基于數(shù)字電視監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建研究

文丨張兆軍

傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)參數(shù)

我國的數(shù)字電視使用的是數(shù)字傳輸?shù)姆绞?，將電視信號傳輸?shù)饺藗兊募彝ギ?dāng)中。具體的闡述方式是：經(jīng)過MPEG-2信源編碼和MPEG-2TS傳輸流復(fù)用后生成的MPEG-2傳輸復(fù)用包經(jīng)過擾碼、RS編碼及卷積交織后，進(jìn)行64QAM調(diào)制形成中頻調(diào)制信號，中頻調(diào)制信號經(jīng)過上變頻轉(zhuǎn)為射頻信號然后送入HFC網(wǎng)傳送到用戶。

數(shù)字電視與模擬電視的傳輸方式、頻譜結(jié)構(gòu)及能量分布上具有明顯的差異，從技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)上面看，由于QAM中的調(diào)幅是平衡調(diào)幅，抑制了載波，因而從頻譜分析儀上看，一個(gè)數(shù)字頻道的已調(diào)信號，像一個(gè)抬高了的噪聲平臺，均勻地平鋪于整個(gè)限定帶寬內(nèi)。聲音的信號是通過在進(jìn)行MPEG-2編碼時(shí)，通過混合的方式，將圖像信號和聲音信號進(jìn)行復(fù)核轉(zhuǎn)化的方法混合使用在一起，因此在數(shù)字電視視頻傳輸?shù)倪^程中，也沒有所謂的圖像載波和聲音載波。

1.數(shù)字電視的信號電平。

數(shù)字電視信號沒有載波電平，而整個(gè)帶寬內(nèi)其傳輸?shù)男盘柖际瞧巾數(shù)?，無任何峰值可以記錄。因此QAM數(shù)字頻道的電平是用被測頻道信號的平均功率來表達(dá)的，稱為數(shù)字頻道平均功率。在檢測數(shù)字電視用戶端信號出口時(shí)的要求是：信號電平為47dBμV-67dBμV（比模擬電視信號的要求低10dB），數(shù)字相鄰頻道間最大電平差為≤3dB，數(shù)字頻道與相鄰模擬頻道間最大電平差為≤13dB。

2.數(shù)字電視的噪音電平。

在測量模擬頻道是否存在噪音時(shí)，主要通過模擬頻道的噪音測試點(diǎn)，是否偏離圖像載頻就可以了，但是數(shù)字電視的頻譜分布決定了測量數(shù)字頻道噪聲不能使用模擬頻道的測量方法。數(shù)字頻道內(nèi)有用能量也像噪聲，沒有什么特點(diǎn)把它們分開，所以測量噪聲，要到被測頻道的鄰頻道去取樣，并且這個(gè)鄰頻道應(yīng)當(dāng)是空閑的，否則檢測過程中就無法能夠檢測到準(zhǔn)確的數(shù)字信號內(nèi)容。

3.誤碼率

數(shù)字電視信號是離散的信號，接收到的數(shù)字電視信號要么是穩(wěn)定、清晰的圖像，要么就是中斷（包括馬賽克、靜幀），具有“斷崖效應(yīng)”的特點(diǎn)。信號的這種變化，只與傳輸?shù)恼`碼率有關(guān)，所以把誤碼率作為衡量系統(tǒng)信號質(zhì)量劣變程度的最重要的指標(biāo)。一些模擬電視對于接收到的傳輸?shù)恼`碼率進(jìn)行處理，無法達(dá)到將系統(tǒng)信號質(zhì)量變化的效果。

4.信噪比的差異

信噪比（S/N）指傳輸信號的平均功率與噪聲的平均功率之比。載噪比（C/N）指已調(diào)制信號的平均功率與噪聲的平均功率之比，載噪比中的已調(diào)制信號的功率包括了傳輸信號的功率和調(diào)制載波的功率。在調(diào)制傳輸系統(tǒng)中，一般采用載噪比指標(biāo);而在基帶傳輸系統(tǒng)中，一般采用信噪比指標(biāo)。

數(shù)字調(diào)制信號對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的要求主要反映在載噪比上，載噪比越大，信號質(zhì)量越好，反之信號質(zhì)量就差，模擬電視會出現(xiàn)“雪花干擾”，數(shù)字電視會出現(xiàn)馬賽克，嚴(yán)重時(shí)會造成圖像不連續(xù)甚至不能對圖像解碼。在有線網(wǎng)中，用戶端電纜信號出口處數(shù)字頻道載噪比達(dá)到31dB以上，就可傳送64QAM信號。

5.調(diào)制誤差比

數(shù)字調(diào)制信號的損傷通常用星座圖來觀察。在星座圖中，噪聲呈云狀，差拍干擾呈環(huán)狀，IQ不平衡的星座圖不是正方形。調(diào)制誤差比（MER）包含了信號的所有類型的損傷，如各種噪聲、載波泄漏、IQ幅度不平衡、IQ相位誤差、相位噪聲等。MER的測試結(jié)果反映了數(shù)字接收機(jī)還原二進(jìn)制數(shù)碼的能力，它近似于基帶信號的信噪比S/N。在用戶端電纜信號出口處調(diào)制誤差比MER要求達(dá)到30dB以上。

數(shù)字信號的監(jiān)測

數(shù)字電視的信號監(jiān)控系統(tǒng)是通過設(shè)立出視頻、音頻以及其顯示的數(shù)字矩陣系統(tǒng)、數(shù)字測試儀器、電視監(jiān)控墻等幾個(gè)內(nèi)容組成，主要的工作原理是：數(shù)字TS碼流經(jīng)過數(shù)字ASI矩陣系統(tǒng)切換，送入解碼器解碼還原成模擬視音頻后，送入電視墻，進(jìn)行主觀效果監(jiān)測，同時(shí)可進(jìn)行與一般模擬視音頻信號相同的測試，經(jīng)ASI矩陣切換的數(shù)字TS碼流也可直接送入數(shù)字碼流分析儀進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，或者經(jīng)過錄制后，離線分析等。數(shù)字碼流經(jīng)QAM調(diào)制后輸出的RF射頻信號經(jīng)混合器混合，送入大網(wǎng)播出，同時(shí)分出1路至機(jī)頂盒接收，機(jī)頂盒輸出電視信號或者音頻廣播信號至視音頻矩陣，然后送入電視墻。同時(shí)也可進(jìn)行模擬指標(biāo)測試。從混合器再分出l路射頻信號經(jīng)數(shù)字電視測試接收機(jī)處理后輸出TS流至碼流分析儀，實(shí)現(xiàn)對QAM調(diào)制后的數(shù)字信號的測試。

這里的監(jiān)控監(jiān)測主要是根據(jù)當(dāng)前輸出的信號，其中有個(gè)多個(gè)輸出的信號內(nèi)容：編碼器輸出TS流、數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)輸出TS流、多協(xié)議適配器輸出TS流、復(fù)用器輸出TS流、獨(dú)立加擾器輸出TS流、其它TS流及QAM調(diào)制后經(jīng)解調(diào)恢復(fù)的TS流。這些輸出的信號是否能夠準(zhǔn)確，不受到干擾的影響，則是整個(gè)系統(tǒng)監(jiān)控的主要內(nèi)容。監(jiān)測系統(tǒng)將輸出的TS流進(jìn)行轉(zhuǎn)化成為標(biāo)準(zhǔn)的TS流，直接進(jìn)行數(shù)字分析，以便觀察傳輸過來的信號是否能夠滿足觀看電視視頻、音頻。

在監(jiān)測過程中，最主要的監(jiān)測方法是觀察電視墻中的效果來判斷是否存在著信號差異、能夠接收到信號的效果來看的。

（1）通過將信號直接進(jìn)行信號來跟蹤測試。例如，在接收機(jī)的信號處理過程，是將源AV信號或直接輸出AV信號、初步處理TS流信號（包括編碼輸出及數(shù)字接收機(jī)輸出TS信號）、復(fù)用器復(fù)用后TS流信號和QAM調(diào)制混合后信號四種進(jìn)行監(jiān)測。即為源AV信號或直接輸出AV信號與后面的信號經(jīng)過還原的視音頻信號進(jìn)行對比測試，體現(xiàn)在每一環(huán)節(jié)信號質(zhì)量的比較、變化、跟蹤監(jiān)測。在此監(jiān)測過程需要對每個(gè)信號的質(zhì)量、內(nèi)容、傳輸?shù)男盘柧仃囘M(jìn)行分析是否能夠滿足傳輸信號的需要以及播放的清晰度。

（2） 具有加密處理的節(jié)目。則是通過適配器直接進(jìn)行TS信號的解碼，重新恢復(fù)成AV信號，在監(jiān)測的過程中，不斷要監(jiān)測轉(zhuǎn)換前的AV信號，而且解碼后的AV信號也需要反復(fù)監(jiān)測，防止在轉(zhuǎn)換過程中信號失真的情況。

（3）音頻廣播信號的監(jiān)測。音頻廣播信號是將原信號基于機(jī)頂盒接收信號，通過音響的功放的對比進(jìn)行監(jiān)聽對比的。

總結(jié)

從整個(gè)數(shù)字電視的監(jiān)測效果上來看，監(jiān)測的內(nèi)容與方法都具有較為完善的管理功能，對網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的可信度較強(qiáng)，而且在收到各種信號后可以進(jìn)行靈活的處理以及增加搭設(shè)配套設(shè)備。隨著我國電視節(jié)目的增多，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)存在著監(jiān)管難度的增加，通過本系統(tǒng)的監(jiān)測方法以及設(shè)定的內(nèi)容，可以有效的擴(kuò)展電視信號的監(jiān)控。