数字电视系统中的关键射频测量

在不同数字电视传输系统中保持可靠、高质量服务的秘诀在于关注那些有可能破坏系统完备性的关键因素。本文介绍这些关键的射频测量，它们可以帮助在收视者完全丧失数字电视服务和画面之前提前检测出有关的问题。MER测量功能的64-QAM接收机。

与传统的模拟电视相比较，现代数字电缆、卫星和陆地系统非常不同，其信号容易受到线路中噪声、畸变和干扰的影响。今天的消费者已习惯于轻松地收看模拟电视。如果图像质量变差，人们通常会调整室内天线，以获得较好的图像。即使图像质量仍然较差，在节目具有足够吸引力的情况下，观众通常将会继续收看，只要还能听见声音。

数字电视没有这么简单。一旦接收中断，恢复的方法并不总是那么明显的。问题可能是由MPEG SI或PSIP表错误引起的，或者仅仅是由于射频功率太低，达不到数字工作门限或“尖峰”点。射频问题可能包含以下问题中的任何一个：碟形卫星天线或低噪声块转换器(LNB)问题、陆地射频信号反射、噪声性能太差或信道干扰，此外还有电缆放大器或调制器故障。

解决数字电视接收问题的途径有好几条。一种方案是降低机顶盒接收机对信号质量的敏感度，而更根本的方案则是运营商应保持干净和高质量的射频信号。为了确保这一点，Tektronix公司提供了关键的射频测量能力，在单台MTM400仪器中集成了实时MPEG监视和记录功能。这些仪器可以经济地部署在从下行链路和解码到复用和再复用，最终通过上行链路、前端和发射机站进行节目分配的整个传输链中的各个位置。利用MTM400，运营商能够以相当于专用射频测试设备数分之一的成本来进行关键的射频测量。基于Web的远程控制允许在传输链中适当的信号层上进行正确的测量，从而确保获得经济有效的结果。

位误码率BER

位误码率是发生误码的位数与传输的总位数之比。早期的数字电视监视接收机提供了一个位误码率指示，作为数字信号质量的唯一度量。这一点很容易实现，因为数据通常是由调谐器解调器芯片组提供的，很容易处理。不过，调谐器可能常常在执行前向纠错(FEC)之后输出BER。更好的方式是在FEC之前测量BER，这样便可以给出FEC工作情况的一个指示。在Viterbi解交织过程之后，Reed-Solomon (RS)解码将纠正各误码位，以便在输出端给出准无误码信号。EVM可用来预测系统的安全余量。">

当传输系统远离尖峰点工作时，这种方法是可行的，这时只发生很少的数据误码，并且Viterbi之前的位误码率接近于零。当系统接近尖峰时，Viterbi之前的位误码率逐渐增大，Viterbi之后的位误码率快速增大，而FEC(在RS之后)后的位误码率则急剧增大。因此，FEC具有锐化尖峰角的效果。其结果是，非常灵敏的位误码率测量可以给出一个告警，但对采取任何纠错措施而言通常已经太晚了。尽管如此，显示BER以记录或量化传输信号的质量仍然是有用的。BER也可用来记录长期的系统趋势。它最适合用来识别周期性的短时信号缺陷。

BER测量结果通常使用工程表示法，并常常显示为一个瞬时比值和一个平均比值。典型的目标值为1E-09，准无误码BER为2E-04；临界BER为1E-03；BER大于1E-03将丧失服务。

如何改进BER ---采用MER

TR 101 290标准介绍了数字电视系统的测量准则。调制误差比(MER)测量的设计目的是为了给接收信号提供一个单一的品质因素。MER可为接收机对传输信号进行正确解码的能力提供一个早期指示。事实上，MER将接收符号(代表调制图案中的一个数字值)的实际位置与其理想位置进行比较。当信号质量降低时，接收符号距离理想位置更远，MER测量值将会减小。

随着信号质量不断降低，符号最终会被错误解码，位误码率将增大，这时就到了门限或尖峰点。图1中显示的图是通过将MER接收器连接到一个测试调制器而获得的。连接好之后，逐步引入噪声，并记录下MER和Viterbi前的BER值。没有加性噪声时，MER的初始值为35dB，此时BER接近于零。值得注意的是，随着噪声增大，MER逐渐降低，而BER仍然保持不变。当MER达到26dB时，BER开始增大，显示已接近尖峰点。MER表明，在到达尖峰点之前很久，系统的信号质量就已经在不断下降了。

MER的重要性

由于Tektronix公司的设备可以测量到很高的极限MER值(QAM系统中典型值为39dB)，因此，当下行信号流的MER下降因子(安全裕度)已知或者可以在用户处或其附近进行测量时，位于前端调制器的监视设备可以提供信号质量下降的早期指示。当MER降低到24dB(对于64-QAM)或30dB(对于256-QAM)时，普通机顶盒可能就无法正确解调或无法工作了。极限MER测量功能较低的其他普通测量设备将无法给出信号质量降低的早期告警。电缆(QAM)前端的典型