數字電視及其測量淺談

1. 位誤碼率（BER）

位誤碼率是發生誤碼的位數與傳輸的總位數之比。早期的數字電視監視接收機提供了一個位誤碼率指示，作為數字信號質量的唯一度量。誤碼率實質上與信號的信噪比（ S/N ）有關，它受到噪聲、脈沖抖動，工業干擾及突發信號（如雷擊）的影響。誤碼率可以由信噪比計算出來。

BER 測量結果通常使用工程表示法，并常常顯示為一個瞬時比值和一個平均比值。典型的目標值為 1E-09 ，準無誤碼 BER 為 2E-04 ；臨界 BER 為 1E-03 ； BER 大于 1E-03 將喪失服務。

2. 調制誤差率（MER）

調制誤差率是信號理想的矢量幅度和信號誤差矢量幅度和之比，以 dB 表示，其中誤差矢量幅度是指信號能受到噪聲干擾的總和， MER 是表征尚未誤碼時信號的質量，即正常工作時廣義噪聲干擾狀態。調制誤差率的測量目的是為了給接收信號提供一個單一的品質因數。

MER 可以為接收機對傳輸信號進行正確解碼能力提供一個早期指示。事實上， MER 將接收符合（代表調制圖案中的一個數字值）的實際位置與其理想位置比較。當信號質量降低時，接收符號距離理想位置更遠， MER 測量值將會減少。

3. 星座圖

星座圖可以看成數字信號的一個“二維眼圖”陣列，同時符號在圖中所處的位置具有合理的限制或判決邊界。代表名接收符合點在圖中越接近，信號質量就越高。由于屏幕上的圖形對應著幅度和相位，陣列的形狀可用表分析和確定系統或信道的許多缺陷和畸變，并幫助查找其原因。星座圖對于識別幅度失衡，正交誤差，相關干擾，相位、幅度噪音，相位誤差，調制誤差比等調制問題相當有用。

4. 正交誤差

正交誤差使得符號在圖中的位置更靠近邊界限制，因而降低了噪聲度。當I、Q相差不精確為90°，便會出現正交誤差。其結果是使得星座圖不再為方形，而是看起來象一個平行四邊形或菱形一樣。

5. 噪聲誤差

噪聲是包括 QAM 在內的任何信號中最為常見和無法避免的損傷。加性高斯百噪聲（AWGN）是噪聲損傷的常規類型。由于它是白色（在頻率上為平坦功率密度函數）和高斯性質（數學上為“正態”幅度密度）的，使得接收符號分布在理想位置得周圍。

四、數字電視測試儀器

測試儀器作為數字電視產業鏈的重要環節，它的發展快慢直接影響整個產業的發展。本文以筆者所在公司北京海洋興業科技有限公司所設計的內容進行了簡單的分類：

1. 基礎儀器

在數字電視測試的過程中，除了要用到一些專業儀器外，還用到一些常用的基礎儀器，如萬用表、示波器、邏輯分析儀、頻譜分析儀等，這些儀器用來測試一些基礎參數，反映信號的基本特性。例如：示波器在視頻信號的觀測中應用較廣，利用其視頻觸發功能可以進行行場觸發，觀察每一行場信號的模擬特性，如泰克公司的示波器 TDS3000B 可以觀測視頻信號的矢量波形，進行矢量分析十分簡便。

2. 數字電視信號源

數字電視信號源產生標準的數字信號，它可按不同的調制方式和制式產生測試信號，它們可以有靜止圖像，也可以有活動圖像。數字電視信號源不僅可以產生標準信號，而且可以在標準信號上加上模擬的噪聲等。

3. 碼流發生器

碼流發生器可產生 MPEG2等TS碼流，具有TS碼流的記錄和播放功能，以提供高清電視（HDTV）和標清數字信號（SDTV），含視、音頻和其它圖文數據。

4. 碼流分析儀

碼流分析儀是按數字電視標準進行測試，對碼流協議、碼流結構、 SI表格信息分析、 EPG節目指南、碼流測試、時鐘PCR分析、QAM分析等。

5. 數字電視測試儀器的發展方向

未來數字電視測試儀器有以下幾個方面的發展趨勢，對于數字電視接收終端設計、研發所需的測試儀器，不僅要注重其測試設備的高精度、高質量、還應向多標準、多功能的方向發展，不再是簡單意義上的一臺信號源，而是集碼流發生、信通編碼調制，信通仿真等功能于一體的測試系統，并具有良好的可升級性，以滿足新的數字電視標準的測試需求。對于數字電視接收終端生產所需的測試儀器，應更多地注重其功能的單一性，以降低生產成本。對于發射前端設置測試，網絡安全所需的儀器，應當注意其小型化、靈活化，以適應不同測試的需求。

綜上所述，我以幾個典型參數，儀器為例介紹數字電視及其測試。未來數字電視測量儀器將向兩個方向發展：一個方向主要針對數字電視傳輸網絡建設和運營維護的工程級測試。另一個方向主要針對高頻用戶，如數字電視設備研發。這就要求廣大數字電視測試設備廠商，給自己一個比較準確的定位，更快的發展。

參考文獻：

[1] Melody Zhao ：“DTV廣播和視頻終端開發需要視頻技術的革新”，《電子工程專輯》 2006年3月.

[2] 向天明：“數字電視及測量”，《國外電子測量技術》， 2006年9月.

[3] 章文輝、王世平編著：《數字視頻測量技術》，北京廣播學院出版社.

[4] 姜秀華主編：《數字電視原理與應用》，人民郵電出版社.