有线数字电视参数的测试与网络指标分析.ppt
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1、第九章有线数字电视参数的测试第九章有线数字电视参数的测试1可编辑版第九章有线数字电视参数的测试第九章有线数字电视参数的测试一、有线数字电视需要测试哪些参数一、有线数字电视需要测试哪些参数两大类参数两大类参数:系统参数、码流参数系统参数、码流参数二、有线电视传输系统对数字电视信号质量二、有线电视传输系统对数字电视信号质量的影响的影响2可编辑版一、有线数字电视需要测试哪些参数一、有线数字电视需要测试哪些参数两大类参数两大类参数:1系统参数系统参数2码流参数码流参数3可编辑版1、系统参数系统参数1)数字电视频道功率(电平)数字电视频道功率(电平)定义定义:8MHz带宽内的总带宽内的总RF功率,测试点
2、频率在被测功率,测试点频率在被测试频道的中央。其单位为试频道的中央。其单位为dBmV或或dBV。测量方式:测量方式:电视模式下的自动方式测量法电视模式下的自动方式测量法电视模式即解调后的电视信号显示在仪器屏幕上的方式。电视模式即解调后的电视信号显示在仪器屏幕上的方式。频谱模式下的综合方式测量法频谱模式下的综合方式测量法频谱模式即在仪器屏幕上显示所选频段的功率频谱的方式。频谱模式即在仪器屏幕上显示所选频段的功率频谱的方式。4可编辑版5可编辑版a)电视模式下的自动方式测量法)电视模式下的自动方式测量法电视模式下的自动方式测量法如下:电视模式下的自动方式测量法如下:第一,在被测频道中心频率处,取一个
3、很窄的测量带第一,在被测频道中心频率处,取一个很窄的测量带宽(例如宽(例如230KHz)并测量其)并测量其RF功率,功率,第二,假定在第二,假定在8MHz带宽内的其余频点与中心频率测带宽内的其余频点与中心频率测量到的量到的RF功率相等(即假定在整个频带内频谱密度是一功率相等(即假定在整个频带内频谱密度是一致的),致的),第三,将中心频率处测量的第三,将中心频率处测量的RF功率在功率在8MHz带宽内积带宽内积分,即得到一个分,即得到一个8MHz带宽数字频道的带宽数字频道的RF功率。功率。6可编辑版7可编辑版b)频谱模式下的综合方式测量法)频谱模式下的综合方式测量法这种测量法考虑了这种测量法考虑了
4、8MHz带宽内信号频谱的分布,将频道带宽按带宽内信号频谱的分布,将频道带宽按一段分成若干段(大约每段),测量每段的相一段分成若干段(大约每段),测量每段的相对频道总功率的基值,再将其积分就得到频道总功率。所以测量结果对频道总功率的基值,再将其积分就得到频道总功率。所以测量结果更加精确。更加精确。c)两种测量方法比较)两种测量方法比较测量结果二者相差约测量结果二者相差约1-2dB,特别是当数字信号功率降低时二者,特别是当数字信号功率降低时二者结果误差加大。结果误差加大。d)测量仪器)测量仪器QAM数字数字/模拟模拟CATV分析仪(例如分析仪(例如PRX10/PRX8+)或)或电视频谱场强仪(如电
5、视频谱场强仪(如PRK4C)8可编辑版9可编辑版e)用频谱仪测量数字电视频道功率)用频谱仪测量数字电视频道功率1)将频谱仪调谐在被测频道中心频率,选择频率间隔和电平)将频谱仪调谐在被测频道中心频率,选择频率间隔和电平设置,以便显示整个频道的设置,以便显示整个频道的8MHz带宽;带宽;2)把频谱仪的分辨带宽)把频谱仪的分辨带宽(RSBW)设置在设置在100KHz,把视频带,把视频带宽设置在宽设置在100Hz或更低,以便得到平滑的显示;或更低,以便得到平滑的显示;3)用水平游标线测量数字电视信号峰值电平)用水平游标线测量数字电视信号峰值电平Vs;4)用下面公式计算数字电视频道功率:)用下面公式计算
6、数字电视频道功率:V=Vs+lg(8MHz/RSBW)+Ksa式中式中Ksa为频谱仪的修正系数,典型频谱仪的修正系数为为频谱仪的修正系数,典型频谱仪的修正系数为1.7dBV=Vs+19+1.7=Vs+20.7(dBmv或或dBv)10可编辑版f)用场强仪近视测量)用场强仪近视测量场强仪是用来测量模拟电视频道的场强仪是用来测量模拟电视频道的RF电平,由于在频道载波频率电平,由于在频道载波频率处一个窄的测量带宽内的处一个窄的测量带宽内的RF功率,几乎占有整个频道功率,几乎占有整个频道RF功率的功率的80%,因此,通常就用载波处测量的,因此,通常就用载波处测量的RF电平来表示整个频道的电平来表示整个
7、频道的RF功率。功率。用场强仪近视测量数字频道的用场强仪近视测量数字频道的RF功率时:功率时:第一步,将场强仪的频率调谐到被测量数字频道的中心频率;第一步,将场强仪的频率调谐到被测量数字频道的中心频率;第二步,测量该中心频率处的第二步,测量该中心频率处的RF电平值电平值至少三次取平均值至少三次取平均值V1第三步,按下公式计算被测量数字频道的第三步,按下公式计算被测量数字频道的RF功率功率VV=V1+10log(8MHz/0.23MHz)=V1+15.4(dBmV或或dBV)11可编辑版2)调制误差率()调制误差率(MER)a)调制误差率()调制误差率(MER)的概念)的概念数字系统中的调制误差
8、率(数字系统中的调制误差率(MER)类似于模拟系统中的信号噪声)类似于模拟系统中的信号噪声比(比(S/N)。)。MER表示为理想的表示为理想的QAM信号错误功率和平均功率之比。信号错误功率和平均功率之比。误差振幅均方根值误差振幅均方根值MER=-20log(dB)符号平均振幅值符号平均振幅值考虑到系统老化效应,理想信号的考虑到系统老化效应,理想信号的MER必须与实测必须与实测MER要有要有4到到5dB的差值,否则会存在重大错误。的差值,否则会存在重大错误。MER测量适用于早期检测到非突发噪测量适用于早期检测到非突发噪声的影响,如系统噪声以及声的影响,如系统噪声以及CSO,CTB的影响。的影响。
9、MER的测量不仅测的测量不仅测量幅度噪声,同时也测量相位噪声。量幅度噪声,同时也测量相位噪声。12可编辑版I0j、Q0j分别为星座点分别为星座点j理想的理想的I、Q分量;分量;Ij、Qj分别为星座点分别为星座点j实际的实际的I、Q分量;分量;N为测量取样点总数(远大于为测量取样点总数(远大于调制度调制度64以保证测量精度)以保证测量精度)13可编辑版MER与与C/N+I的关系为的关系为MER=0.441+C/(N+I)(滚降系数)(滚降系数=0.15)b)测量方法)测量方法用用QAM数字数字CATV分析仪的分析仪的MER测试功能自动测测试功能自动测量。量。c)测量仪器)测量仪器数字分析仪数字分
10、析仪电视频谱场强仪电视频谱场强仪d)注意:注意:64QAM解码器解码器需要需要MER高于高于25dB才能实才能实现解码操作,通常考虑到系统老化,至少要求现解码操作,通常考虑到系统老化,至少要求MER等于或等于或大于大于30dB。256QAM解码器解码器需要需要MER高于高于28dB才能实现才能实现解码操作,通常考虑到系统老化,至少要求解码操作,通常考虑到系统老化,至少要求MER等于或大等于或大于于33dB才能实现解码操作。才能实现解码操作。14可编辑版不同的噪声对星座图中的星座点影响不同:不同的噪声对星座图中的星座点影响不同:振幅噪声改变原星座点的距离(改变星座的轨迹;振幅噪声改变原星座点的距
11、离(改变星座的轨迹;相位噪声改变原星座的旋转位置(呈旋转状态);相位噪声改变原星座的旋转位置(呈旋转状态);相干干扰使星座点出现圆形模糊(呈圆形状态);相干干扰使星座点出现圆形模糊(呈圆形状态);其它形式的噪声和干扰会影响所有方位的星座点(呈星云状态)其它形式的噪声和干扰会影响所有方位的星座点(呈星云状态)如后图示。如后图示。15可编辑版16可编辑版17可编辑版3)64QAM数字频道载噪比测量数字频道载噪比测量a)数字频道载噪比的概念)数字频道载噪比的概念描述数字信号质量的一个基本参数是比特误码率描述数字信号质量的一个基本参数是比特误码率BER。BER是错误的比是错误的比特数和传输的总比特数之
12、比。特数和传输的总比特数之比。DVB组织定义了一个组织定义了一个“准无差错传输准无差错传输”标准标准ETR290MeasurementsGroupETR290,该标准要求每小时传输少于一个错,该标准要求每小时传输少于一个错误。误。对于对于64QAMDVB-C传输,接收端在前向纠错前(传输,接收端在前向纠错前(per-FEC),),BER必须小于必须小于1.0E-4。在数字传输中在数字传输中,由于没有载波由于没有载波,因此因此,不能采用如模拟信号时测量载噪比的不能采用如模拟信号时测量载噪比的方法。一般使用数字信号的信噪比方法。一般使用数字信号的信噪比Eb/N0间接得到载噪比间接得到载噪比C/N。
13、二者的关。二者的关系如下:系如下:C/N=Eb/N0+10Log(RsxLog2M)/BW18可编辑版公式中的符号含义如下:公式中的符号含义如下:Eb每比特的能量每比特的能量N01Hz带宽的噪声功率带宽的噪声功率Rs符号率符号率M星座图中的星座数星座图中的星座数BW频道带宽频道带宽对于对于64QAMDVB-C,Rs=6.875Mbaud,BW=8MHz,C/N=Eb/N0+7.12(dB)如如BER为为1.E-4,Eb/N0=16dB,C/N=23dB。19可编辑版b)测量方法)测量方法电视模式:使用平均值检波器测量数字载波信号电平和噪声信号电视模式:使用平均值检波器测量数字载波信号电平和噪声
14、信号电平,其比值即为载噪比。测试时检波器的带宽应定义为电平,其比值即为载噪比。测试时检波器的带宽应定义为8MHz。频谱模式:选定一个测量噪声电平的参考频道,该频道最好是与频谱模式:选定一个测量噪声电平的参考频道,该频道最好是与被测量数字频道相邻的一个空置频道,测量该空置频道的噪声电平被测量数字频道相邻的一个空置频道,测量该空置频道的噪声电平(dBv),然后与被测量数字频道的信号电平(),然后与被测量数字频道的信号电平(dBv)相减即为该)相减即为该被测量数字频道的载噪比。被测量数字频道的载噪比。c)测量仪器)测量仪器数字分析仪数字分析仪电视频谱场强仪电视频谱场强仪20可编辑版21可编辑版4)比
15、特误码率()比特误码率(BER)a)比特误码率()比特误码率(BER)定义:)定义:误码率是指在测量期间传输出错的码元数与传输的总码元数之比。误码率是指在测量期间传输出错的码元数与传输的总码元数之比。通常所说的误码率多指误比特率通常所说的误码率多指误比特率(BitErrorRatio,BER)。基基于以上定义,误码率的计算公式可以写为于以上定义,误码率的计算公式可以写为:其中,其中,fB为传输出错的比特数,为传输出错的比特数,nB为传输的总比特数,为传输的总比特数,t为测量为测量时间,时间,v为吞吐率。在其他参数为常量的情况下,随着时间为吞吐率。在其他参数为常量的情况下,随着时间t趋于无趋于无
16、穷大,穷大,BER趋于误码概率趋于误码概率PB,即,即 22可编辑版由上面的定义可以看出,误码率与观测时间有关。由上面的定义可以看出,误码率与观测时间有关。通常,不但需要测出误码率的绝对值,而且还要找出通常,不但需要测出误码率的绝对值,而且还要找出误码率随时间的分布规律,如误码是零星出现还是周误码率随时间的分布规律,如误码是零星出现还是周期性出现的,也可能成块出现。期性出现的,也可能成块出现。定义:每一次取样的平均观测时间为定义:每一次取样的平均观测时间为To,一般情,一般情况下,短期况下,短期(1分钟到分钟到1小时小时)误码测量与长期误码测量与长期(几小时到几小时到几天之间几天之间)误码测量
17、不同,短期误码测量只能看出差错误码测量不同,短期误码测量只能看出差错结构,而长期误码测量能找出误码与网络处理过程或结构,而长期误码测量能找出误码与网络处理过程或环境等因素之间的关系。环境等因素之间的关系。所以,极短时间内测量的误码率是没有价值的。所以,极短时间内测量的误码率是没有价值的。误码率是概率,只有采集大量数据情况下测量的误码误码率是概率,只有采集大量数据情况下测量的误码率才有效。率才有效。23可编辑版b)测量方法)测量方法第一,需要定义第一,需要定义QAM信号参数,如:信号参数,如:调制类型调制类型-256QAM,64QAM,32QAM,16QAM符号率符号率-6900,6875,61
18、11,5000(kbouds)衰减器衰减器-为得到正确的测量结果,激活仪器为得到正确的测量结果,激活仪器30dB衰减器(衰减器(0-30dB可调),使输入的被测量信号不致使仪器可调),使输入的被测量信号不致使仪器的调谐器饱和。的调谐器饱和。24可编辑版第二,仪器测量出第二,仪器测量出FEC(前向纠错)前的(前向纠错)前的BER和和FEC纠错后接纠错后接收到的不可校正包(即错误数据包)。收到的不可校正包(即错误数据包)。为了给信号质量提供参考,定义了一个标准,即系统在为了给信号质量提供参考,定义了一个标准,即系统在FEC解解码前每传输小时少于一个不可校正数据包,即可被认为该系统传输码前每传输小时
19、少于一个不可校正数据包,即可被认为该系统传输质量较好。这就是质量较好。这就是“准无差错传输准无差错传输”标准标准ETR290,该标准的边界,该标准的边界值称为值称为QEF(准无差错),近似相当于(准无差错),近似相当于FEC前前BER为为2.0E-4(即每即每10,000比特比特2个误码个误码)。第三,仪器正确解码第三,仪器正确解码MPEG-2信号,即可显示其在信号,即可显示其在FEC前或前或FEC后的后的BER值(取决于测试的端口)。值(取决于测试的端口)。在此,在此,纠正一个错误的认识,纠正一个错误的认识,”在传输系统的任意位置,都要在传输系统的任意位置,都要求求BER1E-9”。这既不现
20、实也不需要。因为标准规定了在这既不现实也不需要。因为标准规定了在FEC解解码前每传输小时少于一个不可校正数据包,折算成码前每传输小时少于一个不可校正数据包,折算成FEC前的前的BER为为小于小于1E-4。因此,在。因此,在FEC前只要前只要BER1E-4,在,在FEC后都能达到后都能达到BER1E-9。这就是为什么我们并不要求。这就是为什么我们并不要求FEC前前BER越低越好,越低越好,因为,这将使系统造价大大地提高。因为,这将使系统造价大大地提高。c)测量仪器)测量仪器数字分析仪数字分析仪电视频谱场强仪电视频谱场强仪25可编辑版2、码流参数、码流参数1)码流参数有哪些:)码流参数有哪些:a)
21、码流基本信息:)码流基本信息:传输速率,视音频带宽,节目列表,传输速率,视音频带宽,节目列表,PID数量和网络名数量和网络名称等;称等;b)误码信息;)误码信息;c)带宽信息:)带宽信息:码流中存在的各种类型的码流中存在的各种类型的PID的带宽;的带宽;d)节目信息:)节目信息:节目业务提供者,节目业务类型等;节目业务提供者,节目业务类型等;e)复用结构:)复用结构:多路节目的复用情况(包括视频,音频及多路节目的复用情况(包括视频,音频及PCR-PID等信息);等信息);f)PSI/SI信息:信息:各种表的分析;各种表的分析;g)PCR间隔和抖动;间隔和抖动;h)EPG查询。查询。26可编辑版
22、2)如何测试码流参数)如何测试码流参数采用码流分析仪可以测试各种码流参数。采用码流分析仪可以测试各种码流参数。3)在数字电视系统的哪些测试点测试码流参数)在数字电视系统的哪些测试点测试码流参数码流参数测试图如下:码流参数测试图如下:27可编辑版4)采用的标准)采用的标准a)MPEG-2ISO/IEC13818-1(系统)(系统)ISO/IEC13818-2(视频)(视频)ISO/IEC13818-3(音频)(音频)与我国对应的标准是:与我国对应的标准是:GB/T17975.1-2000(系统系统)GB/T17975.2-2000(视频视频)GB/T17975.3-2000(音频音频)b)ETR
23、154(MPEG-2系统实施指南系统实施指南)TR101290(测试指南测试指南)ETS300468(DVBSI)ETR211(DVBSI推荐)推荐)EN50083-9(DVBSPI,ASI)28可编辑版TR101290三级错误测量:三级错误测量:TR101290一级错误:一级错误:传输流同步丢失;传输流同步丢失;同步字节错误;同步字节错误;PAT错误;错误;连续记数错误;连续记数错误;PMT错误;错误;PID错误。错误。TR101290二级错误:二级错误:PCR间隔错误;间隔错误;PCR精度错误;精度错误;PCR重复错误;重复错误;PTS错误;错误;CAT错误。错误。TR101290三级错误
24、:三级错误:NIT错误;错误;SI重复错误;重复错误;缓冲器错误;缓冲器错误;非指定非指定PID错误;错误;SDT错误;错误;EIT错误;错误;PST错误;错误;TDT错误;错误;数据延迟错误。数据延迟错误。29可编辑版DVB最新的最新的TR101290测试标准将测试标准将TS流参流参数的错误指示分为数的错误指示分为3个等级:个等级:第一级错误:能正确解码所必须的几个第一级错误:能正确解码所必须的几个参数的错误;参数的错误;第二级错误:达到同步后可连续工作必第二级错误:达到同步后可连续工作必须的参数的错误和需要周期监测的参数的须的参数的错误和需要周期监测的参数的错误;错误;第三级错误:依赖于应
25、用的几个参数的第三级错误:依赖于应用的几个参数的错误。错误。30可编辑版第一级共第一级共6种错误,包括:种错误,包括:同步丢失错误、同步字节错同步丢失错误、同步字节错误、误、PAT错误、连续计数错误、错误、连续计数错误、PMT错误及设置错误及设置PID错错误。误。(1)传输流同步丢失:)传输流同步丢失:连续检测到连续连续检测到连续5个正常同步视为同步,连续检个正常同步视为同步,连续检测到测到2个以上不正确同步则为同步丢失错误。个以上不正确同步则为同步丢失错误。传输流失去同步,标志着传输过程中会有一部传输流失去同步,标志着传输过程中会有一部分数据丢失,直接影响解码后的画面的质量。分数据丢失,直接
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