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有线电视DVB-C指标测试与仪器选择

文章来源:人气:333发表时间:2020-06-07 22:06:10


有线电视DVB-C重要参数:

Mode DIAOZHIMOSHI:16QAM, 32QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM;

symbol rate FUHAOLV:0.1 Msps DAO 8.999 MspsKESHEZHI;

pulse filtering LVBOJIGUNJIANG:root raised cosine roll-off, α = 0.15

 

 

PROMAX电视信号分析仪





 

 

一、平均功率与峰值电平完全不同

峰值电平在模拟电视广播时用于表征频道信号电平强弱。

模拟电视信号是单极性、不对称的,即电视信号有一个固定黑色参考电平,比黑色亮的信号处在黑色电平线一边,同步脉冲处在另一边。单极性调制载波,有两种方式,①正极性调制指亮度增加时载波幅度增大,同步脉冲始终对应发射功率最小值;②负极性调制指亮度增加时载波幅度减小,同步脉冲对应发射功率最大值。负极性调制由于具有受干扰小等优点,我国和世界大多数国家都采用负极性调制。

测量模拟电视信号电平,使用频谱分析仪在规定带宽/300KHz对信号同步脉冲的峰值电平进行测量,并以此作为判别信号强弱的标准。因为这里集中了信号在频道内的主要能量(超过98%),所以可以认为对载波同步脉冲的测量可代表信号在测量频道内的电平值。

在工程维护过程中,国内通常使用模拟电视场强仪测量频道电平强弱,测量时场强仪的接收通道调谐于图像载波频率,场强仪的RBW带宽为300kHz,由于图像载波电平随图像内容的变化而变化,所以场强仪采用峰值保持采样的方法测量图像载波峰值电平,通过换算可近似表征频道电平的强弱。

 

平均功率在数字电视广播时用于表征频道信号功率强弱,也称信道功率,与模拟电视峰值电平概念和测量手段完全不同。

数字调制信号类似噪声,信号在调制到射频载波前被进行了随机化处理。一个数字载波信号,无论是否调制了数据,在频域观察时一般是相同的。而在频域中观察通常也说明不了调制方式是QPSK、16QAM、64QAM。。。。。。,只能表征信号幅度、频率、平坦度、频谱再生等信息。由于数字信号以噪声形式出现,但它更像随机加入到频域测试设备中的一组组脉冲,所以采用平均功率判定信号强弱。数字电视信号平均功率不随调制内容的变化而变,平均功率和最大响应没有关系。

数字电视频道平均功率和带宽有关,带宽越宽信道平均功率越高。模拟电视场强仪只对RBW带宽300kHz内的窄带峰值信号进行采样,完全不能表征在宽带(如数字电视8MHz)内的能量,仅当该数字频道的带内平坦度相当好时可以近似换算。

 

我们在国内进行技术交流和测试中发现,由于有线网络的所使用调制器、电缆、接头、放大器、分支分配器和网络维护并不完全令人满意,数字电视频道带内平坦度相当差,各种带内频谱形状都有出现,用模拟场强仪所测量的窄带300kHz峰值电平来换算数字频道的宽带(8MHz)平均功率,完全不可信,也不能评价信号的好坏。必须采用具有平均功率功能的设备来进行信号评价,PROMAX有线电视信号综合测试仪RANGER NEO Lite/RANGER NEO +/RANGER NEO 2/RANGER NEO 3/RANGER NEO 4,其中,RANGER NEO 4支持4K视频节目测试。

 

 二、为何64QAM数字频道平均功率要调整为比模拟频道电平低10dB?

对于64QAM调制,通常建议其数字频道平均功率要调整为比同系统的模拟频道峰值电平低10dB;对于256QAM要低6dB。产生这样的要求,是基于两个原因:

①SHUZIXINHAOKANGGANRAONENGLIQIANG,DUIZAIZAOBIYAOQIUBIMONIXINHAODI,SUOYISHUZIDIANSHIXINHAOKEYONGBIMONIXINHAODIDEDUODEFUDUJINXINGCHUANSONG,ZHEIYANGMEIGESHUZIPINDAODECHUANSONGGONGLVJIANGDI,ZHENGGETONGDAINEIZONGCHUANSONGGONGLVJIUJIANGDI,GANXIANFANGDAQIDEZONGTISHURUGONGLVJIUHUIJIANGDI,YINCIZAITONGYIGEXIANLUZHONGKEYICHUANSONGBIYUANLAIGENGDUOXINHAO,GENGDUONEIRONG。

②LINGYIGEZHUYAOYUANYINSHI:TONGCHANG64QAMDIAOZHIDESHUZIPINDAO,QIPINDAONEITONGJIFENGZHIDIANPINGBIPINGJUNGONGLVGAOYUE10dB,256QAMGAOYUE6dB。WEIBIMIANFANGDAQISHIZHEN,CHANSHENGHUDIAOGANRAO,GANRAOQITAPINDAOXINHAO,XUYAOSHISHUZIPINDAODEFENGZHIDIANPINGDIAOZHENGDAOTONGMONIPINDAODEFENGZHIDIANPINGXIANGTONGDAXIAODECHENGDU,ZHEIYANG64QAMSHUZIPINDAOPINGJUNGONGLVTONGBIMONIPINDAOFENGZHIDIANPINGJIUDI10dB。XIAMIANXIANGXIJIESHIZHEIGEJISHUGAINIAN:

RFXINHAOZAICHUANSHUGUOCHENGZHONG,KENENGCHUXIANCHAOGUOPINGJUNGONGLVDEGENGGAOFENGZHIDIANPING,YAOXIANGDEDAOZHEIXIEWUGUILVDEFENGZHIFUDU,BIXUDUIQUANBUSHIJIANNEIDEGONGLVJINXINGCELIANG,YIHUODETONGJIFENGZHIDIANPING,JINERDEDAOTONGJIFENGZHIDIANPINGHEPINGJUNGONGLVDEBIZHI,JIFENGZHI-PINGJUNZHIBI。

在有较低的峰值-平均值比的调制形式中,偶然的峰值电平只产生较低功率。因此即使出现偶然高幅度峰值电平,也不会产生紊乱的放大器互调失真,放大器不需要很多功率余量去接受这些高幅度的峰值电平。

所以恒定幅度的调制包络信号,为提高输出功率放大器的工作效率,可以使放大器工作在接近饱和且在功率输出端不需要补偿的状态。由于信号功率是恒定的,功率会不断传送给负载,其峰值功率等于平均功率。

对于功率不断变化的RF信号,其峰值功率与平均功率就不同。峰值-平均值比值越低,信号就越接近1dB压缩点的电平,在这个电平上能够驱动放大器且不会产生额外互调失真。对于有很大的峰值-平均值比的信号,为不产生额外失真,放大器要有很大余量去放大这些偶然的峰值信号。

QAMDIAOZHIDEDIAOZHIBAOLUOSHIFEIHENGDINGFUDUDE,FENGZHIDECHUXIANSHIJIANYIBANMEIYOUGUILV(QAMDIAOZHIZHONGFENGZHISHIYOUYIGEXINGZUODIANDAOLINGYIGEXINGZUODIANDEDIAOZHIPIANYIYINQI),YIBANSHIYONGZAIZUIDAGONGLVSHUCHUDIANBUCHANGXINGNENGLIANGHAODEXIANXINGFANGDAQI,ZHEIYANGFANGDAQIDEGONGLVYULIANGDA,GONGZUOXIAOLVHUIHENDI,DANKEYIBIMIANDALIANGDEPINPUZAISHENG,DADUOSHUPINPUZAISHENGSHIHUDIAOSHIZHENDELINGYIZHONGXINGSHI,HUICHANSHENGFUJIAWUYONGXINHAO,DUIQITAPINDAOZAOCHENGGANRAO。

通常情况下,由于有线网络上放大器的工作状态是按照模拟频道的峰值电平选配和调整的,如果让数字频道的平均功率和模拟频道的峰值电平工作在相同电平值,那么数字信号的峰值电平信号在进入放大器时可能引起放大器失真,造成这些峰值信号的增益压缩,引起频谱再生,产生互调干扰产物,干扰其它频道的信号。所以通常建议数字频道平均功率要调整为比同系统的模拟频道峰值电平低10dB,对于256QAM要低6dB。

当然这个10dB和6dB的数值是在通常情况下统计得出的,由于国内网络情况千差万别,在实际工程维护中,准确测量需要使用的仪器要具备:平均功率测量功能,并且要求具有快速频谱扫描和频谱峰值曲线保持能力,以测量在8MHz带宽内的峰值电平。显然,普通场强仪只能在窄带300KHz内进行峰值电平测量,不具备快速频谱扫描能力,即使能测平均功率,也不能满足使用。建议使用PROMAX有线电视信号分析仪RANER NEO 2,可以随时记录数据并导出进行分析,也可以通过手机、PC等网络设备远程控制仪器进行数据查看;

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三、MER与BER的关系

调制误差率(MER:Modulation Error Ratio)的定义

在模拟电视中我们常使用C/N来表征信号质量,在数字电视中,MER是表征数字信号质量的最重要指标,它精确表明数字信号在调制和传输过程中所受到的损伤,也一定程度上说明该信号是否能被解调还原,以及解调还原后信号质量状况。

QAMDIAOZHIXINHAOCONGQIANDUANSHUCHU,JINGGEJIWANGLUOCHUANSHU、RUHU,QIMERZHIBIAOHUIZHUJIANEHUA,MERDEJINGYANMENXIANZHIDUIYU64QAMWEI23.5dB,DUIYU256QAMWEI28.5dB,DIYUCIZHI,XINGZUOTUJIANGWUFASUODING。LINGWAIDUIYUWANGLUOBUTONGBUFENDEMERZHIBIAOYECUNYOUYIXIEJINGYANZHI:64QAMSHIZAIQIANDUANYAOQIU>38dB,FENQIANDUAN>36dB,GUANGJIEDIAN>34dB,YONGHUDUAN>26dB。SUOYIYAOQIUSHIYONGQAMFENXIYIDUIMERZHIBIAOJINXINGCELIANG。

QAMFENXIYISHOUXIANDUIBEICELIANGSHUZIDIAOZHIXINHAOJINXINGGAOSUCAIYANG,JIANGCAIYANGDAOXINHAOJIEDIAOWEIBUTONGXIANGWEIGESHANGDEIHEQLIANGGESHILIANGXINHAO,JIXIANGWEI、FUDUXINXI,BINGJIANGQISHILIANGHEWEIZHIDIANZHIGUANDIMIAOHUIZAIXINGZUOTUSHANG,DUIYULIXIANGDEI、QXINHAO,QISHILIANGHEWEIZHIDIANYINGWEIYUXINGZUOTUXIANGYINGXIANGWEIGEDEZHENGZHONGXIN,DANSHIJIXINHAOYULIXIANGXINHAOXIANGBIDOUYOUPIANCHA,QISHILIANGHEWEIZHIDIANJIANGHUIPIANLIXIANGYINGXIANGWEIGEDEZHONGXINWEIZHI,RUGUOWOMENJIANGIHEQDINGYIWEIXINGZUOTUZHONGLIXIANGWEIZHIDIANDESHILIANGSHUZHI,(δI,δQ)DINGYIWEISHIJIXINHAOYULIXIANGXINHAODEWUCHASHILIANG,JIXIANGWEIWUCHAHEFUDUWUCHA,JIUKEJISUANCHUXIANGYINGXIANGWEIGEZHONGXINWEIZHIDIANDAOSHIJIFUHAOWEIZHIDIANDEJULI,BINGANXIASHIJISUANCHUMERDEDAXIAO。XIASHIZHONGNSHIYIDUANSHIJIANNEIBUHUOFUHAODEDIANSHU,TAYIBANBIXINGZUOTUZHONGSHIJIXIANSHIDEDIANSHUDUO。

观察发现,在干扰小的时候MER变化缓慢,随着干扰的增大,当出现误码率时,MER变化很快。当MER指标出现偏差时,可直接观测星座图,不同的星座图显示表征了不同的干扰类型,了解干扰类型可直接查找出干扰源或故障设备所在。

BER(Bit Error Rate)DEDINGYI

定义:BER(比特误码率)是发生误码的数据位数与传输数据总位数之比

BER TONGCHANGYIKEXUEJISHUFABIAOSHI,RUWUMALVWEI3E-7,BIAOSHIZAI10DE7CIFANGGECHUANSONGWEIZHONGYOU3 GEWUMA,CIBILVTONGCHANGCAIYONGYIGEJIAOXIAOSHIDUANNEICHUANSONGSHUJUDEFENXIJIEGUOLAITUIGU,YUEDIDEBERDAIBIAOYUEHAODEXINHAOZHILIANG。

BER(Pre-FEC)JIUCUOQIANWUMALV:FECJIUCUOSUANFAKEYIJIANCECHUDESHIJICUOWUMASHULIANG。JIESHOUJIKEYITONGGUOJIUCUOSUANFAJIUZHENGQIZHONGDEYIBUFENWUMA,JIUCUOQIANWUMALVJIUSHISHIJIFASHENGCUOWUDEBITESHUHEZONGCHUANSONGBITESHUDEBIZHI。

BER(Post-FEC)JIUCUOHOUWUMALV:FECJIUCUOSUANFAGENJUZISHENDEJIUCUONENGLI,DUIJIESHOUDAODEBUFENCUOWUMAJINXINGJIUZHENGHOU,WUFABEIJIUZHENGDECUOWUBITESHUYUZONGCHUANSONGBITESHUJINXINGBIJIAO,DEDAOJIUCUOHOUWUMALV。

当信号质量很好的情况下,纠错前与纠错后的误码率数值是相同的,但有一定干扰存在的情况下,纠错前和纠错后的误码率就不同,纠错后误码率要更低。典型目标值为1E-09,对于数字电视而言,这时观看效果清晰、流畅;准无误码为BER为2E-04,偶然开始出现局部马赛克,还可以观看;临界BER为1E-03,大量马赛克出现,图像播放出现断续;BER大于1E-03完全不能观看。

尽管较差的BER 表示信号品质较差,但BER指标只具有参考价值,并不完全表征网络设备状况,因为BER 测量侦测并统计每个误码,问题可能是由瞬间的或突发噪声引起。

MERHEBERZHIJIANDEGUANXI

MERSHIDUIDIEJIAZAISHUZIDIAOZHIXINHAOSHANGSHIZHENDEDUISHUCELIANGJIEGUO,SHOUDUOZHONGYINSUYINGXIANG,BAOKUOZAIZAOBI、TUFAMAICHONG、SHIZHENJIIQPIANYILIANGDUIXINHAOZAOCHENGDESUNSHANG。ZAISHUZIDIAOZHIXINHAOZHONG,TUFAMAICHONG、SHIZHEN、IQPIANYILIANGDUIXINHAOZAOCHENGDESUNSHANGSHIFENXIANGSI。RUGUOXITONGDEMERJIANXIAO,XINHAOSHOUDAODESUNSHANGJIUHUIBIANDA,CHUXIANWUMADEGAILVZENGJIA。

MERKEWEIJIESHOUJIDUICHUANSHUXINHAOJINXINGZHENGQUEJIEMADENENGLITIGONGYIGEZAOQIYUJING。DANGXINHAOZHILIANGJIANGDISHI,MERJIANGHUIJIANXIAO。SUIZHEZAOSHENGHEGANRAODEZENGDA,MERZHUJIANJIANGDI,ERBERRENGBAOCHIBUBIAN,ZHIYOUDANGGANRAOZENGJIADAOYIDINGCHENGDU,MERJIXUXIAJIANG,BERCAIKAISHIEHUA。

  

四、MER和S/N(信噪比)与C/N载噪比

MERYUS/N

在理想状态下,如果信号中出现的有效损伤仅仅是高斯噪声,MER可被S/N信噪比表征,MER等于S/N。但实际应用中,由于传输信号不仅包括高斯噪声,还包括接收星座图上所有其它不可校正的损伤,包括网络传输中引入噪声,潜入调制信号中的幅度噪声、相位噪声、码间串扰和调制损伤等。所以简单地使用S/N来推算MER完全不可行。

S/NYINGGENJUJIEDIAOHOUDEXINGZUOTUSHUJUJINXINGCELIANG。DUIYUXINGZUOTUZHONGDEMEIYIFUHAO,CONGQIYUNZHUANGGUIJIKEYIDECHUQITONGJIFENBU。ZAIQUCHUZHENGJIAOSHIZHEN、FUDUBUJUNYUN、YUANDIANWEIYIWUCHACANLIUZAIBO、FEIXIANXINGSHIZHEN、XIANGWEIDOUDONG、LIANXUBOGANRAODEYINGXIANGZHIHOU,SHENGYUDEYUNZHUANGGUIJICAIKEYIRENWEISHIYOUGAOSIZAOSHENGYINQIDE,ZHEISHENGYUDEYUNZHUANGGUIJIYESHIJISUANXINZAOBIDEJICHU。

C/NYUS/N

信噪比(S/N)是指传输信号平均功率与加性噪声的平均功率之比,载噪比(C/N)指已经调制的信号平均功率与加性噪声平均功率之比,它们都以对数方式计算,单位dB。

信噪比与载噪比区别在于,载噪比中已调信号的功率包括传输信号功率和调制载波功率,而信噪比中仅包括传输信号功率。因此对同一个传输系统而言,载噪比要比信噪比大,两者之间相差一个载波功率。当然载波功率与传输信号功率相比通常是很小的,因而载噪比与信噪比在数值上十分接近。在调制传输系统中,一般采用载噪比指标;而在基带传输系统中,一般采用信噪比指标。所以,这里S/N主要描述解调后信号的信噪比。

DVBGUANGBOCHUANSHUXITONGSHUYUDIAOZHICHUANSHUXITONG,YINCICAIYONGZAIZAOBIZHIBIAO。ZAIZAOBIDAIBIAOZAOSHENGGANRAOXIANGDUIYUDIAOZHIXINHAOERYANDEQIANGRUOCHENGDU。ZAOSHENGGANRAODEJUEDUIQIANGRUOSHIMEIYOUYIYIDE,YINWEIBUTONGCHUANSHUXITONGDEXINHAOPINGJUNGONGLVBUTONG,ERZAIZAOBIZEZHIJIEFANYINGCHUDIAOZHIXINHAOYUZAOSHENGGANRAOJIANDEXIANGDUIQIANGRUOGUANXI。PROMAXYOUXIANDIANSHIXINHAOFENXIYIRANER NEO 2KESHISHIJIANCEQIZHIDEBIANHUA。

 

五、如何选择数字电视测试仪器

选择一款优秀的数字电视测试仪器,是提高工作效率,减少误判的关键。①     大动态的MER指标  这是表征数字信号质量最重要的指标,对于网络的不同部分,MER指标有一些经验值:64QAM时在前端要求>38dB,分前端>36dB,光节点>34dB,用户端>26dB。测试仪器的MER指标也应按相应要求进行选择。

特别要注意的是,由于MER指标越大,说明信号质量越好。但作为测试仪器不仅要测量优质的信号,对实际网络中恶化需要检修的信号也应该能够准确测量,所以选择数字仪器,不仅要看其最优MER指标是多少,还要重点考察在各种实际网络情况下的实际测试准确度PROMAX有线电视信号分析仪RANER NEO 2可以完美帮你解决这些问题。

②    准确的平均功率测量  平均功率反映了带内传输能量,过大或过小都会对传输质量产生影响PROMAX有线电视信号分析仪RANER NEO 2可以精确测量出其功率。

 

③     可缩放的星座图显示  星座图是数字信号调制质量最直观的图形显示,在实际工作中,相当于工程师日常使用的示波器。考察仪器的星座图功能,不仅要看仪器有没有这项功能,更重要的是要看其配置的星座图功能是否可用PROMAX有线电视信号分析仪RANER NEO 2可完美显示各种星座图。

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④     KUAISUDEPINPUFENXIGONGNENG  YOUYUXINHAOZAIPINYUSHANGCHUANSHU,DAINEIHEDAIWAIDEPINPUFENBUHEGANRAODUIXINHAOZHILIANGYOUZHIJIEYINGXIANG,PEIZHIPINPUGONGNENGKEYIZHUNQUEGUANCHAXINHAOZAIPINYUSHANGDECHUANSHUZHUANGKUANGBINGBUZHUOTUFAGANRAO、ZAOSHENG。DUIYUSHUZIXINHAOCELIANG,YIQISUOPEIZHIDEPINPUGONGNENG,ANZHONGYAOXINGPAILIEYINGKAOCHASHIFOUMANZUYIXIATIAOJIAN:

测试动态是否满足要求

RBWJIESHOUDAIKUANKEFOUDUOJIQIEHUAN,ZUIXIAORBWBIXUDADAO30KHzHUOGENGXIAO

频谱扫描速度是否足够快,能否捕捉瞬间干扰或噪声PROMAX有线电视信号分析仪RANER NEO 2,70ms快速扫描,帮你完美捕捉并显示各个参数指标。

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⑤     ZHIJIEGUANKANSHUZIDIANSHIJIEMU  ZAIXIANCHANGCELIANGZHONG,JINGCHANGXUYAODUISHUZIDIANSHIJIEMUTUXIANGHEBANYINZHILIANGJINXINGZHIGUANJIANCE,RUGUOYIQINENGJICHENGCIXIANGGONGNENGJIANGDADAFANGBIANGONGZUO。PROMAXYOUXIANDIANSHIXINHAOFENXIYIRANER NEO 2KEYIZHIJIEJIESHOUBINGGUANKANSHUZIDIANSHIJIEMU,BINGFUDAIJIAMIKACHACAO,YUJIANJIAMIJIEMUYEKEQINGSONGYINGDUI,SHISHIXIANSHISUOYOUPINDAOJIEMU。

 

Promax是一家领先的测试和测量系统、广播和电视信号分发设备制造商在该行业已有超过50年的经验,其生产的电视信号频谱分析仪系列RANGER NEO 是市面上标杆产品,【深圳市新进时科技有限公司】是其中国带去唯一授权代理商。


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