近兩(liang) 年與(yu) 國內(nei) 數字電視客戶技術交流過程中，我們(men) 發現由於(yu) 國內(nei) 數字電視起步較晚，部分客戶對一些技術概念出現誤解，從(cong) 而導致失誤，現將我們(men) 經常遇見的問題列舉(ju) 如下，希望能對大家在今後的故障判斷和測試設備選擇時提供幫助。 

一、平均功率與(yu) 峰值電平*不同

峰值電平在模擬電視廣播時用於(yu) 表征頻道信號電平強弱。

模擬電視信號是單極性、不對稱的，即電視信號有一個(ge) 固定黑色參考電平，比黑色亮的信號處在黑色電平線一邊，同步脈衝(chong) 處在另一邊。單極性調製載波，有兩(liang) 種方式，①正極性調製指亮度增加時載波幅度增大，同步脈衝(chong) 始終對應發射功率zui小值；②負極性調製指亮度增加時載波幅度減小，同步脈衝(chong) 對應發射功率zui大值。負極性調製由於(yu) 具有受幹擾小等優(you) 點，我國和世界大多數國家都采用負極性調製。

測量模擬電視信號電平，使用頻譜分析儀(yi) 在規定帶寬/300KHz對信號同步脈衝(chong) 的峰值電平進行測量，並以此作為(wei) 判別信號強弱的標準。因為(wei) 這裏集中了信號在頻道內(nei) 的主要能量（超過98%），所以可以認為(wei) 對載波同步脈衝(chong) 的測量可代表信號在測量頻道內(nei) 的電平值。

在工程維護過程中，國內(nei) 通常使用模擬電視場強儀(yi) 測量頻道電平強弱，測量時場強儀(yi) 的接收通道調諧於(yu) 圖像載波頻率，場強儀(yi) 的RBW帶寬為(wei) 300kHz，由於(yu) 圖像載波電平隨圖像內(nei) 容的變化而變化，所以場強儀(yi) 采用峰值保持采樣的方法測量圖像載波峰值電平，通過換算可近似表征頻道電平的強弱。

平均功率在數字電視廣播時用於(yu) 表征頻道信號功率強弱，也稱信道功率，與(yu) 模擬電視峰值電平概念和測量手段*不同。

數字調製信號類似噪聲，信號在調製到射頻載波前被進行了隨機化處理。一個(ge) 數字載波信號，無論是否調製了數據，在頻域觀察時一般是相同的。而在頻域中觀察通常也說明不了調製方式是QPSK、16QAM、64QAM。。。。。。，隻能表征信號幅度、頻率、平坦度、頻譜再生等信息。由於(yu) 數字信號以噪聲形式出現，但它更像隨機加入到頻域測試設備中的一組組脈衝(chong) ，所以采用平均功率判定信號強弱。數字電視信號平均功率不隨調製內(nei) 容的變化而變，平均功率和zui大響應沒有關(guan) 係。

數字電視頻道平均功率和帶寬有關(guan) ，帶寬越寬信道平均功率越高。模擬電視場強儀(yi) 隻對RBW帶寬300kHz內(nei) 的窄帶峰值信號進行采樣，*不能表征在寬帶（如數字電視8MHz）內(nei) 的能量，僅(jin) 當該數字頻道的帶內(nei) 平坦度相當好時可以近似換算。

我們(men) 在國內(nei) 進行技術交流和測試中發現，由於(yu) 有線網絡的所使用調製器、電纜、接頭、放大器、分支分配器和網絡維護並不*令人滿意，數字電視頻道帶內(nei) 平坦度相當差，各種帶內(nei) 頻譜形狀都有出現，用模擬場強儀(yi) 所測量的窄帶300kHz峰值電平來換算數字頻道的寬帶（8MHz）平均功率，*不可信，也不能評價(jia) 信號的好壞。必須采用具有平均功率功能的設備來進行信號評價(jia) ，如德力DS2130Q/DS2008Q/1883Q誤碼測試儀(yi) 、DS1191/A/B QAM分析儀(yi) 、DS8831Q有線電視綜合測試儀(yi) 。

 二、為(wei) 何64QAM數字頻道平均功率要調整為(wei) 比模擬頻道電平低10dB？

對於(yu) 64QAM調製，通常建議其數字頻道平均功率要調整為(wei) 比同係統的模擬頻道峰值電平低10dB；對於(yu) 256QAM要低6dB。產(chan) 生這樣的要求，是基於(yu) 兩(liang) 個(ge) 原因：

①數字信號抗幹擾能力強，對載噪比要求比模擬信號低，所以數字電視信號可用比模擬信號低得多的幅度進行傳(chuan) 送，這樣每個(ge) 數字頻道的傳(chuan) 送功率降低，整個(ge) 通帶內(nei) 總傳(chuan) 送功率就降低，幹線放大器的總體(ti) 輸入功率就會(hui) 降低，因此在同一個(ge) 線路中可以傳(chuan) 送比原來更多信號，更多內(nei) 容。

②另一個(ge) 主要原因是：通常64QAM調製的數字頻道，其頻道內(nei) 統計峰值電平比平均功率高約10dB，256QAM高約6dB。為(wei) 避免放大器失真，產(chan) 生互調幹擾，幹擾其他頻道信號，需要使數字頻道的峰值電平調整到同模擬頻道的峰值電平相同大小的程度，這樣64QAM數字頻道平均功率同比模擬頻道峰值電平就低10dB。下麵詳細解釋這個(ge) 技術概念：

RF信號在傳(chuan) 輸過程中，可能出現超過平均功率的更高峰值電平，要想得到這些無規律的峰值幅度，必須對全部時間內(nei) 的功率進行測量，以獲得統計峰值電平，進而得到統計峰值電平和平均功率的比值，即峰值-平均值比。

在有較低的峰值-平均值比的調製形式中，偶然的峰值電平隻產(chan) 生較低功率。因此即使出現偶然高幅度峰值電平，也不會(hui) 產(chan) 生紊亂(luan) 的放大器互調失真，放大器不需要很多功率餘(yu) 量去接受這些高幅度的峰值電平。

所以恒定幅度的調製包絡信號，為(wei) 提高輸出功率放大器的工作效率，可以使放大器工作在接近飽和且在功率輸出端不需要補償(chang) 的狀態。由於(yu) 信號功率是恒定的，功率會(hui) 不斷傳(chuan) 送給負載，其峰值功率等於(yu) 平均功率。

對於(yu) 功率不斷變化的RF信號，其峰值功率與(yu) 平均功率就不同。峰值-平均值比值越低，信號就越接近1dB壓縮點的電平，在這個(ge) 電平上能夠驅動放大器且不會(hui) 產(chan) 生額外互調失真。對於(yu) 有很大的峰值-平均值比的信號，為(wei) 不產(chan) 生額外失真，放大器要有很大餘(yu) 量去放大這些偶然的峰值信號。

QAM調製的調製包絡是非恒定幅度的，峰值的出現時間一般沒有規律（QAM調製中峰值是由一個(ge) 星座點到另一個(ge) 星座點的調製偏移引起），一般使用在zui大功率輸出點補償(chang) 性能良好的線性放大器，這樣放大器的功率餘(yu) 量大，工作效率會(hui) 很低，但可以避免大量的頻譜再生，大多數頻譜再生是互調失真的另一種形式，會(hui) 產(chan) 生附加無用信號，對其他頻道造成幹擾。

    圖1 數字信號的峰值幅度和平均幅度

通常情況下，由於(yu) 有線網絡上放大器的工作狀態是按照模擬頻道的峰值電平選配和調整的，如果讓數字頻道的平均功率和模擬頻道的峰值電平工作在相同電平值，那麽(me) 數字信號的峰值電平信號在進入放大器時可能引起放大器失真，造成這些峰值信號的增益壓縮，引起頻譜再生，產(chan) 生互調幹擾產(chan) 物，幹擾其它頻道的信號。所以通常建議數字頻道平均功率要調整為(wei) 比同係統的模擬頻道峰值電平低10dB，對於(yu) 256QAM要低6dB。

當然這個(ge) 10dB和6dB的數值是在通常情況下統計得出的，由於(yu) 國內(nei) 網絡情況千差萬(wan) 別，在實際工程維護中，準確測量需要使用的儀(yi) 器要具備：平均功率測量功能，並且要求具有快速頻譜掃描和頻譜峰值曲線保持能力，以測量在8MHz帶寬內(nei) 的峰值電平。顯然，普通場強儀(yi) 隻能在窄帶300KHz內(nei) 進行峰值電平測量，不具備快速頻譜掃描能力，即使能測平均功率，也不能滿足使用。建議使用德力DS8831Q、DS1191等設備。

三、MER與(yu) BER的關(guan) 係

調製誤差率（MER：Modulation Error Ratio）的定義(yi)

在模擬電視中我們(men) 常使用C/N來表征信號質量，在數字電視中，MER是表征數字信號質量的zui重要指標，它表明數字信號在調製和傳(chuan) 輸過程中所受到的損傷(shang) ，也一定程度上說明該信號是否能被解調還原，以及解調還原後信號質量狀況。

QAM調製信號從(cong) 前端輸出，經各級網絡傳(chuan) 輸、入戶，其MER指標會(hui) 逐漸惡化，MER的經驗門限值對於(yu) 64QAM為(wei) 23.5dB，對於(yu) 256QAM為(wei) 28.5dB，低於(yu) 此值，星座圖將無法鎖定。另外對於(yu) 網絡不同部分的MER指標也存有一些經驗值：64QAM時在前端要求>38dB，分前端>36dB，光節點>34dB，用戶端>26dB。所以要求使用QAM分析儀(yi) 對MER指標進行測量。

圖2 MER的原理示意圖

QAM分析儀(yi) 首先對被測量數字調製信號進行高速采樣，將采樣到信號解調為(wei) 不同相位格上的I和Q兩(liang) 個(ge) 矢量信號，即相位、幅度信息，並將其矢量和位置點直觀地描繪在星座圖上，對於(yu) 理想的I、Q信號，其矢量和位置點應位於(yu) 星座圖相應相位格的正中心，但實際信號與(yu) 理想信號相比都有偏差，其矢量和位置點將會(hui) 偏離相應相位格的中心位置，如果我們(men) 將I和Q定義(yi) 為(wei) 星座圖中理想位置點的矢量數值，（δI，δQ）定義(yi) 為(wei) 實際信號與(yu) 理想信號的誤差矢量，即相位誤差和幅度誤差，就可計算出相應相位格中心位置點到實際符號位置點的距離，並按下式計算出MER的大小。下式中N是一段時間內(nei) 捕獲符號的點數，它一般比星座圖中實際顯示的點數多。

觀察發現，在幹擾小的時候MER變化緩慢，隨著幹擾的增大，當出現誤碼率時，MER變化很快。當MER指標出現偏差時，可直接觀測星座圖，不同的星座圖顯示表征了不同的幹擾類型，了解幹擾類型可直接查找出幹擾源或故障設備所在。

BER（Bit Error Rate）的定義(yi)

定義(yi) ：BER（比特誤碼率）是發生誤碼的數據位數與(yu) 傳(chuan) 輸數據總位數之比

BER 通常以科學計數法表示，如誤碼率為(wei) 3E-7，表示在10的7次方個(ge) 傳(chuan) 送位中有3 個(ge) 誤碼，此比率通常采用一個(ge) 較小時段內(nei) 傳(chuan) 送數據的分析結果來推估，越低的BER代表越好的信號質量。

BER(Pre-FEC)糾錯前誤碼率：FEC糾錯算法可以檢測出的實際錯誤碼數量。接收機可以通過糾錯算法糾正其中的一部分誤碼，糾錯前誤碼率就是實際發生錯誤的比特數和總傳(chuan) 送比特數的比值。

BER(Post-FEC)糾錯後誤碼率：FEC糾錯算法根據自身的糾錯能力，對接收到的部分錯誤碼進行糾正後，無法被糾正的錯誤比特數與(yu) 總傳(chuan) 送比特數進行比較，得到糾錯後誤碼率。

當信號質量很好的情況下，糾錯前與(yu) 糾錯後的誤碼率數值是相同的，但有一定幹擾存在的情況下，糾錯前和糾錯後的誤碼率就不同，糾錯後誤碼率要更低。典型目標值為(wei) 1E-09，對於(yu) 數字電視而言，這時觀看效果清晰、流暢；準無誤碼為(wei) BER為(wei) 2E-04，偶然開始出現局部馬賽克，還可以觀看；臨(lin) 界BER為(wei) 1E-03，大量馬賽克出現，圖像播放出現斷續；BER大於(yu) 1E-03*不能觀看。

盡管較差的BER 表示信號品質較差，但BER指標隻具有參考價(jia) 值，並不*表征網絡設備狀況，因為(wei) BER 測量偵(zhen) 測並統計每個(ge) 誤碼，問題可能是由瞬間的或突發噪聲引起。

MER和BER之間的關(guan) 係

MER是對疊加在數字調製信號上失真的對數測量結果，受多種因素影響，包括載噪比、突發脈衝(chong) 、失真及IQ偏移量對信號造成的損傷(shang) 。在數字調製信號中，突發脈衝(chong) 、失真、IQ偏移量對信號造成的損傷(shang) 十分相似。如果係統的MER減小，信號受到的損傷(shang) 就會(hui) 變大，出現誤碼的概率增加。

MER可為(wei) 接收機對傳(chuan) 輸信號進行正確解碼的能力提供一個(ge) 早期預警。當信號質量降低時，MER將會(hui) 減小。隨著噪聲和幹擾的增大，MER逐漸降低，而BER仍保持不變，隻有當幹擾增加到一定程度，MER繼續下降，BER才開始惡化。

圖3 幹擾信號對MER、星座圖和BER變化的影響

上圖說明了MER、星座圖和BER之間的相互關(guan) 係。實際在一個(ge) 星座圖中是不會(hui) 同時出現這幾種情況的，這裏是將四種不同情況綜合在一起進行互相對比說明。

*個(ge) 方框紅色的點是MER的*狀態，所有的點幾乎都集中在理想位置，BER測量值很好；第二個(ge) 方框綠色的點受到一些噪聲幹擾，幹擾比較小，所以基本都環繞在理想中心位置周圍，屬於(yu) 比較好的MER，BER仍不變；第三個(ge) 方框的藍色點受到的幹擾比較大，各個(ge) 點無規則的散落在方框內(nei) ，這時MER的指標比較差；第四個(ge) 方框受到很大的幹擾，各個(ge) 點不僅(jin) 散落在本方框內(nei) ，而且還有兩(liang) 個(ge) 點已經離開本方框所劃定的範圍，BER惡化。

在*、二、三方框中的信號有一個(ge) 共同點，所有的點都落在了自己所在方框所劃定的範圍內(nei) ，根據數字電視信號的*決(jue) 規則，隻要在*決(jue) 範圍內(nei) （方框內(nei) ）就不會(hui) 出現誤碼；隻有第四個(ge) 方框的點超出了劃定的界限，這些點一旦進入其它星座點的範圍就被*決(jue) 為(wei) 該星座點，這樣就出現了誤碼。這說明為(wei) 什麽(me) 在一定幹擾信號下MER的值在下降，卻沒有出現誤碼，直到MER下降到一定程度，才會(hui) 出現誤碼，BER的數值開始惡化。

四、MER和S/N（信噪比）與(yu) C/N載噪比

MER與(yu) S/N

在理想狀態下，如果信號中出現的有效損傷(shang) 僅(jin) 僅(jin) 是高斯噪聲，MER可被S/N信噪比表征，MER等於(yu) S/N。但實際應用中，由於(yu) 傳(chuan) 輸信號不僅(jin) 包括高斯噪聲，還包括接收星座圖上所有其它不可校正的損傷(shang) ，包括網絡傳(chuan) 輸中引入噪聲，潛入調製信號中的幅度噪聲、相位噪聲、碼間串擾和調製損傷(shang) 等。所以簡單地使用S/N來推算MER*不可行。

S/N應根據解調後的星座圖數據進行測量。對於(yu) 星座圖中的每一符號，從(cong) 其雲(yun) 狀軌跡可以得出其統計分布。在去除正交失真、幅度不均勻、原點位移誤差殘留載波、非線性失真、相位抖動、連續波幹擾的影響之後，剩餘(yu) 的雲(yun) 狀軌跡才可以認為(wei) 是由高斯噪聲引起的，這剩餘(yu) 的雲(yun) 狀軌跡也是計算信噪比的基礎。

圖4 不同失真參數之間的關(guan) 係

C/N與(yu) S/N

信噪比(S/N)是指傳(chuan) 輸信號平均功率與(yu) 加性噪聲的平均功率之比，載噪比(C/N)指已經調製的信號平均功率與(yu) 加性噪聲平均功率之比，它們(men) 都以對數方式計算，單位dB。

信噪比與(yu) 載噪比區別在於(yu) ，載噪比中已調信號的功率包括傳(chuan) 輸信號功率和調製載波功率，而信噪比中僅(jin) 包括傳(chuan) 輸信號功率。因此對同一個(ge) 傳(chuan) 輸係統而言，載噪比要比信噪比大，兩(liang) 者之間相差一個(ge) 載波功率。當然載波功率與(yu) 傳(chuan) 輸信號功率相比通常是很小的，因而載噪比與(yu) 信噪比在數值上十分接近。在調製傳(chuan) 輸係統中，一般采用載噪比指標；而在基帶傳(chuan) 輸係統中，一般采用信噪比指標。所以，這裏S/N主要描述解調後信號的信噪比。

    DVB廣播傳(chuan) 輸係統屬於(yu) 調製傳(chuan) 輸係統，因此采用載噪比指標。載噪比代表噪聲幹擾相對於(yu) 調製信號而言的強弱程度。噪聲幹擾的強弱是沒有意義(yi) 的，因為(wei) 不同傳(chuan) 輸係統的信號平均功率不同，而載噪比則直接反映出調製信號與(yu) 噪聲幹擾間的相對強弱關(guan) 係。

五、如何選擇數字電視測試儀(yi) 器

從(cong) 前麵的描述可以看出，選擇一款的數字電視測試儀(yi) 器，是提高工作效率，減少誤判的關(guan) 鍵。按重要性排列，的數字電視測試設備應具備5個(ge) 功能，功能越多，價(jia) 格越貴，實際用戶在選擇時，應根據自己的實際需求和資金狀況，進行組合配置。

①     大動態的MER指標  這是表征數字信號質量zui重要的指標，對於(yu) 網絡的不同部分，MER指標有一些經驗值：64QAM時在前端要求>38dB，分前端>36dB，光節點>34dB，用戶端>26dB。測試儀(yi) 器的MER指標也應按相應要求進行選擇。

特別要注意的是，由於(yu) MER指標越大，說明信號質量越好。但作為(wei) 測試儀(yi) 器不僅(jin) 要測量的信號，對實際網絡中惡化需要檢修的信號也應該能夠準確測量，所以選擇數字儀(yi) 器，不僅(jin) 要看其*MER指標是多少，還要重點考察在各種實際網絡情況下的實際測試準確度。

目前市場上已有客戶買(mai) 到隻能測信號的儀(yi) 表，網絡信號質量稍差儀(yi) 表就無法工作或偏差極大，嚴(yan) 重影響了網絡維護工作。

②     準確的平均功率測量  平均功率反映了帶內(nei) 傳(chuan) 輸能量，過大或過小都會(hui) 對傳(chuan) 輸質量產(chan) 生影響。

以上兩(liang) 項功能相當於(yu) 工程師日常使用的萬(wan) 用表，同時具有這兩(liang) 項功能的儀(yi) 器目前 被定義(yi) 為(wei) 數字電視測量的入門級儀(yi) 器。

③     可縮放的星座圖顯示  星座圖是數字信號調製質量zui直觀的圖形顯示，在實際工作中，相當於(yu) 工程師日常使用的示波器。考察儀(yi) 器的星座圖功能，不僅(jin) 要看儀(yi) 器有沒有這項功能，更重要的是要看其配置的星座圖功能是否可用。

星座圖顯示要求能多級縮放，並且觀察屏幕要大，這樣才能清楚觀察到星座點的位置，才有實際應用價(jia) 值。目前國內(nei) 外普遍認為(wei) 顯示屏幕在4吋以上觀察星座圖才有實際意義(yi) 。

④     快速的頻譜分析功能  由於(yu) 信號在頻域上傳(chuan) 輸，帶內(nei) 和帶外的頻譜分布和幹擾對信號質量有直接影響，配置頻譜功能可以準確觀察信號在頻域上的傳(chuan) 輸狀況並捕捉突發幹擾、噪聲。對於(yu) 數字信號測量，儀(yi) 器所配置的頻譜功能，按重要性排列應考察是否滿足以下條件：

測試動態是否滿足要求

RBW接收帶寬可否多級切換，*小RBW必須達到30KHz或更小

頻譜掃描速度是否足夠快，能否捕捉瞬間幹擾或噪聲

⑤直接觀看數字電視節目  在現場測量中，經常需要對數字電視節目圖像和伴音質量進行直觀檢測，如果儀(yi) 器能集成此項功能將大大方便工作。值得注意的是，在選擇這項功能時，應考慮由於(yu) 各地CA條件接收係統的差異性，測試儀(yi) 器不一定能接收全部頻道。