DVB-C數(shù)字電視的測試

1、1引言 我國播放數(shù)字電視的進程已出臺，廣電部要求沿海發(fā)達地區(qū)2005年開通數(shù)字電視，2015年全國開通數(shù)字電視，停播模擬電視。近年來不少城市都已開始試播，各廣電局、廣電網(wǎng)絡傳輸中心、有線臺都正在試驗之中。數(shù)字電視相對于模擬電視來說是一個全新的概念，對于數(shù)字電視系統(tǒng)的測試也是一個全新的概念，我們必須按數(shù)字電視的標準，結合實際情況，去探討它的測試方法，研制、選用新的測試系統(tǒng)和儀器。2 DVB-C數(shù)字電視 我國的數(shù)字電視標準尚未全部確定，據(jù)說今年將會正式定稿。無論怎么說，我國數(shù)字電視選用歐洲標準為基礎是無疑的了，即以DVB數(shù)字電視廣播標準為基礎。這個標準包括DVB-S（數(shù)字衛(wèi)星電視）、DVB-C（數(shù)

2、字電纜電視）、DVB-T（數(shù)字地面電視）。這三種數(shù)字電視都采用MPEG-2標準 對視頻和音頻進行編碼與壓縮，形成傳輸碼流TS，再經(jīng)過復用、調(diào)制，而后進行傳輸或廣播。 就調(diào)制方式來說，這三種數(shù)字電視是不同的。衛(wèi)星電視采用QPSK（正交相位鍵控）；電纜電視采用QAM（正交幅度調(diào)制）；地面電視采用COFDM（編碼正交平分復用）。 DVB-C數(shù)字電纜電視，也稱數(shù)字有線電視，它和其他兩種數(shù)字電視一樣，都要對視音頻進行編碼和壓縮。它較模擬電視的優(yōu)點首先是數(shù)字傳輸抗干擾能力強，信噪比高，獲得高質量的圖像，再則由于采用數(shù)字壓縮，對于一套電視節(jié)目來說，它占用的頻帶就較模擬電視窄的多，模擬電視一個頻道可以傳68套

3、數(shù)字電視節(jié)目，整個傳輸網(wǎng)絡可以達到200300套節(jié)目，而且數(shù)字電視系統(tǒng)便于開展數(shù)據(jù)傳輸?shù)仍鲋禈I(yè)務，這是數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡前途無量的希望！3 DVB-C系統(tǒng)測試標準 系統(tǒng)測試標準原則上按DVB系統(tǒng)測試標準TR101290，該標準對MPEG2 TS流的測試，衛(wèi)星和電視網(wǎng)絡傳輸媒介共同參數(shù)的測試，電視網(wǎng)絡、衛(wèi)星、地面、MMDS/MVDS的專門測試都給出了具體的方法和要求。TR101290建議的MPEG2 TS流測量和分析方法包括MPEG2第4個文件中的規(guī)定測試（ISO/IEC138184）和DVBSI文件TR101290和EN300468，測試并不依賴于任何商業(yè)用解碼器及芯片，而是使用MPEG2TST

4、D（目標解碼器）的標準解碼程序。4測試項目 按測試內(nèi)容不同，可分為圖像質量分析、TS碼流分析、視音指標測試及傳輸性能測試等。4。1圖像質量分析與TS碼流分析 如圖1所示，由圖像質量分析儀產(chǎn)生CCITT測試序列（乒乓球、花園、火車與日歷、籃球、絨線等），送到被測系統(tǒng)的編碼器，經(jīng)復用器、QAM調(diào)制器，再經(jīng)過標準解調(diào)器和解碼器，還原成序列圖像，由圖像質量分析儀比較分析，計算出一個與原序列圖像差異相關的數(shù)值圖像質量率PQR。而當改變編碼器的壓縮碼率時，可得出不同的PQR值，更加全面和準確地評估被測系統(tǒng)的性能。 圖1圖像質量測試框圖 對于TS碼流分析，主要有碼流協(xié)議、碼流結構、SI表格信息分析、EPG節(jié)

5、目指南、TR101290實時測試、碼率測試、時鐘PCR分析、QAM分析等。 對于EPG節(jié)目指南，由于電視節(jié)目增多，顯得越來越重要。 TS碼流實時測試按TR101290差錯優(yōu)先級分類如下： 第一優(yōu)先級可解碼性差錯（共6個）：傳輸碼流同步丟失（TSsyncloss）；同步字節(jié)錯誤（Syncbyteerror）；節(jié)目相關表錯誤（PATerror）；節(jié)目映像表錯誤（PMTerror）；連續(xù)計數(shù)錯誤（Continuitycounterror）； 節(jié)目識別表錯誤（PIDerror）。 第二優(yōu)先級損傷可解碼性差錯（共6個）：傳送包錯誤（Transporterror）；節(jié)目時鐘參考錯誤（PCRerror）；節(jié)

6、目時鐘參考精度錯誤(PCRaccuracyerror)；循環(huán)冗余檢測錯誤（CRCerror）；PTS表錯誤(PCRerror)；條件接受錯誤（CATerror）。 第三優(yōu)先級不影響可解碼性差錯（共10個）：NIT錯誤（NITerror）；SI重復錯誤（SIrepetitiomerror）；緩沖器錯誤（Buffererror）；未引用PID錯誤（UnrererencedPID）；SDT錯誤（SDTerror）；EIT錯誤（EITerror）； RST錯誤（RSTerror）；TDT錯誤（TDTerror）；空閑緩沖器錯誤（Emptybuffererror）；數(shù)據(jù)延遲錯誤（Datadelayerr

7、or）。 圖像質量與碼流分析測試儀器：圖像質量分析儀PQA300，碼流分析儀AD954、MTM400。4。2視音頻指標測試 數(shù)字電視的收看，最終還是視音頻信號，因此它仍然有類似模擬視音頻的技術指標。 如圖2所示，由電視信號發(fā)生器輸出測試信號，送至被測系統(tǒng)，由解碼器輸出SDI串行數(shù)字視音頻信號，再經(jīng)D/A變換為模擬復合信號供作視音頻測試，指標有亮色增益、亮色延時、微分增益、微分相位、多波群響應、信噪比、K因子、音頻信號分析等。 在模擬電視中，常用波形顯示器、矢量示波器，如1731、1721、1741、1761，現(xiàn)在應考慮數(shù)字模擬兼容的WFM91D（手持式），WVR6011A，它們不僅可測模擬復合

8、視音頻信號，并可以測SDI串行數(shù)字視音頻信號，而且是視音頻分析，圖像組合測試。VM700T是當今水平最高的視音頻測試分析系統(tǒng)，可選擇它眾多的選件，實現(xiàn)數(shù)字、模擬視音頻各項測試，但價格很高。 圖2視音頻測試框圖 4。3傳輸系統(tǒng)指標測量 如圖3所示，由電視信號發(fā)生器輸出測試信號，送至被測傳輸系統(tǒng)，在系統(tǒng)的輸出端（前端）、用戶端或分支測試端，用數(shù)字電視分析儀進行測試。4。3。1模擬傳輸網(wǎng)絡測試 數(shù)字電視的傳輸都是在過去的模擬傳輸網(wǎng)絡上進行，大都是HFC網(wǎng)絡。由于數(shù)字電視抗干擾能力強，因此相對于模擬傳輸網(wǎng)路來說要求要低得多，但還是應該嚴格測試，廣電部規(guī)定的模擬傳輸網(wǎng)絡指標都應該測試，但要求有所降低，特

9、別是以下幾項重要指標。 C/N模擬傳輸要求43dB，數(shù)字要求降到28dB； ; CSO、CTB模擬傳輸要求54dB，數(shù)字要求44dB。 一般來說，模擬傳輸系統(tǒng)合格，數(shù)字電視傳輸就沒問題。4。3。2數(shù)字電視信號分析 數(shù)字電視信號除平均功率電平外，還需測試誤碼率BER、調(diào)制誤差率MER、矢量誤差率EVM、相位抖動、群延時特性等。一般都應該測誤碼率BER、調(diào)制誤差率MER和星座圖。 誤碼率BER是誤碼的比特數(shù)與傳輸?shù)目偙忍財?shù)之比。按TR101290標準定義為一小時傳輸少于1個誤碼，對于64QAM來說BER110-4。 調(diào)制誤差率MER是理想符號矢量幅度的平方和除以符號誤差矢量幅度的平方和，用dB表示

10、。 MER調(diào)制誤差率是反映數(shù)字信號質量非常重要的指標，MER并非意味著此信號已經(jīng)誤碼，而是表征它在尚未誤碼時的質量。它用來早期檢測非突發(fā)性噪聲（或稱做無用信號）的影響，如各種噪聲、失真（CSO、CTB）、交調(diào)制產(chǎn)物、干擾，不僅包含幅度噪聲，而且包含相位噪聲。這些噪聲它不象模擬信號那樣直接影響到電視信號而產(chǎn)生雪花，圖像滾動等，但它將表征信號質量，警告系統(tǒng)將出現(xiàn)故障。 星座圖是數(shù)字流分成I和Q兩組，經(jīng)量化，然后兩路以相位相差90進行調(diào)制，這便使信號在坐標圖上有一個相應位置，構成所謂星座圖。星座圖與MER有直接關系，當信號處于理想狀態(tài)沒有噪聲時，它應該在星座圖某一方框的中間；當有噪聲及其他無用信號時

11、，其位置便產(chǎn)生偏移。根據(jù)偏移的狀態(tài)，便可分析噪聲來源。應該說星座圖是檢測數(shù)字電視故障非常直觀的工具。 圖3傳輸系統(tǒng)測試框圖5測試中的幾個問題 （1） 電平測量誤差：由于電平傳遞標準、儀器誤差、系統(tǒng)阻抗等原因，一般誤差為（1.53）dB。 （2） C/N比測量：應在大信號下進行測量，一般在70dB以上。由于電平大小、小信號測量、噪聲測量、儀器參數(shù)等因素，一般誤差為3.5dB，甚至更大。詳見本公司網(wǎng)站測試技術。 （3） 數(shù)字電視信號的平均功率電平：常稱做頻道功率、信道功率，這與模擬電視電平是完全不同的概念，它引入每赫功率概念，測量的是功率，而且是用電平單位量度作者建議同行統(tǒng)一稱作“平均功率電平”。

12、 （4） 數(shù)字電視系統(tǒng)的噪聲：應是各種噪聲、失真、交調(diào)、入侵等非有用信號之和，稱之為無用信號。這里引入有用信號與無用信號之比的概念。6數(shù)字電視測試及儀器 前面講的測試項目是根據(jù)DVBC標準要求提出來的，根據(jù)系統(tǒng)的要求，也不完全把這些項目（指標）測完，即使測量同一指標，也不一定只是用一種儀器來測試 。這就要求我們根據(jù)具體情況，提出具體要求，然后研究測試方法、分析誤差、選擇合適的測試儀器。根據(jù)我國目前實際情況，應選擇數(shù)字、模擬兼容的方案。6。1數(shù)字電視分析儀 （1）AT2500RQ：兼容模擬電視，數(shù)字電視指標，并有時域測量功能，具有高精度的頻譜分析能力，可以對QAM信號進行非常詳盡的分析。一般在前

13、端或驗收時用此較高級儀器，這是當今鼎級的數(shù)字電視分析儀。 （2）8594Q QAM分析儀及其他測量QAM的儀器：一般用于研究開發(fā)。 （3）AT2000 HM/Q前端分析儀：用于前端監(jiān)測。 （4）860DSP、N1776A數(shù)字電視分析儀：具有較高的指標，適用于野外。6。2數(shù)字/模擬電視頻譜圖像場強分析儀監(jiān)測用，適于有線電視、地面電視、衛(wèi)星電視 （1）PRK3CP：模擬/數(shù)字電視、彩色圖像、頻譜、電平、同步頭、伴音、A/V、C/N、全制式。 （2）PRK3CDG：基本功能與PRK3CP相同，增加誤碼率BER、調(diào)制誤差率MER、數(shù)字電視圖像功能選件。 （3）PRK4CP：基本功能同PRK3CDG，增

14、加星座圖、錯誤數(shù)據(jù)包測量、碼流輸入輸出供碼流分析，解密電視卡輸入口。 （4）PRK7：高精度1dB、黑白圖像、頻譜、同步頭、伴音、A/V、C/N、數(shù)字電視平均功率電平、多制式。 （5）MC377：同PRK7但精度3dB，42860MHz.6。3數(shù)字/模擬電視CATV監(jiān)測分析儀適于監(jiān)測、維護、現(xiàn)場使用 （1）PRX8+：頻率、頻道、頻譜、頻道掃描、斜度、A/V、C/N、CSO、CTB、入侵、最大保持、最小保持，數(shù)字平均功率電平。除不能看圖像外，模擬電視主要指標全都可測。 （2）PRX10： 同PRX8+，增加BER、MER、星座圖。這是性價比最好，最常用的數(shù)字電視分析儀，除不能看圖像外，對數(shù)字電

15、視、模擬電視指標全都可測。 （3）860DSP：基本平臺同PRX8+，增加選件可實現(xiàn)QAM參數(shù)測試、雙向測試、高精度頻譜分析、Cable modem測試。它的精度高且顯示屏大，但價格較PRX10、PRX8+高。7數(shù)字電視儀器的必備配置 對于數(shù)字電視來說，可以按前述的測試項目逐個來配置儀器。然而對目前各有線臺或傳輸中心來說進展并不一樣。只有根據(jù)自身情況來定，有的可以逐項指標的儀器都配齊，但有的不可行，這就要盡可能簡化。 如圖4所示，在前端用一個較好的PRK4CP或PRK3CDG、PRK3CP，它不僅可以測到數(shù)字電視指標，而且可以看到數(shù)字電視圖像。特別要說明的是PRK4CP能輸出標準解碼后的碼流，可用碼流分析儀進行碼流分析，應該說這個系統(tǒng)的主要項目都可以測試了。在用戶端則可以用PRX10或PRX8+、860DSP。最好是采用PRX10，它對模擬電視、數(shù)字電視的技術指標全都能測試。860DSP指標較前兩種高，但價格也較高些。PRX8+較PRX10少測BE