數(shù)字電視及其測量淺談
1. 位誤碼率(BER)
位誤碼率是發(fā)生誤碼的位數(shù)與傳輸?shù)目偽粩?shù)之比。早期的數(shù)字電視監(jiān)視接收機(jī)提供了一個(gè)位誤碼率指示,作為數(shù)字信號(hào)質(zhì)量的唯一度量。誤碼率實(shí)質(zhì)上與信號(hào)的信噪比( S/N )有關(guān),它受到噪聲、脈沖抖動(dòng),工業(yè)干擾及突發(fā)信號(hào)(如雷擊)的影響。誤碼率可以由信噪比計(jì)算出來。
BER 測量結(jié)果通常使用工程表示法,并常常顯示為一個(gè)瞬時(shí)比值和一個(gè)平均比值。典型的目標(biāo)值為 1E-09 ,準(zhǔn)無誤碼 BER 為 2E-04 ;臨界 BER 為 1E-03 ; BER 大于 1E-03 將喪失服務(wù)。
2. 調(diào)制誤差率(MER)
調(diào)制誤差率是信號(hào)理想的矢量幅度和信號(hào)誤差矢量幅度和之比,以 dB 表示,其中誤差矢量幅度是指信號(hào)能受到噪聲干擾的總和, MER 是表征尚未誤碼時(shí)信號(hào)的質(zhì)量,即正常工作時(shí)廣義噪聲干擾狀態(tài)。調(diào)制誤差率的測量目的是為了給接收信號(hào)提供一個(gè)單一的品質(zhì)因數(shù)。
MER 可以為接收機(jī)對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行正確解碼能力提供一個(gè)早期指示。事實(shí)上, MER 將接收符合(代表調(diào)制圖案中的一個(gè)數(shù)字值)的實(shí)際位置與其理想位置比較。當(dāng)信號(hào)質(zhì)量降低時(shí),接收符號(hào)距離理想位置更遠(yuǎn), MER 測量值將會(huì)減少。
3. 星座圖
星座圖可以看成數(shù)字信號(hào)的一個(gè)“二維眼圖”陣列,同時(shí)符號(hào)在圖中所處的位置具有合理的限制或判決邊界。代表名接收符合點(diǎn)在圖中越接近,信號(hào)質(zhì)量就越高。由于屏幕上的圖形對(duì)應(yīng)著幅度和相位,陣列的形狀可用表分析和確定系統(tǒng)或信道的許多缺陷和畸變,并幫助查找其原因。星座圖對(duì)于識(shí)別幅度失衡,正交誤差,相關(guān)干擾,相位、幅度噪音,相位誤差,調(diào)制誤差比等調(diào)制問題相當(dāng)有用。
4. 正交誤差
正交誤差使得符號(hào)在圖中的位置更靠近邊界限制,因而降低了噪聲度。當(dāng)I、Q相差不精確為90°,便會(huì)出現(xiàn)正交誤差。其結(jié)果是使得星座圖不再為方形,而是看起來象一個(gè)平行四邊形或菱形一樣。
5. 噪聲誤差
噪聲是包括 QAM 在內(nèi)的任何信號(hào)中最為常見和無法避免的損傷。加性高斯百噪聲(AWGN)是噪聲損傷的常規(guī)類型。由于它是白色(在頻率上為平坦功率密度函數(shù))和高斯性質(zhì)(數(shù)學(xué)上為“正態(tài)”幅度密度)的,使得接收符號(hào)分布在理想位置得周圍。
四、數(shù)字電視測試儀器
測試儀器作為數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié),它的發(fā)展快慢直接影響整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本文以筆者所在公司北京海洋興業(yè)科技有限公司所設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行了簡單的分類:
1. 基礎(chǔ)儀器
在數(shù)字電視測試的過程中,除了要用到一些專業(yè)儀器外,還用到一些常用的基礎(chǔ)儀器,如萬用表、示波器、邏輯分析儀、頻譜分析儀等,這些儀器用來測試一些基礎(chǔ)參數(shù),反映信號(hào)的基本特性。例如:示波器在視頻信號(hào)的觀測中應(yīng)用較廣,利用其視頻觸發(fā)功能可以進(jìn)行行場觸發(fā),觀察每一行場信號(hào)的模擬特性,如泰克公司的示波器 TDS3000B 可以觀測視頻信號(hào)的矢量波形,進(jìn)行矢量分析十分簡便。
2. 數(shù)字電視信號(hào)源
數(shù)字電視信號(hào)源產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào),它可按不同的調(diào)制方式和制式產(chǎn)生測試信號(hào),它們可以有靜止圖像,也可以有活動(dòng)圖像。數(shù)字電視信號(hào)源不僅可以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),而且可以在標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)上加上模擬的噪聲等。
3. 碼流發(fā)生器
碼流發(fā)生器可產(chǎn)生 MPEG2等TS碼流,具有TS碼流的記錄和播放功能,以提供高清電視(HDTV)和標(biāo)清數(shù)字信號(hào)(SDTV),含視、音頻和其它圖文數(shù)據(jù)。
4. 碼流分析儀
碼流分析儀是按數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試,對(duì)碼流協(xié)議、碼流結(jié)構(gòu)、 SI表格信息分析、 EPG節(jié)目指南、碼流測試、時(shí)鐘PCR分析、QAM分析等。
5. 數(shù)字電視測試儀器的發(fā)展方向
未來數(shù)字電視測試儀器有以下幾個(gè)方面的發(fā)展趨勢(shì),對(duì)于數(shù)字電視接收終端設(shè)計(jì)、研發(fā)所需的測試儀器,不僅要注重其測試設(shè)備的高精度、高質(zhì)量、還應(yīng)向多標(biāo)準(zhǔn)、多功能的方向發(fā)展,不再是簡單意義上的一臺(tái)信號(hào)源,而是集碼流發(fā)生、信通編碼調(diào)制,信通仿真等功能于一體的測試系統(tǒng),并具有良好的可升級(jí)性,以滿足新的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的測試需求。對(duì)于數(shù)字電視接收終端生產(chǎn)所需的測試儀器,應(yīng)更多地注重其功能的單一性,以降低生產(chǎn)成本。對(duì)于發(fā)射前端設(shè)置測試,網(wǎng)絡(luò)安全所需的儀器,應(yīng)當(dāng)注意其小型化、靈活化,以適應(yīng)不同測試的需求。
綜上所述,我以幾個(gè)典型參數(shù),儀器為例介紹數(shù)字電視及其測試。未來數(shù)字電視測量儀器將向兩個(gè)方向發(fā)展:一個(gè)方向主要針對(duì)數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營維護(hù)的工程級(jí)測試。另一個(gè)方向主要針對(duì)高頻用戶,如數(shù)字電視設(shè)備研發(fā)。這就要求廣大數(shù)字電視測試設(shè)備廠商,給自己一個(gè)比較準(zhǔn)確的定位,更快的發(fā)展。
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評(píng)論