数字电视MER及星座图剖析

1.所谓调制误差率MER是以数学模型来表征数字电视信号的噪声状态，而星座图是以图形来表征数字电视信号的噪声状态，两者是一致的，只是描述方式不同而以。有人称MER是与调制器有关的参数，那是不对的。当然，调制器也会产生噪声，如I、Q两路电平不平衡，相位不是严格的正交相差90°等，在我们看来它只是广义噪声中的一部分，MER更重的还是关于广义噪声。

2.MER不是调制误码率，是调制误差率。因为它是表征数字电视信号尚未误码时的噪声状态，即符号位置还在自己相应的框内，虽然有偏移，甚至较大，但尚未跨出框外，此时并未误码，它可以是处于亚误码状态。表征误码状态的是误码率BER，而误码率是误码的次数与码流传输的总数之比，即是说它是表征数字电视信号误码的概率。

4、解读星座图

如上所述，星座图主要反映数字信号在尚未误码时的噪声状态。在每一个瞬间，信号在方框内都有一个相应的位置，由于广义噪声影响，它会成为一个离散的小云团，由于噪声的性质不一样，其的形状就有区别，因此我们在星座图测试时可以根据星座图的形状分析判断数字电视系统的噪声特征和来源。

图6连续噪声干扰的星座图 图7相位噪声干扰的星座图

图8压缩失真的星座图 图9 有入侵信号的星座图

图3是性能良好的星座图。即它的MER大于32dB，各种噪声干扰都较小，是以白噪声为主。

图4是具有噪声的星座图。它的噪声较大，在框内比较离散。

图5 广义噪声的干扰。由于这种噪声是随机的，经多次取样，它在星座图方框内形成小园形。

图6为连续噪声干扰。这主要来源于系统内的调制产物，外面的强烈干扰，如计算机，广播发射信号等，这些干扰信号是连续的，它使得星座图的每个点成中心空的小园圈图形，严重者形成一个个小园环。

图7为相位噪声干扰。相位噪声是表征一段时间内信号其相位不稳定情况。如振荡器是关于信号处理（如本地震荡器），这些相位不稳定会影响在信号上，信号处理设备内的振荡器在设计上是只会对处理的信号增加非常微小的相位噪声，然而不良的调制器或处理器可能增加非可观的相位噪声在信号上。这时，我们可以看到一个围绕中心旋转的星座图。

图8为压缩失真引入的噪声干扰。由于发射系统，传输设备的放大器，其信号幅度过大而饱和，造成非线性失真，则形成如图8所示的四个角落被扭曲，四边形成弓形，而不是正常的四方形状。

图9为有入侵信号的星座图。一般来说，上述广义噪声它的图形大都集中在中心附近，由于某一瞬间有入侵信号，它会较远离中心，如图9小园图，入侵信号偏离中心较远，也可能跳出本框，那就产生误码了。

图10是I、Q两路电平不平衡的星座图，这与QAM调制器有关。

图11是信号相位错误引起的星座图错位，引起误码。

图10 I Q电平不平衡星座图 图11 信号相位错误星座图

从上述可知，由于不同噪声使得星座图形状产生不同变化，那么我可以利用星座图来监测数字电视信号系统噪声特征和来源。数字电视的工程师，可以根据自己的系统所测得的星座图，找出它的规律，去判别噪声，排除隐患。可以这样说，星座图是鉴别数字电视信号质量好坏，寻找噪声来源，排除故障非常好的工具。

5、调制误差率MER的测试 

5.1、数字电视对MER的要求

MER是反映数字电视信号受广义噪声干扰状态的参数，在运行中我们应给定一个具体的指标。对于DVB-C 64QAM信号来说，为了保证正常工作，理论上要求MER大于23dB, 考虑到测试误差，设备老化等因素，故工程上要求MER大于27 dB。对于256QAM来说，理论上要求大于28 dB，工程上要求大于31 dB。我们在多个数字电视网络中用德国宝马PRK4CP测试，对64QAM来说，23～24dB会出现马赛克，23dB以下随时断线，甚至无法收看，在25dB以上图像就正常。对于一个测量标准来说,还应考虑到测试仪器精度,系统长期老化等因素,一般应增加3dB。

广电部专在"关于广电有线电视城域宽带网络建设的意见"中，根据IEC60728-1-2000国际标准，对数字电视64QAM的MER应大于30dB。那么256QAM应大于34dB。看来这个要求是很有必要的，对于数字前端来说，MER应比用户端高，一般应在38dB以上。

5.2、MER测试的动态范围

如前所示，MER是信号的理想功率与广义噪声功率之比取对数。那么作为仪器就必须分别测量它的信号（符号）功率和噪声功率，这就要求仪器有大的动态范围和高的灵敏度，因此一般仪器都要要求信号平均功率电平在50dBμV以上进行测试，然而对仪器来说最重要的是对广义噪声功率测试。一般监测用的数字电视分析仪它们的测量范围在20～120dBμV，也就是说它们测量小信号的能力为20dB&