星座圖在數(shù)字電視的應(yīng)用

時間:2022-04-04 11:10:21

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星座圖在數(shù)字電視的應(yīng)用

一、調(diào)制差錯率(MER)、比特誤碼率(BER)和星座圖的定義

1、MER(ModulationErrorRatio,調(diào)制誤差率)

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(jié)果反映了數(shù)字接收機還原二進(jìn)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(jié)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(dāng)出現(xiàn)誤碼時,MER變化很快。

2、BER(BitErrorRate,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。發(fā)生錯誤的碼字?jǐn)?shù)占信源發(fā)出的總碼字?jǐn)?shù)的比例。對于二元數(shù)字信號,由于傳輸?shù)氖嵌忍兀虼苏`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(yīng)”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(biāo)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(biāo),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(biāo)。

3、星座圖(Constellation)

星座圖圖形化地顯示相應(yīng)調(diào)制格式的信號幅度、相位。例如,當(dāng)比特流進(jìn)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(yīng)。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(yīng)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(biāo),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(luò)系統(tǒng)的運行變化,幫助技術(shù)人員找到故障原因,還可以根據(jù)星座圖進(jìn)行各項指標(biāo)的控制。

二、MER、BER和星座圖在數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

1、對數(shù)字電視信號電平,MER,BER這三個指標(biāo)進(jìn)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(dāng)MER的指標(biāo)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(dāng)數(shù)字信號的質(zhì)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(biāo)就會有下降的趨勢,BER的指標(biāo)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(dǎo)致比特誤碼率被迫降低。

2、當(dāng)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(xì)化的條件進(jìn)行檢測

多年的實踐經(jīng)驗表明,MER指標(biāo)的下降時數(shù)字信號差的主要原因,MER的指標(biāo)對BER的指標(biāo)有很強的制約作用,同時也導(dǎo)致了用戶的信號接收情況。因此要測量調(diào)制質(zhì)量參數(shù),找出問題原因。調(diào)制質(zhì)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(zhì)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(biāo)進(jìn)行逐個檢測

對MER指標(biāo)和BER指標(biāo)的檢測的結(jié)果只能反應(yīng)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(biāo)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(luò)的檢測通常只是對MER和BER進(jìn)行準(zhǔn)確的測量,就可以對整體的數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行基本的管理,當(dāng)數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的故障的情況下,才需要對各項細(xì)化指標(biāo)進(jìn)行測量,并利用星座圖進(jìn)行嚴(yán)密處理。為了維護(hù)數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運行,應(yīng)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。

本文作者:王超工作單位:黑龍江省密山市裴德鎮(zhèn)農(nóng)墾牡丹江管理局文體中心