監控數字電視信號方案論文

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摘要：主要介紹了有線數字電視系統中的信號技術指標和具體的監測方法。

關鍵詞：TS碼流；QAM；監測；碼流分析儀

一、傳輸網絡技術參數

經過MPEG-2信源編碼和MPEG-2TS傳輸流復用后生成的MPEG-2傳輸復用包經過擾碼、RS編碼及卷積交織后，進行64QAM調制形成中頻調制信號，中頻調制信號經過上變頻轉為射頻信號然后送入HFC網傳送到用戶。

數字電視和模擬電視的頻譜結構及能量分布完全不同。由于QAM中的調幅是平衡調幅，抑制了載波，因而從頻譜分析儀上看，一個數字頻道的已調信號，像一個抬高了的噪聲平臺，均勻地平鋪于整個限定帶寬內。伴音信號在MPEG-2編碼時，已經與圖像信號以包的形式復用到了一起，因而，一個數字電視頻道，不但沒有所謂圖像載波，也沒有伴音載波。

1.1數字電視的信號電平

數字電視信號沒有圖像載波電平可取，整個限定的帶寬內是平頂的，無峰值可言。所以，QAM數字頻道的電平是用被測頻道信號的平均功率來表達的，稱為數字頻道平均功率。在用戶端電纜信號系統出口處要求：信號電平為47dBμV-67dBμV(比模擬電視信號的要求低10dB)，數字相鄰頻道間最大電平差為≤3dB，數字頻道與相鄰模擬頻道間最大電平差為≤13dB。

1.2數字電視的噪聲電平

測量模擬頻道噪聲時，在模擬頻道取噪聲測試點，只要偏離圖像載頻即可。但是數字電視的頻譜分布決定了測量數字頻道噪聲不能使用模擬頻道的測量方法。數字頻道內有用能量也像噪聲，沒有什么特點把它們分開，所以測量噪聲，要到被測頻道的鄰頻道去取樣，并且這個鄰頻道應當是空閑的。

1.3誤碼率

數字電視信號是離散的信號，接收到的數字電視信號要么是穩定、清晰的圖像，要么就是中斷(包括馬賽克、靜幀)，具有“斷崖效應”的特點。信號的這種變化，只與傳輸的誤碼率有關，所以把誤碼率作為衡量系統信號質量劣變程度的最重要的指標。

1.4信噪比

信噪比(S/N)指傳輸信號的平均功率與噪聲的平均功率之比。載噪比(C/N)指已調制信號的平均功率與噪聲的平均功率之比，載噪比中的已調制信號的功率包括了傳輸信號的功率和調制載波的功率。在調制傳輸系統中，一般采用載噪比指標；而在基帶傳輸系統中，一般采用信噪比指標。

數字調制信號對網絡參數的要求主要反映在載噪比上，載噪比越大，信號質量越好，反之信號質量就差，模擬電視會出現“雪花干擾”，數字電視會出現馬賽克，嚴重時會造成圖像不連續甚至不能對圖像解碼。在有線網中，用戶端電纜信號出口處數字頻道載噪比達到31dB以上，就可傳送64QAM信號。

1.5調制誤差比

數字調制信號的損傷通常用星座圖來觀察。在星座圖中，噪聲呈云狀，差拍干擾呈環狀，IQ不平衡的星座圖不是正方形。調制誤差比(MER)包含了信號的所有類型的損傷，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的測試結果反映了數字接收機還原二進制數碼的能力，它近似于基帶信號的信噪比S/N。在用戶端電纜信號出口處調制誤差比MER要求達到30dB以上。

二、數字信號的監測

數字電視平臺節目監測系統擬視音頻及數字矩陣系統、數字測試儀器及電視墻三個大的部分構成。數字TS碼流經過數字ASI矩陣系統切換，送入解碼器解碼還原成模擬視音頻后，送入電視墻，進行主觀效果監測，同時可進行與一般模擬視音頻信號相同的測試，經ASI矩陣切換的數字TS碼流也可直接送入數字碼流分析儀進行實時分析，或者經過錄制后，離線分析等。數字碼流經QAM調制后輸出的RF射頻信號經混合器混合，送入大網播出，同時分出1路至機頂盒接收，機頂盒輸出電視信號或者音頻廣播信號至視音頻矩陣，然后送入電視墻。同時也可進行模擬指標測試。從混合器再分出l路射頻信號經數字電視測試接收機處理后輸出TS流至碼流分析儀，實現對QAM調制后的數字信號的測試。

數字碼流監測可以根據其來源分為：編碼器輸出TS流、數字衛星接收機輸出TS流、多協議適配器輸出TS流、復用器輸出TS流、獨立加擾器輸出TS流、其它TS流及QAM調制后經解調恢復的TS流。在本監測系統中，QAM調制后經數字電視測試接收機解調后恢復出的TS流可直接送入數字碼流分析儀進行數字分析；其余各種來源的TS流須經數字矩陣的切換處理后再進行測試。

在本系統中，有編碼器輸出的TS流、數字衛星接收機輸出的TS流、適配器和解密器輸出的TS流、其它輸出的TS流、復用器輸出的TS流以及獨立加擾器輸出的TS流，其中復用器、獨立加擾器、解密器以及部分數字衛星接收機輸出為MPTS，而獨立加擾器輸出為經過加擾加密的TS流。具體監測方式如下：編碼器、數字衛星接收機、多協議適配器、音頻編碼器、復用器、獨立加擾器等設備的TS流送入數字ASI切換矩陣切選輸出。矩陣的輸出可切選至數字碼流分析儀分析，也可直接接入解碼器，用作還原AV，送至電視墻做主觀測試等；對于獨立加擾器的輸出需切換到碼流分析儀進行分析。

對比測試原則采用溯源法，跟蹤對比測試的原則，主要體現在電視墻的主觀效果上。

(1)對編碼器、接收機的信號根據處理過程分成源AV信號或直接輸出AV信號、初步處理TS流信號(包括編碼輸出及數字接收機輸出TS信號)、復用器復用后TS流信號和QAM調制混合后信號四種，對節目同時段對比跟蹤測試。即為源AV信號或直接輸出AV信號與后面的信號經過還原的視音頻信號進行對比測試，體現在每一環節信號質量的比較、變化、跟蹤監測。

(2)對多協議適配器和解密器處理的節目，則是適配器直接TS信號解碼恢復AV信號、復用后解碼恢復AV信號以及機頂盒解碼AV信號對比監測。公務員之家

(3)音頻廣播信號則是源信號與機頂盒接收信號，通過音箱功放進行監聽對比。

此方案具有以下特點：開放式標準化設計，符合國家和行業的相關標準；可靠的可控性和可管理性，健全的網管功能，可對網絡、設備進行實時全面的監測和控制；靈活性強，可根據需要靈活地設置搭配設備；可擴展性高，可以隨著前端節目的增多而擴展系統的容量；具有全面的考慮，可監測數字平臺前端各個環節的節目信號。數字電視系統的運營，對播出質量和穩定性有更高的要求。本文所述節目監測系統正是以此為目的，實現對播出節目的全方位監測，并體現了數字電視整體平移的理念。