DVB-C QAM调制主要参数的选择与测试

DVB-C QAM调制主要参数的选择与测试



一 DVB-C QAM调制主要技术参数和选择

在有线电视系统中，传送数字电视采用QAM调制，其主要参数为: QAM调制的阶次和数字调制信号的载波电平。而有线电视网的网络参数和频道配置与传送的数字电视质量关系密切。因此，这里主要讨论此四项条件的关系和选择。

1. QAM调制的阶次

对QAM阶次的选择，主要是对传输容量和抗干扰性取舍的问题。

现有中等质量的网络(刚达到GY/T 106-1999的要求)，数字频道载噪比达30dB以上，选256QAM太临界; 而选QPSK频谱利用率太低，选64QAM较适宜。目前我国有线电视网络质量不一。建议各有线台可根据自己网络实际情况，选择适合的QAM调制阶次。DVB-C足够灵活，现有有线数字电视接收机都是调制方式自适应的，可支持多种阶次的QAM调制。

2. 数字信号载波电平的选择

数字信号载波电平是正确接收的关键性因素之一，适当提高数字信号载波电平就可较大地提高抗非线性的能力；另一方面数字信号载波电平的提高会带来下述问题: 其一，数字频道会对邻频模拟频道产生干抗； 其二，增加了非线性产物。

一般规定数字信号载波电平应比模拟图像载波电平低0~10dB。具体采用何值视网络质量而定。

3. 频道合理配置

在准备开播有线数字电视时，另一个十分重要的问题是把数字频道放在什么位置，是否任意一个现有空闲频道都可以播数字电视呢？什么样的频道配置才是较好的呢？

把新开的数字频道插在原有模拟频道中间并不是一个好办法，应将模拟频道安排在一起，数字频道安排在一起，各自成组。

如果必须模拟频道与数字频道作邻频，应将模拟安排在低频道，数字安排在高频道。反过来不好，这已为实践所证明。

4. 对有线电视网络参数的要求

数字调制信号对网络参数的要求主要反映在载噪比上，噪声功率在门限点以下，接收数字电视信号就不成问题。满足行标GY/T 106-1999《有线电视广播系统技术规范》要求的有线网可传送64QAM信号。如果现有有线电视网络达不到上述标准要求，传送64QAM信号有困难。应对有线电视网进行升级改造，以提高自身传输质量。但是，在必要情况下，可先开展低阶次QAM调制信号(如16QAM)的传输。

在实际有线电视网络里，由于设计或施工的某些原因，造成各用户端口处信号质量参差不齐。某些支路上可能信号强，噪声和干扰小，而另一些可能信号弱，交调互调严重。这种情况容易引起用户抱怨，对推广数字电视造成阻力。

5. 小结

不同的网络、不同的频道配置、不

同的电平分配，情况千差万别。只能根据实测结果和前边介绍的原则，选择合适的方案。

在有线电视系统中，根据网络主要技术参数的优劣来选定QAM阶次和数字载波电平。据我们的经验，可按下述情况选择。

● 网络质量为良，相当于主观评价5分制中的4分。这时主要技术参数应为: C/N>43dB、C/CTB和C/CSO >54dB。

建议: 阶次可选64QAM，数字载波电平比模拟图像载波电平低10dB。

● 网络质量为中，相当于主观评价5分制中的3分。这时主要技术参数应为: C/N>36dB、C/CTB和C/CSO≥44dB。

建议: 阶次可选16QAM，数字载波电平比模拟图像载波电平低10dB。（未完待续）

二 在有线电视系统中传送数字电视的测试

在有线电视系统中传送数字电视主要应测数字电视的指标，其中最主要的是载噪比与误码率的关系。但因数字电视测试设备较复杂和昂贵，便于测试起见，先对系统的模拟指标进行较全面的测试。然后，选几个模拟指标最差的点，再测数字电视指标: 主要是载噪比与误码率的关系。这样，可事半而功倍，测较少的点就能掌握整个有线网的基本情况。

1. 模拟测试

首先，应测试模拟频道的指标，主要是图像载波电平、载噪比、载波复合三次差拍比和载波复合二次差拍比。在有线电视系统实际播出的频段中，每个测试点应选高、中、低三个以上频道进行测试。

a. 全面测试

为了掌握整个有线电视网的情况，应进行全面测试。测试点的选取应考虑以下五点:光链路最长的点；放大器级数最多的点；干扰最严重的点；人口最密集的点；整个有线电视网东、西、南、北、中都要有的点。测试点应选6～8个。

b. 重点测试

能全面测试最好，但费时、费力。若条件达不到，可进行重点测试。有线电视网已工作多年，网的概况已基本掌握，只要在模拟有线电视播出问题较多、群众投诉较频繁的地方选几个点进行测试即可。目的是掌握现有有线网最差的情况。

通过上述测试，可找出几个模拟电视播出质量最差的点。下边将对这几个点测传送数字电视的噪声余量。

2. 数字测试

主要测数字载波电平、载噪比和噪声余量。下边将介绍这些指标的测量方框图、测量方法及测量中应注意的问题。

a. 数字载波电平和载噪比

(1) 测量方法

数字调制信号不出现载波，因此，数字载波电平测量方法与模拟不同，测量方法有两种:

● 关掉QAM调制器的调制信号。如果被测DVB-C系统中，QAM调制信号能关掉，在频谱分析仪上就会显示出载波电平，就可跟模拟一样，直接测量载波电平。

● QAM调制器调制信号关不掉，首先，要测数字信号的最大电平。然后，再测出比数字信号最大电平低3dB的两个频率点，这两个频率点之差是频道带宽(CHBW)。按LS=LM+10Lg(CHBW/RSBW)+K算出数字信号载波电平。

式中，LS——数字信号载波电平，LM——数字信号的最大电平，CHBW——数字调制信号的频带宽度，RSBW——频谱分析仪分辨率带宽，K——校准系数，对典型频谱仪K=1.7dB。

测量结果表明: 用这两种测量方法，测得数字信号载波电平基本相同，误差不大。

(2) 测量中应注意的问题

频谱仪的输入阻抗一般为50 ，DVB-C系统的阻抗为75 ，一定要加50～75 阻抗转换器，否则，阻抗不匹配会增加测量误差。对阻抗转换器的插入衰减，应加以修正。

测载噪比时，噪声电平较低，为了测量更精确，希望频谱仪固有底噪声低，减少加修正系数的麻烦。将频谱仪中频带宽选窄些，降低频谱仪的底噪声。

b. 误码率(BER)与载噪比C/N关系的测量

(1) 测量

在DVB-C中，I/Q基带信号源采用QAM调制格式。该基带信号源由空包发生器、MPEG-2传输流复用器、外码RS编码器、卷积交织器和QAM编码基带形成五部分组成。I/Q基带信号源输出I、Q基带信号。

QAM调制器将I/Q基带信号调制成射频信号，此射频信号应占有一个模拟频道的8MHz带宽。

噪声源、衰减器与功率混合器可将不同电平的噪声混入被测系统，以便测量不同载噪比的误码率曲线。

功率分配器将射频信号分成两路，分别送到频谱分析仪和DVB-C测试接收机上。

(2) 误码率测量方法

误码率测量方法有三种: 数字测试接收机法、累试法和计算机计数法。

● 数字测试接收机法。

数字测试接收机中，有纠错、检错电路，用超大规模集成电路便可完成。该电路纠错、检错能力极强。只要纠错前误码率不是特别低，就可认为纠错后无误码。在数字测试接收机中，先将纠错前、后的码流分别记录下来。以纠错后的码流为基准，测出纠错前码流的误码率。可以认为测出的误码率就是被测系统的误码率。

● 累试法。

在DVB-C中，数字发送设备在有线电视台的前端，而系统输出口在用户端。发、收异地使测误码率的伪随机码无法直接同步，增加了麻烦。HP-8594Q型QAM分析仪可以解决这个问题。伪随机码都是循环码，收端伪随机码与发端完全一样，只需要解决收、发之间位同步的问题，先将接收的伪随机码记录下来，以收端自己产生的伪随机码为基准测出误码率，然后，将收端自己产生的本地伪随机码移一位，再测一次误码率，移一位测一位误码率，

逐位试下去，直到测出误码率最低，就认为位同步了。测出的这个最高误码率就是被测系统的误码率。这种测误码率的方法，移一位，测一次，多次重复，故称累试法。

● 计算机计数法。

在发端全部用“0”(或“1”)编一个空包，接收端用计算机记下“1”(或“0”)出现的个数，再记下传送的总码数，就可算出误码率。

(3) 测量中应注意的问题

对DVB-C，64QAM调制的数字电视的门限点，一般为C/N=22.5dB，BER=4×10-4。这是误码曲线中最重要的点，是必须测的点。为了找到门限点，在门限点附近，衰减器衰减必须以0.1dB为步，慢慢变化才能较准确地测出门限点。

用计算机计数法测误码率时，应记录足够多的错误比特数，最好能测出100个错误比特，以减少被测误码率的误差。

三 误码率简易测量法

前边已介绍了三种误码率测量方法，因测数字电视误码率的仪表较昂贵，多数有线台没有，而误码率又是十分重要的指标，于是我们想出一个简易测量方法，测出DVB-C系统的噪声余量。此指标能反映数字系统的富余程序或可靠性。只要系统最差点噪声余量大于3dB，数字系统将能可靠地工作。

1. 噪声余量测量基本原理

CATV系统输出口送出模拟和64QAM调制的数字射频信号。其中，模拟信号的载波电平为60～70dB V，而数字载波电平比模拟低10dB，一般为50～60dB V。若有频谱分析仪，可测出此时数字信号电平为30~40dB V。

带输入衰减器的放大器，其输入衰减器由一个多圈电位器构成，衰减量约为20dB，放大器的增益为30dB左右。

系统输出口输出多路射频信号，经输入衰减器的衰减，使在放大器输入端的数字调制信号的载噪比达到门限点以下，在电视接收机所显示的数字电视图像上出现马赛克。衰减后的射频信号较弱，应经放大器放大才能达到DVB-C机顶盒接收的正常电平。

二分配器将射频信号分成电路: 其中一路送到信号电平表(能测载噪比的电平表)，测载噪比； 另一路送到DVB-C机顶盒，机顶盒将数字射频信号解调成数字基带信号，再由机顶盒内模拟编码器编成模拟信号，送到电视接收机上形成电视图像和伴音。

2. 噪声余量测量方法

(1) 按图3连接，但去掉带输入衰减器的放大器，将CATV系统输出口直接接到二分配器上。

首先，用信号电平表测载噪比。在数字调制信号邻近的模拟频道上，去掉模拟频道的视频调制信号，用信号电平表测出模拟频道的载噪比为(C/N)0。

然后，在电视接收机上，收看数字调制信号的图像。此时，图像应在主观评价4分以上，看不到任何干扰和损伤。

(2) 完全按图3连接。

在电视接收机上，收看数字调制信号的图像。微调放大器的输入衰减器，加大衰减量，直到电视接收机上刚刚出现马赛克，就不再调衰减器了。

在上边测载噪比(C/N)0的频道中，用信号电平表再测此时的载噪比(C/N)1。

用噪声余量＝(C/N)0-(C/N)1计算出噪声余量。

3. 测量中应注意的问题

测量噪声余量时，应注意以下两个问题:

(1) 在为不加带输入衰减器的放大器进行载噪比(C/N)0测量时，若射频信号电平较低，为了避免经二分配器后信号电平更低，信号电平表固有的噪声影响加大，需要进行修正，修正方法是: 建议去掉二分配器，此时不监看数字电视图像，将CATV系统输出口直接接到信号电平表上，测载噪比(C/N)0。

当然，测载噪比(C/N)1时，也应采取和测(C/N)0时条件完全相同的方法进行。

数字电视在门限点附近，C/N变一点，误码率就变化较大，非常陡峭。调多圈电位器时应缓缓移动，使衰减变化很小，才能较准确地测出门限点的载噪比(C/N)1。

四 小结

首先，应根据有线电视网已达到的质量指标和模拟电视频道配置情况，选择数字电视频道QAM调制的阶次和电平。

其次，对有线电视网进行重点测试，要求测图像载波电平、载噪比、载波复合三次差拍比和载波复合二次差拍比。在重点测试的基础上，找出有线网中最薄弱的环节(电平低、干扰严重的几个点)。

最后，在最差点测系统噪声余量，即该点实测的载噪比(C/N)0与数字电视门限点载噪比(C/N)1的差值。一般，希望系统噪声余量在3dB以上。这样，数字电视播出质量才有保障。



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