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摘要:主要介紹有線數字電視的平均功率電平、誤碼率(BER)、調制誤差率(MER)三個關鍵參數的物理概念、測試方法，以及在技術維護中利用這三個參數分析和判斷網絡出現的各種質量問題，有效保證數字電視信號在網絡中的傳輸質量。

關鍵詞:數字電視;平均功率電平;比特誤碼率;調制誤差率;應用與分析

有線數字電視是一個復雜而又完整的系統工程，從功能上看，它是由前端系統、網絡傳輸系統、用戶終端等部分組成。前端系統是整個有線數字電視系統的核心，它包括壓縮技術、糾錯碼技術、調制技術等，整個過程涉及的技術參數很多，有平均功率電平、誤碼率(BER)、調制誤差率(MER)、誤差矢量幅度(EVM)、載噪比(C/N)、星座圖等。我們在運維工作中，由于測試儀器的局限性，只抓住其中平均功率電平、BER和MER3個關鍵參數，對這3個關鍵參數進行測量和調整，利用測量出來的數據來分析判斷系統中遇到的各種故障現象和質量問題。實踐證明，只要了解和掌握了這3個技術參數，保證這3個參數在技術要求的范圍內，就能保證數字信號質量和整個系統的穩定運行。

1平均功率電平

平均功率電平用于表征數字頻道信號強度的大小，它與模擬電視圖像載波峰值電平的概念完全不同。數字電視采用載波抑制的QAM調制方式，沒有圖像載波電平可取，數字調制信號具有類似噪聲的特性，在調制到射頻載波前被進行了隨機化處理，這種調制數字電視信號，在頻域觀察整個8MHz帶寬內基本是平頂的，無峰值可言，如圖1所示。所以QAM調制數字電視信號的電平是用被測頻道信號的平均功率表達的，稱為數字頻道的平均功率，也有的稱為信號功率、信道功率等。通常為了使用上的方便，將被測頻道的平均功率用折算到75Ω終端上的電壓有效值(RMS)表示，所以稱為平均功率電平，也有人稱為信道平均功率電平、數字信號平均功率電平等，單位是dBμV［1］。圖1數字電視信號的頻譜形狀平均功率電平參數使用QAM分析儀測量，測量時應把頻率設在該頻道的中心頻率處。測量原理是要對整個頻道進行掃描、取樣，由于每個隨機取樣點的功率是隨機分布的，因此把頻道內每一個取樣點的功率值取平均，便得到信號的平均功率。根據DVB－C標準規定:用戶端系統出口處電平為47～67dBμV(比模擬電視信號電平要求低10dB)。數字相鄰頻道最大電平差≤3dB，數字頻道與模擬頻道之間最大電平差≤13dB。平均功率電平作為接收端“信號強度接收門限”，它取決于機頂盒的接收能力，一般機頂盒正常接收電平門限約為40dBμV。當滿足門限電平范圍時，就會有清晰的圖像;當低于門限電平時，則無任何圖像;當在門限值上下擺動時，則會出現馬賽克，嚴重時會造成不能對圖像解碼。

2誤碼率(BER)

數字信號在傳輸系統中，往往會受到系統本身及外界環境的干擾形成誤碼，誤碼的輕重程度通常以誤碼率(BER)衡量，它是系統中信號質量劣變程度的重要參數之一。BER定義為:用戶端接收的發生錯誤的比特數與信源傳輸的總比特數之比。BER=錯誤比特數/傳輸總比特數由上式可見，BER值越小，意味著BER指標越好，反之，BER值越大，意味著BER指標較差。BER通常用10的負多少次方表示，例如1×10－4或1×10－9等，一般BER達到10－11那樣小時可稱為準誤碼狀態，對于數字機頂盒接收端，當BER=10－9，這時觀看效果清晰、流暢;當BER＜10－5能正常接收，但可能偶爾出現馬賽克;當BER=10－4處于臨界狀態，圖像播放出現斷續，大量馬賽克出現;當BER＞10－4，完全不能觀看了。BER參數使用QAM分析儀進行測量，它能夠顯示BER最小值是1×10－9，BER再小也是以1×10－9來顯示。有兩種測量方法，一種是服務狀態，這是一種在不中斷服務狀態下的測量。另一種是非服務狀態，就是中斷系統所進行的服務來測量，這種方法特別是在系統或者是在檢修錯誤時使用。當然，最好的測量方法是非服務狀態［2］。

3調制誤差率(MER)

MER是描述數字調制信號總體質量的一個參數，用于分析評估當前頻道數字電視信號的傳輸質量，它決定著傳輸網絡的覆蓋范圍及邊緣的接收效果。MER的定義一般是通過觀察星座圖，用來比較被接收符號的實際位置與其理想位置之間的偏差，當信號逐漸變差時，被接收符號的實際位置距離理想位置越來越遠，出現了誤差矢量，由此得出理想矢量幅度的有效值與誤差矢量幅度的有效值，如圖2所示。圖2誤差矢量原理圖MER定義為:理想矢量幅度的有效值平方與誤差矢量幅度的有效值平方之比，以dB為單位。從圖2可看出，理想矢量幅度是固定不變的，誤差矢量幅度是一個變量，誤差矢量幅度越小，MER值越大，意味著MER指標越好;反之，MER值較小，意味著MER指標較差。MER往往作為接收機對傳送信號能夠正確解碼早期指示，一般來說，在同等信號強度下，MER越高則接收效果越好，MER過低則可能出現馬賽克、靜幀等。MER指標不用計算，使用QAM分析儀直接測量讀出。它的測量原理是對被測量的數字調制信號進行接收和取樣，調制信號經解調后與理想矢量信號進行比較，被測矢量信號與理想矢量信號之間的差矢量信號被稱為誤差矢量信號。誤差矢量幅度是指信號能受到噪聲干擾的總和，同時它還包含幅度誤差和相位誤差等。在干擾較小的時候，MER變化緩慢，隨著干擾的增大，當該信號出現誤碼時，MER變化很快。MER作為其接收端“信號質量接收門限”，它表征尚未誤碼時信號的狀態，即正常工作時廣義噪聲干擾狀態，它取決于前端設備輸出信號質量及傳輸過程中信號質量的惡化程度。一般機頂盒的MER接收門限在64QAM時為24dB，一旦低于此值，即使接收信號強度很高，如70dBμV，星座圖將無法鎖定，圖像出現崩潰點，仍然接收不到任何節目。對于常用的64QAM，其前端和用戶端的MER指標一般采用以下經驗值:前端設備端＞38dB，分前端＞36dB，光節點＞34dB，用戶端＞26dB(理論上要求＞23．5dB)。在運維工作中，必須進行定期測量和檢測，即時了解并調整好各部分MER指標的變化，保證數字電視信號的傳輸質量［3］。

4在運維工作中的應用與分析

通過以上有線數字電視系統幾大關鍵技術參數的概述與測試分析來看，其中的BER是最主要的參數，若保證數字電視信號的質量，最主要的是要保證一定的BER，若保證一定的BER，就必須保證一定的平均功率電平，也就是說正確的電平設置是為最終保證合格的BER服務的，所以平均功率電平是正確接收的關鍵性因素之一。適當提高平均功率電平可較大地提高抗干擾的能力，機頂盒接收電平一般不超過65dBμV。因此，在運維工作中，要正確設置和調試從前端到用戶端各個重要端口的平均功率電平，從而保證數字電視信號的強度在一個適當的范圍內。BER參數是影響數字電視最終接收效果的，是衡量傳輸系統和接收機品質的綜合性參數，但它對數字傳輸中的細節問題是不敏感的，而且精確地測量BER可能需要比較長的時間。一個好的BER表明傳送的電視節目質量好，一個差的BER表明傳送的電視節目質量差，但看不出造成問題的原因。這就要求維護人員在排查故障時要全面地分析原因。MER可以用來定量分析信號在調制和傳輸過程中受到的損傷程度，分析評估當前頻道的信號傳輸質量。在使用QAM分析儀對MER經驗值進行測量時，其測量結果會有一些差異，這主要是影響MER的因素太多了，其中有的會造成不可校正的損傷，而且還要考慮MER和BER之間存在著一定的關系，才能確定各級維護門限和找到MER下降的原因。

總之，在數字電視運維工作中，結合各種評價方法和儀器測試的數據，對比每一個環節質量的變化，全面分析和排查出現的故障原因，來提高數字電視系統與信號的穩定性，以保證數字電視信號“高效優質安全”的播出與傳輸。

參考文獻:

［1］劉大會，杜慶波，華永平．有線數字電視技術［M］．西安:西安電子科技大學出版社，2010．

［2］劉劍波，李鑒增，王暉，等．有線電視網絡［M］．北京:中國廣播電視出版社，2004．

［3］劉修文，袁士剛，劉文濤，等．數字電視技術實訓教程［M］．北京:機械工業出版社，2008．

作者:王世文 吳海龍 單位:1.遼寧省新聞出版廣播影視發展研究中心 2.遼寧省廣播電視傳輸發射中心