数字电视技术维护指标及典型故障资料学习教案.pptx
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1、数字电视数字电视(sh z din sh)技术维护指标及技术维护指标及典型故障资料典型故障资料第一页,共36页。2 2数字电视(sh z din sh)技术维护指标及典型故障一、数字电视系统框图一、数字电视系统框图二、星座图详解二、星座图详解三、主要技术指标三、主要技术指标四、指标解析四、指标解析(ji x)(ji x)五、典型星座图特征现象与故障关联五、典型星座图特征现象与故障关联六、数字电视与模拟电视兼容传输的特点差异六、数字电视与模拟电视兼容传输的特点差异第1页/共36页第二页,共36页。3 3一、数字电视一、数字电视(sh z din sh)(sh z din sh)系统框图系统框图1
2、 1、基带接口与同步:将信号源格式与数字结构进行匹配。帧结构应与包含同步字节的、基带接口与同步:将信号源格式与数字结构进行匹配。帧结构应与包含同步字节的MPEG-2MPEG-2传送层一致。传送层一致。2 2、同步、同步1 1翻转和随机翻转和随机(su j)(su j)化:将化:将MPEG-2MPEG-2帧结构的同步帧结构的同步1 1字节反相。为了频谱成形,字节反相。为了频谱成形,并对数据流进行随机并对数据流进行随机(su j)(su j)化处理,一般使用伪随机化处理,一般使用伪随机(su j)(su j)序列对统计特性不序列对统计特性不好的码列进行扰码(随机好的码列进行扰码(随机(su j)(
3、su j)化),可使输出序列中的化),可使输出序列中的0 0与与1 1的个数大致相同,的个数大致相同,没有长串的连续没有长串的连续0 0或或1 1,从而使码列的特性与传输通道的特性相符。,从而使码列的特性与传输通道的特性相符。3 3、RSRS编码器:对每一个已随机编码器:对每一个已随机(su j)(su j)化的传送包进行截短的块化的传送包进行截短的块RSRS编码,以产生误码编码,以产生误码保护包。这种编码也应用于同步字节本身。根据误码保护的要求,有线传送与卫星保护包。这种编码也应用于同步字节本身。根据误码保护的要求,有线传送与卫星传送系统不同,没有使用卷积编码,而只是使用基于传送系统不同,没
4、有使用卷积编码,而只是使用基于RSRS编码的前向纠错(编码的前向纠错(FECFEC)。)。注解:(注解:(204204,188188)(K+2tK+2t),可以纠正),可以纠正t t即即8 8个误码。个误码。4 4、卷积交织器:将数据码按一定规则打乱,抵御突发噪声引起的连片数据误码。当码、卷积交织器:将数据码按一定规则打乱,抵御突发噪声引起的连片数据误码。当码流在传输中突发误码持续多个码元时,经过去交织器后,连续误码变为离散的单个流在传输中突发误码持续多个码元时,经过去交织器后,连续误码变为离散的单个误码即可被误码即可被RSRS解码器纠正)解码器纠正)第2页/共36页第三页,共36页。4 4一
5、、数字电视一、数字电视(sh z din sh)(sh z din sh)系统框图(续)系统框图(续)5 5、字节映射到、字节映射到mm比特符号:该单元将交织器产生的字节映射为比特符号:该单元将交织器产生的字节映射为QAMQAM符号,以便进行调制。对符号,以便进行调制。对64QAM64QAM的调制,是将的调制,是将8 8比特数据转换成比特数据转换成6 6比特为一组的符号。比特为一组的符号。6 6、差分编码:为获得旋转不变星座图,该单元应对每个符号的两个最高有效位(、差分编码:为获得旋转不变星座图,该单元应对每个符号的两个最高有效位(MSBMSB)进行差)进行差分编码以便获得固定分编码以便获得固
6、定9090度旋转的度旋转的QAMQAM星座图。星座图。7 7、基带成形:将经过差分编码的、基带成形:将经过差分编码的mm比特符号映射为比特符号映射为I I和和QQ信号,在信号,在QAMQAM调制前对调制前对I I、QQ信号进行升信号进行升余弦滚降平方根滤波。余弦滚降平方根滤波。8 8、QAMQAM调制和中频物理接口:完成调制和中频物理接口:完成QAMQAM调制,并将调制,并将QAMQAM已调信号连接到已调信号连接到CATVCATV射频信道。射频信道。CATVCATV用的用的QAMQAM调制是使用两个独立的基带波形对两个相互正交的同频载波进行抑制载波调制是使用两个独立的基带波形对两个相互正交的同
7、频载波进行抑制载波的双边带调制,利用这种已调信号在同一带宽内频谱正交的性质实现两路并行数字信息传的双边带调制,利用这种已调信号在同一带宽内频谱正交的性质实现两路并行数字信息传输,因此输,因此(ync)(ync)它兼顾了频带及功率利用率。它兼顾了频带及功率利用率。9 9、传输网络:指、传输网络:指HFC HFC;1010、CATVCATV有线电视综合解码接收机(数字机顶盒):完成与前端相反的物理过程。有线电视综合解码接收机(数字机顶盒):完成与前端相反的物理过程。第3页/共36页第四页,共36页。5 5二、星座图详解二、星座图详解(xin ji)(xin ji)星座图(星座图(星座图(星座图(C
8、onstellationConstellationConstellationConstellation):图形化地显示):图形化地显示):图形化地显示):图形化地显示相应调制相应调制相应调制相应调制(tiozh)(tiozh)(tiozh)(tiozh)格式的信号(符号)幅度、格式的信号(符号)幅度、格式的信号(符号)幅度、格式的信号(符号)幅度、相位。例如,当比特流进入相位。例如,当比特流进入相位。例如,当比特流进入相位。例如,当比特流进入16QAM16QAM16QAM16QAM调制调制调制调制(tiozh)(tiozh)(tiozh)(tiozh)器时,器时,器时,器时,4 4 4 4个比
9、特形成一个符号,然后个比特形成一个符号,然后个比特形成一个符号,然后个比特形成一个符号,然后这些符号就会被载波调制这些符号就会被载波调制这些符号就会被载波调制这些符号就会被载波调制(tiozh)(tiozh)(tiozh)(tiozh)到正交的到正交的到正交的到正交的I I I I、Q Q Q Q平面上。当比特流进入平面上。当比特流进入平面上。当比特流进入平面上。当比特流进入64QAM64QAM64QAM64QAM调制调制调制调制(tiozh)(tiozh)(tiozh)(tiozh)器时,则是器时,则是器时,则是器时,则是6 6 6 6个比特形成一个符号,然后这些符个比特形成一个符号,然后这
10、些符个比特形成一个符号,然后这些符个比特形成一个符号,然后这些符号就会被载波调制号就会被载波调制号就会被载波调制号就会被载波调制(tiozh)(tiozh)(tiozh)(tiozh)到正交的到正交的到正交的到正交的I I I I、Q Q Q Q平面平面平面平面上。符号点在上。符号点在上。符号点在上。符号点在I/QI/QI/QI/Q平面上的位置与其调制平面上的位置与其调制平面上的位置与其调制平面上的位置与其调制(tiozh)(tiozh)(tiozh)(tiozh)相位、幅度对应。相位、幅度对应。相位、幅度对应。相位、幅度对应。2*n 2*n 2*n 2*n:n n n n个比特代表一个符号,
11、个比特代表一个符号,个比特代表一个符号,个比特代表一个符号,16161616、64646464代表符代表符代表符代表符号点的个数;号点的个数;号点的个数;号点的个数;第4页/共36页第五页,共36页。6 6二、星座图详解二、星座图详解(xin ji)(xin ji)(续)(续)1 1、16QAM 16QAM:1616个符号点;个符号点;4 4个比特代表一个个比特代表一个(y)(y)符号,如:符号,如:00000000、00010001、00110011、01110111、10001000、11001100、11101110、11111111等;等;2 2、64QAM 64QAM:6464个符号
12、点;个符号点;6 6个比特代表一个个比特代表一个(y)(y)符号,如:符号,如:000000000000、000001000001、000011000011、000111000111、10000001000000、110000110000、111000111000、111100111100、111110111110、111111111111等;等;3 3、比特转化为符号的框图解析。、比特转化为符号的框图解析。第5页/共36页第六页,共36页。7 7三、主要三、主要(zhyo)(zhyo)技术指标技术指标1 1、系统输出口数字调制信号的输出功率电平、系统输出口数字调制信号的输出功率电平 2 2、
13、调制误差率、调制误差率MER MER 3 3、误差矢量幅度、误差矢量幅度EVM EVM 4 4、比特误码率、比特误码率BER BER 5 5、载噪比、载噪比C/NC/N;噪声功率带宽内的每比特能量;噪声功率带宽内的每比特能量Eb/No Eb/No 6 6、噪声裕量(、噪声裕量(Noise marginNoise margin)7 7、等效噪声劣化(、等效噪声劣化(Equivalent Noise Degradation,ENDEquivalent Noise Degradation,END)8 8、射频载波、射频载波(zib)(zib)的相位噪声(的相位噪声(Phase noisePhase
14、noise)、相位抖、相位抖动(动(Phase jitterPhase jitter)第6页/共36页第七页,共36页。8 8系统输出口数字调制信号系统输出口数字调制信号系统输出口数字调制信号系统输出口数字调制信号(xnho)(xnho)(xnho)(xnho)的输出功率电平的输出功率电平的输出功率电平的输出功率电平1 1、数字频道功率电平指的是平均功率电平,而不是峰值电平。因为射频载波被随机、数字频道功率电平指的是平均功率电平,而不是峰值电平。因为射频载波被随机化的数字信号调制,使射频信号呈现为类似噪声充满整个频谱。化的数字信号调制,使射频信号呈现为类似噪声充满整个频谱。2 2、一般而言,、
15、一般而言,64QAM64QAM调制数字频道的峰值功率要比平均功率高调制数字频道的峰值功率要比平均功率高6-10 dB6-10 dB、QPSKQPSK调制调制数字频道的峰值功率要比平均功率高数字频道的峰值功率要比平均功率高3-5dB3-5dB。3 3、一方面要为了防止数字信号的峰值电平过高导致放大器压缩、互调干扰及光发射、一方面要为了防止数字信号的峰值电平过高导致放大器压缩、互调干扰及光发射机的限幅削波产生机的限幅削波产生CSOCSO、CTBCTB等非线形产物对模拟信号的干扰而要降低数字信号等非线形产物对模拟信号的干扰而要降低数字信号的功率,另一方面又要尽量提高数字频道的电平以增加信噪比,提高抗
16、非线性的功率,另一方面又要尽量提高数字频道的电平以增加信噪比,提高抗非线性及噪声的能力。及噪声的能力。数字频道的功率电平应比模拟电视载波电平低数字频道的功率电平应比模拟电视载波电平低6-10dB6-10dB为好。为好。4 4、测量方法、测量方法(fngf)(fngf):1 1)用频谱仪)用频谱仪Noise MarkerNoise Marker的每的每HzHz功率法:用每功率法:用每HzHz带宽显示每带宽显示每HzHz功率的方法功率的方法(fngf)(fngf)。数据信道功率。数据信道功率=显示的每显示的每HzHz功率功率+10lg+10lg(信道带宽)(信道带宽)2 2)用专用测量宽带频谱功率
17、的仪器,可直接读出数字频道功率。)用专用测量宽带频谱功率的仪器,可直接读出数字频道功率。第7页/共36页第八页,共36页。9 9模拟电视频道(din sh pn do)的测量第8页/共36页第九页,共36页。1010下行数字(shz)电视信号的测量第9页/共36页第十页,共36页。1111数字电视(sh z din sh)不正确的测量方式第10页/共36页第十一页,共36页。1212数字电视正确的测量(cling)方式第11页/共36页第十二页,共36页。1313调制调制调制调制(tiozh)(tiozh)(tiozh)(tiozh)误差率误差率误差率误差率MERMERMERMER1 1、指平
18、均矢量幅度与误差矢量幅度的有效值的比值,结果用、指平均矢量幅度与误差矢量幅度的有效值的比值,结果用dBdB表示表示2 2、图解说明:当接收机接收信号时,在某一段时间里捕获到、图解说明:当接收机接收信号时,在某一段时间里捕获到N N个符号个符号(应远大于星座点数(应远大于星座点数M M),得到),得到N N个矢量,记录他们个矢量,记录他们(t men)(t men)的实际的实际位置,而该符号的理想位置是,从而可得到误差矢量,即实际位置位置,而该符号的理想位置是,从而可得到误差矢量,即实际位置到理想位置的偏移。到理想位置的偏移。MERMER反映的是实际信号对理想信号位置的总体偏反映的是实际信号对理
19、想信号位置的总体偏移程度。移程度。第12页/共36页第十三页,共36页。1414调制调制(tiozh)(tiozh)误差率误差率MERMER(续)(续)3 3、调制误差率、调制误差率MERMER反映了在整个测量系统中对信号的所有相位、幅度类反映了在整个测量系统中对信号的所有相位、幅度类型的损伤和劣化。例如:各种非中断性的损伤(系统噪声、型的损伤和劣化。例如:各种非中断性的损伤(系统噪声、CSOCSO、CTBCTB、侵入噪声)、相位误差、相位噪声等造成的相位误差及调制、侵入噪声)、相位误差、相位噪声等造成的相位误差及调制器器IQIQ幅度不平衡、放大器压缩造成的幅度误差等。幅度不平衡、放大器压缩造
20、成的幅度误差等。4 4、在只考虑频道中的高斯噪声时,、在只考虑频道中的高斯噪声时,MERMER近视近视(jnsh)(jnsh)于基带数字调制信于基带数字调制信号的号的SNRSNR。MERMER的测试结果客观而准确的反映了数字接收机正确还的测试结果客观而准确的反映了数字接收机正确还原数字信号的能力,也可以看作为数字信号被正确还原的概率。在原数字信号的能力,也可以看作为数字信号被正确还原的概率。在考察数字电视传输系统的性能、调制信号的质量及考察数字电视传输系统的性能、调制信号的质量及SNRSNR的分配时,的分配时,MERMER比比S/NS/N更能说明整个系统的性能。更能说明整个系统的性能。第13页
21、/共36页第十四页,共36页。1515调制调制(tiozh)(tiozh)误差率误差率MERMER(续)(续)5 5、关于、关于MERMER的门限:基于的门限:基于8MHz8MHz的的64QAM64QAM的的MERMER门限值为门限值为24 24 dBdB,一旦低于此值,由于数字信号的,一旦低于此值,由于数字信号的“峭壁峭壁”效应,图象就会效应,图象就会从满意的效果转到马赛克现象、静帧或黑屏。(这一点完全从满意的效果转到马赛克现象、静帧或黑屏。(这一点完全不同于模拟电视的图象质量逐渐下降)。一般应给系统输出不同于模拟电视的图象质量逐渐下降)。一般应给系统输出4-6 dB4-6 dB的安全裕量。
22、建议系统输出口的的安全裕量。建议系统输出口的MERMER在在28 dB28 dB。前。前端端MERMER值达到值达到35 dB35 dB时将是理想情况(一般仪器的测量范围时将是理想情况(一般仪器的测量范围在在18-35 dB18-35 dB)。)。峭壁点峭壁点6 6、用专用仪器即可通过高速、用专用仪器即可通过高速(o s)(o s)计算软件测得计算软件测得MERMER值值 第14页/共36页第十五页,共36页。1616误差矢量误差矢量(shling)(shling)幅度幅度EVMEVM1 1、用百分比表示误差矢量幅度归一化到峰值矢量幅度的、用百分比表示误差矢量幅度归一化到峰值矢量幅度的MERM
23、ER。EVMEVM计算公式为计算公式为 2 2、EVMEVM与与MERMER可以相互转化,公式为:可以相互转化,公式为:其中其中V V为峰值与平均电压的比,为峰值与平均电压的比,MERvMERv为转化为转化dBdB单位单位(dnwi)(dnwi)后的值,后的值,64QAM64QAM的的V V值取值取1.5271.527。3 3、折算后、折算后EVMEVM取值范围:取值范围:2.62%(MER2.62%(MER取取28dB)-1.2%(MER28dB)-1.2%(MER取取35dB)35dB)第15页/共36页第十六页,共36页。1717比特比特比特比特(b t)(b t)(b t)(b t)误
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