數字電視信號的指標與常見故障分析

文丨唐殿寶

（沈陽傳媒網絡有限公司，沈陽 110034）

1 傳輸網絡技術參數

HFC網絡應符合GY/T 106-1999的技術要求，這是十分重要的技術保證。測量方法應符合GY/T 121-1995的有關規定。除此之外，HFC網絡輸出口的指標還應該符合GY/T 221—2006的技術要求。如下表。

HFC 網絡輸出口的技術要求

數字電視系統的組成由信源編碼、復用、信道編碼、調制、傳輸和接收等部分組成。數字前端構成：信源系統、業務系統、存儲播出系統、復用加擾系統、條件接收系統、用戶管理系統、編碼調制系統、EPG系統、回傳處理系統及其他輔助系統。

數字前端將來自信號源的多路廣播電視信號進行MPEG-2信源編碼編碼，和MPEG-2TS復用，經過擾碼、RS編碼及卷積交織后，經過64QAM調制，混合成一路射頻信號饋送給干線傳輸部分，經分配網送到用戶終端。

QAM調制的數字電視信號，沒有圖像載波電平可取，整個限定的帶寬內是平頂的，類似于有一定幅度的噪聲平臺，具有類似噪聲的特性無峰值可言。而伴音信號經過MPEG-2編碼時，和圖像信號以包的方式復用到了一起。所以，QAM數字頻道里沒有圖像載波和伴音載波，數字信號頻道所指的頻率就是頻道的中心頻率。

1.1 數字電視的信號電平

在數字調制信號中不出現載波，帶內的調制信號有平坦的頻譜，非常類似于噪聲。如果從頻譜上觀察，則數字調制信號的頻譜像噪聲一樣充滿整個頻道。由于數字電視信號沒有載波電平，并且數字頻道的頻譜是類似于噪聲的平臺，因此，數字頻道的電平是用被測頻道信號的平均功率來進行測量的，稱做數字頻道平均功率。根據行業標準GY/T 221—2006要求，用戶端輸出電平要求50～75 dBμV（建議不超過65BμV），并且平均低于模擬頻道信號電平10 dB，數字相鄰頻道間最大電平差為≤3 dB，數字頻道與相鄰模擬頻道間最大電平差為≤10 dB。

1.2 數字電視的噪聲電平測量

由于數字電視信號在頻域上看就像一個噪聲塊，不能像測量模擬頻道的噪聲那樣，只要離開圖像載頻取噪聲測試點即可進行測量。不能用普通的場強儀直接測量噪聲功率需要使用具有測量數字信道功能的場強儀或者頻譜儀進行測量。而且要選擇相鄰的空閑頻道來測量，因為如上所述，數字頻道的由于能力具有類似于噪聲的特性，無法和噪聲區別開來。

1.3 誤碼率BER（比特誤碼率）

BER（比特誤碼率）是發生誤碼的位數與傳輸的總位數之比。BER 被敘述為大量傳送碼的錯誤碼比率10的幾次方來表示，例如測量得3E-7（科學計數法）表示在一千萬次傳送碼有3次被誤解，此比率是采用少數的實際傳送碼來實際分析并統計而推估的值，越低的BER 代表越好的效能表現，見下表。

測試的誤碼率的結果表示的意義

數字信號是模擬信號經過取樣、量化、編碼而獲得，因此二元數字信號是離散的。就像二進制的的特點一樣，有或無，或是和否，也就具有“斷崖效應”的特點。使得接收到的數字電視信號，要么圖像清晰穩定，要么就是黑屏中斷或馬賽克。產生這些變化的主要衡量指標就是誤碼率，誤碼率是數字系統性能的最終要求。

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。盡管較差的BER 表示信號品質較差，但BER 不只是測量純粹QAM 信號本身的情況，因為BER 測量偵測并統計每個被誤解的碼，他是一個靈敏的指標可指出問題是由瞬間的或突然發生的噪聲干擾。

1.4 載噪比

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，是基帶參數，用于基帶傳輸系統中。載噪比C/N指已調制信號的總功率與有效帶寬內噪聲的總功率之比，是射頻參數，用于調制系統中。輸入到機頂盒信號的載噪比與解調后的信噪比有的關系為：S/N=C/N+0.44(dB)。數字信號對網絡參數的要求主要反映在載噪比上，在用戶端電纜信號出口處數字頻道載噪比達到31dB以上，就可傳送64QAM信號。載噪比越高，信號質量越好，但也容易使非線性產物的增加。載噪比越低，模擬電視會出現“雪花干擾”，數字電視會出現馬賽克，嚴重時會造成圖像馬賽克或黑屏。載噪比是機頂盒輸入口的RF參數，誤碼率BER是機頂盒中解碼器輸入端口參數，二者一一對應。

1.5 調制誤差率MER

調制誤差率是所有理想矢量的平方和與所有矢量的平方和之比，用dB表示。是對數字調制信號所有損傷的最終表現。形象的說就是在星座圖中，實際接收符號的位置與理想位置的距離的差距。在模擬電視中有常說的三大指（C/N、CSO、CTB）標表征模擬信號所受到的干擾。而數字電視信號是以離散的脈沖信號傳輸，所受的干擾并不是相應的反映在圖像上，直接的影響就是誤碼，而由此產生馬賽克，甚至黑屏。這些干擾定義為廣義噪聲，在這個噪聲存在的情況下，并不一定產生誤碼，在此時測得的MER可表示數字信號的質量。如數字電視信號在臨界狀態 23.5dB時圖像就會出馬賽克，23dB 以下會隨時黑屏，在 25dB 以上時圖像就正常。當MER下降至24dB時，通常機頂盒就不能正確解調。在數字分配系統中，MER 值在35dB 左右時才能保證穩定的收視。對不同部分的MER指標經測試獲得一些經驗值：在前端>38dB，分前端>36dB，光點>34dB，用戶>26dB。

2 常見故障分析

（1）機頂盒內有的節目能點播，有的節目不能點播。可能是某些頻點信號不好，甚至丟失，要對線路逐級檢查來解決。這種情況多是阻抗不匹配，即阻抗失配引起的。同軸電纜本身就是常規的微波傳輸系統，理想狀態下，同軸電纜內只有入射波而沒有反射波，也就是行波狀態，但一般情況下，同軸電纜內的波為入射波和反射波的疊加，波的反射現象是最基本的物理現象，而這種反射現象主要取決于負載的阻抗。阻抗失配就會產生波的嚴重反射，反射波與入射波相疊加的結果就會造成某些頻點指標劣化，從而出現上述故障。電纜連接接頭安裝不和要求，接觸不良；同軸電纜本身擠壓變形，彎折；器材空口沒有接終端負載等都是引起波的反射的原因。

（2）平板電視有交流聲。主要由地線噪聲引起的，需要更換芯線和屏蔽線雙隔離的終端盒或在機頂盒與數字信號輸入線之間插接一個信號隔離器。不建議去掉保護地線，這樣會使電視機的安全受到影響。

有線電視分配網絡系統內部分地線之間出現電位差，即網絡上有電位存在，使得用戶室內零線與地線之間產生電位差。平板電視機生產符合工業電器技術標準要求，具有保護接地端，使用三項插頭，外殼與大地相連。而機頂盒生產符合民用電器技術標準要求，不具有保護接地端，使用兩項插頭。電視機連接上機頂盒后，上述所存在的電位就會與電視機的地之間形成電流回路，這個電流竄進信號源中，就會造電視機伴音中出現交流哼聲，嚴重的還會造成屏幕滾道干擾，甚至造成電視機的損壞。

有線電視網絡接地不良，屏蔽線上有電位差存在，用戶間相互隔離不好，有的用戶電視機漏電，都會使這個電位差抬高。因此必須做好網絡接地，符合要求，放大器也要做好接地。

（3）數字機頂盒顯示正在檢測智能卡。由于數字機頂盒的條件接收系統需要將IC卡帶電進行授權，也就是機頂盒必須在IC卡插入，并且在接收信息的準備狀態時，才能進行即時授權，否則需要經過一段時間的等待，才能得到授權。另一方面早期數字平移用戶的數字機頂盒在用戶攜帶IC卡繳費后，重新插入機頂盒后，經常出現上述現象，主要是機頂盒與IC卡芯片接觸的觸點由于銹蝕氧化，致使IC卡接觸不良，影響收視，可將IC卡多次反復插拔幾次，可恢復接觸，收視正常。如果還是不解決問題，就需要到維修部門進行維修。如果屏幕提示“請插入智能卡”且讀不出授權信息，則可確認該智能卡已經損壞，需要更換。