星座圖在數(shù)字電視的應(yīng)用

時(shí)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(cuò)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(hào)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(cè)試結(jié)果反映了數(shù)字接收機(jī)還原二進(jìn)制數(shù)碼的能力,它近似于基帶信號(hào)的信噪比。測(cè)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(guò)觀察我們發(fā)現(xiàn),在干擾小的時(shí)候MER變化緩慢,隨著干擾的增大,當(dāng)出現(xiàn)誤碼時(shí),MER變化很快。

2、BER(BitErrorRate,比特誤碼率)

BER定義為:錯(cuò)誤比特?cái)?shù)與全部比特?cái)?shù)的比值。發(fā)生錯(cuò)誤的碼字?jǐn)?shù)占信源發(fā)出的總碼字?jǐn)?shù)的比例。對(duì)于二元數(shù)字信號(hào),由于傳輸?shù)氖嵌忍?,因此誤碼率稱為誤比特率(BER)。BER=(錯(cuò)誤比特率)/(總比特率)數(shù)字電視信號(hào)是離散的信號(hào),具有“斷崖效應(yīng)”的特點(diǎn)。接收到的數(shù)字電視信號(hào)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(méi)有模擬信號(hào)那種劣化的漸變過(guò)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(hào)幅度、相位。例如,當(dāng)比特流進(jìn)入64QAM調(diào)制器時(shí),則是6個(gè)比特形成一個(gè)符號(hào),然后這些符號(hào)就會(huì)被載波調(diào)制到正交的I、Q平面上。符號(hào)點(diǎn)在I/Q平面上的位置與其調(diào)制幅度、相位相對(duì)應(yīng)。星座圖圖表可想象為帶方框的數(shù)組,每個(gè)方框代表一個(gè)狀態(tài)或符號(hào)。在理想的數(shù)據(jù)傳輸情形下,每個(gè)被接收的傳送碼應(yīng)會(huì)落在它方框的中心點(diǎn)。在實(shí)際上噪聲,侵入干擾與反射會(huì)讓傳輸符號(hào)離開(kāi)理論的中心點(diǎn)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(hào)被干擾推擠一個(gè)符號(hào)跨越此門坎,它會(huì)被錯(cuò)誤的理解為屬于相鄰方框的符號(hào),因此成為一個(gè)錯(cuò)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(guò)星座圖的形狀可以分析出電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)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(xiàng)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(duì)數(shù)字電視信號(hào)電平,MER,BER這三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量

在數(shù)字電視信號(hào)的調(diào)節(jié)過(guò)程中,各種原因引發(fā)的沖突都會(huì)對(duì)數(shù)字信號(hào)造成一定的干擾,而且這種干擾所反映出來(lái)的現(xiàn)象十分雷同,難以正確把握。當(dāng)MER的指標(biāo)走勢(shì)低下時(shí)表示了數(shù)字信息的故障指數(shù)升高,誤碼率也會(huì)隨之增大。當(dāng)數(shù)字信號(hào)的質(zhì)量下降的情況下,MER值也會(huì)降低。由于各種故障對(duì)數(shù)字信號(hào)的擾亂加強(qiáng)時(shí),MER的指標(biāo)就會(huì)有下降的趨勢(shì),BER的指標(biāo)在沒(méi)有任何的改變的情況下,擾亂的程度也會(huì)不斷加強(qiáng),直到固定的界限的時(shí)候,MER值將會(huì)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(duì)一些細(xì)化的條件進(jìn)行檢測(cè)

多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,MER指標(biāo)的下降時(shí)數(shù)字信號(hào)差的主要原因,MER的指標(biāo)對(duì)BER的指標(biāo)有很強(qiáng)的制約作用,同時(shí)也導(dǎo)致了用戶的信號(hào)接收情況。因此要測(cè)量調(diào)制質(zhì)量參數(shù),找出問(wèn)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(dòng),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(gè)信道的可靠性的性能。對(duì)數(shù)字電視信號(hào)調(diào)制的直接測(cè)量是找到信號(hào)失真源頭的有用工具。

3、根據(jù)星座圖的指示,對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行逐個(gè)檢測(cè)

對(duì)MER指標(biāo)和BER指標(biāo)的檢測(cè)的結(jié)果只能反應(yīng)出對(duì)數(shù)字信號(hào)干擾的效果,不能從整體上表現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的損害程度。通過(guò)對(duì)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(duì)數(shù)字信號(hào)干擾的程度,根據(jù)實(shí)際情況來(lái)分析引發(fā)信號(hào)紊亂的根源。故障來(lái)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(duì)于數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)通常只是對(duì)MER和BER進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量,就可以對(duì)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(duì)各項(xiàng)細(xì)化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)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(yùn)行,應(yīng)該將三個(gè)步驟時(shí)時(shí)監(jiān)控,以防止問(wèn)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