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)提供了一個位誤碼率指示，作為數(shù)字信號質(zhì)量的唯一度量。誤碼率實質(zhì)上與信號的信噪比（ S/N ）有關(guān)，它受到噪聲、脈沖抖動，工業(yè)干擾及突發(fā)信號（如雷擊）的影響。誤碼率可以由信噪比計算出來。

BER 測量結(jié)果通常使用工程表示法，并常常顯示為一個瞬時比值和一個平均比值。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)制誤差率是信號理想的矢量幅度和信號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能受到噪聲干擾的總和， MER 是表征尚未誤碼時信號的質(zhì)量，即正常工作時廣義噪聲干擾狀態(tài)。調(diào)制誤差率的測量目的是為了給接收信號提供一個單一的品質(zhì)因數(shù)。

MER 可以為接收機(jī)對傳輸信號進(jìn)行正確解碼能力提供一個早期指示。事實上， MER 將接收符合（代表調(diào)制圖案中的一個數(shù)字值）的實際位置與其理想位置比較。當(dāng)信號質(zhì)量降低時，接收符號距離理想位置更遠(yuǎn)， MER 測量值將會減少。

3. 星座圖

星座圖可以看成數(shù)字信號的一個“二維眼圖”陣列，同時符號在圖中所處的位置具有合理的限制或判決邊界。代表名接收符合點在圖中越接近，信號質(zhì)量就越高。由于屏幕上的圖形對應(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。星座圖對于識別幅度失衡，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)，反映信號的基本特性。例如：示波器在視頻信號的觀測中應(yīng)用較廣，利用其視頻觸發(fā)功能可以進(jìn)行行場觸發(fā)，觀察每一行場信號的模擬特性，如泰克公司的示波器 TDS3000B 可以觀測視頻信號的矢量波形，進(jìn)行矢量分析十分簡便。

2. 數(shù)字電視信號源

數(shù)字電視信號源產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號，它可按不同的調(diào)制方式和制式產(chǎn)生測試信號，它們可以有靜止圖像，也可以有活動圖像。數(shù)字電視信號源不僅可以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)信號，而且可以在標(biāo)準(zhǔn)信號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（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方面的發(fā)展趨勢，對于數(shù)字電視接收終端設(shè)計、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信號源，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性，以滿足新的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的測試需求。對于數(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方向發(fā)展：一個方向主要針對數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運營維護(hù)的工程級測試。另一個方向主要針對高頻用戶，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，給自己一個比較準(zhǔn)確的定位，更快的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 向天明：“數(shù)字電視及測量”，《國外電子測量技術(shù)》， 2006年9月.

[3] 章文輝、王世平編著：《數(shù)字視頻測量技術(shù)》，北京廣播學(xué)院出版社.

[4] 姜秀華主編：《數(shù)字電視原理與應(yīng)用》，人民郵電出版社.