號那種劣化的漸變過程。系統(tǒng)的CSO、CTB、C/N等指標都反映到誤碼率上,所以誤碼率既是數(shù)字傳輸系統(tǒng)中特有的指標,也是衡量通信系統(tǒng)有效性和可靠性優(yōu)劣程度的重要指標。
3、星座圖(Constellation)
星座圖圖形化地顯示相應調(diào)制格式的信號幅度、相位。例如,當比特流進入64QAM調(diào)制器時,則是6個比特形成一個符號,然后這些符號就會被載波調(diào)制到正交的I、Q平面上。符號點在I/Q平面上的位置與其調(diào)制幅度、相位相對應。星座圖圖表可想象為帶方框的數(shù)組,每個方框代表一個狀態(tài)或符號。在理想的數(shù)據(jù)傳輸情形下,每個被接收的傳送碼應會落在它方框的中心點。在實際上噪聲,侵入干擾與反射會讓傳輸符號離開理論的中心點移往相鄰方框的邊界。相鄰方框之間的分界線稱為“判斷門坎”,如果傳送的信號被干擾推擠一個符號跨越此門坎,它會被錯誤的理解為屬于相鄰方框的符號,因此成為一個錯誤碼。
星座圖最主要的作用就是幫助找尋故障的原因,并能提供造成干擾的成分。星座圖中圖形的位置坐標,以及圖形的變化幅度都是表明某些情況的發(fā)生,通過星座圖的形狀可以分析出電視網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行變化,幫助技術人員找到故障原因,還可以根據(jù)星座圖進行各項指標的控制。
二、MER、BER和星座圖在數(shù)字電視網(wǎng)絡中的應用
1、對數(shù)字電視信號電平,MER,BER這三個指標進行測量
在數(shù)字電視信號的調(diào)節(jié)過程中,各種原因引發(fā)的沖突都會對數(shù)字信號造成一定的干擾,而且這種干擾所反映出來的現(xiàn)象十分雷同,難以正確把握。當MER的指標走勢低下時表示了數(shù)字信息的故障指數(shù)升高,誤碼率也會隨之增大。當數(shù)字信號的質量下降的情況下,MER值也會降低。由于各種故障對數(shù)字信號的擾亂加強時,MER的指標就會有下降的趨勢,BER的指標在沒有任何的改變的情況下,擾亂的程度也會不斷加強,直到固定的界限的時候,MER值將會繼續(xù)降低,導致比特誤碼率被迫降低。
2、當所有的這些干擾在不斷加深的情況下,就需要亂尋思路,找到干擾的原因,對一些細化的條件進行檢測
多年的實踐經(jīng)驗表明,MER指標的下降時數(shù)字信號差的主要原因,MER的指標對BER的指標有很強的制約作用,同時也導致了用戶的信號接收情況。因此要測量調(diào)制質量參數(shù),找出問題原因。調(diào)制質量參數(shù)主要有:調(diào)制誤差率、載波抑制、幅度不平衡、正交誤差、相位抖動,RS解碼前誤碼率等。其中調(diào)制誤差率反映了調(diào)制的總體質量;載波抑制、幅度不平衡等反映調(diào)制中可能引起誤差的主要原因;RS解碼前誤碼率則反映了整個信道的可靠性的性能。對數(shù)字電視信號調(diào)制的直接測量是找到信號失真源頭的有用工具。
3、根據(jù)星座圖的指示,對各項指標進行逐個檢測
對MER指標和BER指標的檢測的結果只能反應出對數(shù)字信號干擾的效果,不能從整體上表現(xiàn)數(shù)字信號的損害程度。通過對星座圖的研究和分析,可以根據(jù)星座圖顯示的坐標位置和變化的形狀,找到對數(shù)字信號干擾的程度,根據(jù)實際情況來分析引發(fā)信號紊亂的根源。故障來源包括系統(tǒng)噪聲、相位噪聲、相干干擾、I/Q幅度不平衡、激光器削波、交流聲等。
對于數(shù)字電視網(wǎng)絡的檢測通常只是對MER和BER進行準確的測量,就可以對整體的數(shù)字電視網(wǎng)絡進行基本的管理,當數(shù)字電視網(wǎng)絡出現(xiàn)的故障的情況下,才需要對各項細化指標進行測量,并利用星座圖進行嚴密處理。為了維護數(shù)字電視網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行,應該將三個步驟時時監(jiān)控,以防止問題發(fā)生造成措手不及。
參考文獻
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