數(shù)字電視及其測(cè)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(lái)。

BER 測(cè)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(wú)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(cè)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(cè)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(wèn)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(lái)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(jiàn)和無(wú)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(cè)試儀器

測(cè)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(jiǎn)單的分類：

1. 基礎(chǔ)儀器

在數(shù)字電視測(cè)試的過(guò)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(wàn)用表、示波器、邏輯分析儀、頻譜分析儀等，這些儀器用來(lái)測(cè)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(cè)中應(yīng)用較廣，利用其視頻觸發(fā)功能可以進(jìn)行行場(chǎng)觸發(fā)，觀察每一行場(chǎng)信號(hào)的模擬特性，如泰克公司的示波器 TDS3000B 可以觀測(cè)視頻信號(hào)的矢量波形，進(jìn)行矢量分析十分簡(jiǎn)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(cè)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(cè)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(cè)試、時(shí)鐘PCR分析、QAM分析等。

5. 數(shù)字電視測(cè)試儀器的發(fā)展方向

未來(lái)數(shù)字電視測(cè)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(cè)試儀器，不僅要注重其測(cè)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(jiǎn)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(cè)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(cè)試需求。對(duì)于數(shù)字電視接收終端生產(chǎn)所需的測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)試。未來(lái)數(shù)字電視測(cè)量?jī)x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(yíng)維護(hù)的工程級(jí)測(cè)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(cè)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。

參考文獻(xiàn)：

[1] Melody Zhao ：“DTV廣播和視頻終端開(kāi)發(fā)需要視頻技術(shù)的革新”，《電子工程專輯》 2006年3月.

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

[3] 章文輝、王世平編著：《數(shù)字視頻測(cè)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.