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一 DVB-C QAM調制主要技術參數和選擇

   在有線電視系統中，傳送數字電視采用QAM調制，其主要參數為: QAM調制的階次和數字調制信號的載波電平。而有線電視網的網絡參數和頻道配置與傳送的數字電視質量關系密切。因此，這里主要討論此四項條件的關系和選擇。

   1. QAM調制的階次

   對QAM階次的選擇，主要是對傳輸容量和抗干擾性取舍的問題。

   現有中等質量的網絡(剛達到GY/T 106-1999的要求)，數字頻道載噪比達30dB以上，選256QAM太臨界; 而選QPSK頻譜利用率太低，選64QAM較適宜。目前我國有線電視網絡質量不一。建議各有線臺可根據自己網絡實際情況，選擇適合的QAM調制階次。DVB-C足夠靈活，現有有線數字電視接收機都是調制方式自適應的，可支持多種階次的QAM調制。

   2. 數字信號載波電平的選擇

   數字信號載波電平是正確接收的關鍵性因素之一，適當提高數字信號載波電平就可較大地提高抗非線性的能力；另一方面數字信號載波電平的提高會帶來下述問題: 其一，數字頻道會對鄰頻模擬頻道產生干抗； 其二，增加了非線性產物。

   一般規定數字信號載波電平應比模擬圖像載波電平低0~10dB。具體采用何值視網絡質量而定。

   3. 頻道合理配置

   在準備開播有線數字電視時，另一個十分重要的問題是把數字頻道放在什么位置，是否任意一個現有空閑頻道都可以播數字電視呢？什么樣的頻道配置才是較好的呢？

   把新開的數字頻道插在原有模擬頻道中間并不是一個好辦法，應將模擬頻道安排在一起，數字頻道安排在一起，各自成組。

   如果必須模擬頻道與數字頻道作鄰頻，應將模擬安排在低頻道，數字安排在高頻道。反過來不好，這已為實踐所證明。

   4. 對有線電視網絡參數的要求

   數字調制信號對網絡參數的要求主要反映在載噪比上，噪聲功率在門限點以下，接收數字電視信號就不成問題。滿足行標GY/T 106-1999《有線電視廣播系統技術規范》要求的有線網可傳送64QAM信號。如果現有有線電視網絡達不到上述標準要求，傳送64QAM信號有困難。應對有線電視網進行升級改造，以提高自身傳輸質量。但是，在必要情況下，可先開展低階次QAM調制信號(如16QAM)的傳輸。

   在實際有線電視網絡里，由于設計或施工的某些原因，造成各用戶端口處信號質量參差不齊。某些支路上可能信號強，噪聲和干擾小，而另一些可能信號弱，交調互調嚴重。這種情況容易引起用戶抱怨，對推廣數字電視造成阻力。

   5. 小結

   不同的網絡、不同的頻道配置、不同的電平分配，情況千差萬別。只能根據實測結果和前邊介紹的原則，選擇合適的方案。

   在有線電視系統中，根據網絡主要技術參數的優劣來選定QAM階次和數字載波電平。據我們的經驗，可按下述情況選擇。

   ● 網絡質量為良，相當于主觀評價5分制中的4分。這時主要技術參數應為: C/N>43dB、C/CTB和C/CSO >54dB。

   建議: 階次可選64QAM，數字載波電平比模擬圖像載波電平低10dB。

   ● 網絡質量為中，相當于主觀評價5分制中的3分。這時主要技術參數應為: C/N>36dB、C/CTB和C/CSO≥44dB。

   建議: 階次可選16QAM，數字載波電平比模擬圖像載波電平低10dB。（未完待續）

   二 在有線電視系統中傳送數字電視的測試

   在有線電視系統中傳送數字電視主要應測數字電視的指標，其中最主要的是載噪比與誤碼率的關系。但因數字電視測試設備較復雜和昂貴，便于測試起見，先對系統的模擬指標進行較全面的測試。然后，選幾個模擬指標最差的點，再測數字電視指標: 主要是載噪比與誤碼率的關系。這樣，可事半而功倍，測較少的點就能掌握整個有線網的基本情況。

   1. 模擬測試

   首先，應測試模擬頻道的指標，主要是圖像載波電平、載噪比、載波復合三次差拍比和載波復合二次差拍比。在有線電視系統實際播出的頻段中，每個測試點應選高、中、低三個以上頻道進行測試。

   a. 全面測試

   為了掌握整個有線電視網的情況，應進行全面測試。測試點的選取應考慮以下五點:光鏈路最長的點；放大器級數最多的點；干擾最嚴重的點；人口最密集的點；整個有線電視網東、西、南、北、中都要有的點。測試點應選6～8個。

   b. 重點測試

   能全面測試最好，但費時、費力。若條件達不到，可進行重點測試。有線電視網已工作多年，網的概況已基本掌握，只要在模擬有線電視播出問題較多、群眾投訴較頻繁的地方選幾個點進行測試即可。目的是掌握現有有線網最差的情況。

   通過上述測試，可找出幾個模擬電視播出質量最差的點。下邊將對這幾個點測傳送數字電視的噪聲余量。

   2. 數字測試

   主要測數字載波電平、載噪比和噪聲余量。下邊將介紹這些指標的測量方框圖、測量方法及測量中應注意的問題。

   a. 數字載波電平和載噪比

   (1) 測量方法

   數字調制信號不出現載波，因此，數字載波電平測量方法與模擬不同，測量方法有兩種:

   ● 關掉QAM調制器的調制信號。如果被測DVB-C系統中，QAM調制信號能關掉，在頻譜分析儀上就會顯示出載波電平，就可跟模擬一樣，直接測量載波電平。

   ● QAM調制器調制信號關不掉，首先，要測數字信號的最大電平。然后，再測出比數字信號最大電平低3dB的兩個頻率點，這兩個頻率點之差是頻道帶寬(CHBW)。按LS=LM+10Lg(CHBW/RSBW)+K算出數字信號載波電平。

   式中，LS——數字信號載波電平，LM——數字信號的最大電平，CHBW——數字調制信號的頻帶寬度，RSBW——頻譜分析儀分辨率帶寬，K——校準系數，對典型頻譜儀K=1.7dB。

   測量結果表明: 用這兩種測量方法，測得數字信號載波電平基本相同，誤差不大。

   (2) 測量中應注意的問題

   頻譜儀的輸入阻抗一般為50 ，DVB-C系統的阻抗為75 ，一定要加50～75 阻抗轉換器，否則，阻抗不匹配會增加測量誤差。對阻抗轉換器的插入衰減，應加以修正。

   測載噪比時，噪聲電平較低，為了測量更精確，希望頻譜儀固有底噪聲低，減少加修正系數的麻煩。將頻譜儀中頻帶寬選窄些，降低頻譜儀的底噪聲。

   b. 誤碼率(BER)與載噪比C/N關系的測量

   (1) 測量

   在DVB-C中，I/Q基帶信號源采用QAM調制格式。該基帶信號源由空包發生器、MPEG-2傳輸流復用器、外碼RS編碼器、卷積交織器和QAM編碼基帶形成五部分組成。I/Q基帶信號源輸出I、Q基帶信號。

   QAM調制器將I/Q基帶信號調制成射頻信號，此射頻信號應占有一個模擬頻道的8MHz帶寬。

   噪聲源、衰減器與功率混合器可將不同電平的噪聲混入被測系統，以便測量不同載噪比的誤碼率曲線。

   功率分配器將射頻信號分成兩路，分別送到頻譜分析儀和DVB-C測試接收機上。

   (2) 誤碼率測量方法

   誤碼率測量方法有三種: 數字測試接收機法、累試法和計算機計數法。

   ● 數字測試接收機法。

   數字測試接收機中，有糾錯、檢錯電路，用超大規模集成電路便可完成。該電路糾錯、檢錯能力極強。只要糾錯前誤碼率不是特別低，就可認為糾錯后無誤碼。在數字測試接收機中，先將糾錯前、后的碼流分別記錄下來。以糾錯后的碼流為基準，測出糾錯前碼流的誤碼率。可以認為測出的誤碼率就是被測系統的誤碼率。

   ● 累試法。

   在DVB-C中，數字發送設備在有線電視臺的前端，而系統輸出口在用戶端。發、收異地使測誤碼率的偽隨機碼無法直接同步，增加了麻煩。HP-8594Q型QAM分析儀可以解決這個問題。偽隨機碼都是循環碼，收端偽隨機碼與發端完全一樣，只需要解決收、發之間位同步的問題，先將接收的偽隨機碼記錄下來，以收端自己產生的偽隨機碼為基準測出誤碼率，然后，將收端自己產生的本地偽隨機碼移一位，再測一次誤碼率，移一位測一位誤碼率，逐位試下去，直到測出誤碼率最低，就認為位同步了。測出的這個最高誤碼率就是被測系統的誤碼率。這種測誤碼率的方法，移一位，測一次，多次重復，故稱累試法。

   ● 計算機計數法。

   在發端全部用“0”(或“1”)編一個空包，接收端用計算機記下“1”(或“0”)出現的個數，再記下傳送的總碼數，就可算出誤碼率。

   (3) 測量中應注意的問題

   對DVB-C，64QAM調制的數字電視的門限點，一般為C/N=22.5dB，BER=4×10-4。這是誤碼曲線中最重要的點，是必須測的點。為了找到門限點，在門限點附近，衰減器衰減必須以0.1dB為步，慢慢變化才能較準確地測出門限點。

   用計算機計數法測誤碼率時，應記錄足夠多的錯誤比特數，最好能測出100個錯誤比特，以減少被測誤碼率的誤差。

   三 誤碼率簡易測量法

   前邊已介紹了三種誤碼率測量方法，因測數字電視誤碼率的儀表較昂貴，多數有線臺沒有，而誤碼率又是十分重要的指標，于是我們想出一個簡易測量方法，測出DVB-C系統的噪聲余量。此指標能反映數字系統的富余程序或可靠性。只要系統最差點噪聲余量大于3dB，數字系統將能可靠地工作。

   1. 噪聲余量測量基本原理

   CATV系統輸出口送出模擬和64QAM調制的數字射頻信號。其中，模擬信號的載波電平為60～70dB V，而數字載波電平比模擬低10dB，一般為50～60dB V。若有頻譜分析儀，可測出此時數字信號電平為30~40dB V。 帶輸入衰減器的放大器，其輸入衰減器由一個多圈電位器構成，衰減量約為20dB，放大器的增益為30dB左右。

   系統輸出口輸出多路射頻信號，經輸入衰減器的衰減，使在放大器輸入端的數字調制信號的載噪比達到門限點以下，在電視接收機所顯示的數字電視圖像上出現馬賽克。衰減后的射頻信號較弱，應經放大器放大才能達到DVB-C機頂盒接收的正常電平。

   二分配器將射頻信號分成電路: 其中一路送到信號電平表(能測載噪比的電平表)，測載噪比； 另一路送到DVB-C機頂盒，機頂盒將數字射頻信號解調成數字基帶信號，再由機頂盒內模擬編碼器編成模擬信號，送到電視接收機上形成電視圖像和伴音。

   2. 噪聲余量測量方法

   (1) 按圖3連接，但去掉帶輸入衰減器的放大器，將CATV系統輸出口直接接到二分配器上。

   首先，用信號電平表測載噪比。在數字調制信號鄰近的模擬頻道上，去掉模擬頻道的視頻調制信號，用信號電平表測出模擬頻道的載噪比為(C/N)0。

   然后，在電視接收機上，收看數字調制信號的圖像。此時，圖像應在主觀評價4分以上，看不到任何干擾和損傷。

   (2) 完全按圖3連接。

   在電視接收機上，收看數字調制信號的圖像。微調放大器的輸入衰減器，加大衰減量，直到電視接收機上剛剛出現馬賽克，就不再調衰減器了。

   在上邊測載噪比(C/N)0的頻道中，用信號電平表再測此時的載噪比(C/N)1。

   用噪聲余量＝(C/N)0-(C/N)1計算出噪聲余量。

   3. 測量中應注意的問題

   測量噪聲余量時，應注意以下兩個問題:

   (1) 在為不加帶輸入衰減器的放大器進行載噪比(C/N)0測量時，若射頻信號電平較低，為了避免經二分配器后信號電平更低，信號電平表固有的噪聲影響加大，需要進行修正，修正方法是: 建議去掉二分配器，此時不監看數字電視圖像，將CATV系統輸出口直接接到信號電平表上，測載噪比(C/N)0。

   當然，測載噪比(C/N)1時，也應采取和測(C/N)0時條件完全相同的方法進行。

   數字電視在門限點附近，C/N變一點，誤碼率就變化較大，非常陡峭。調多圈電位器時應緩緩移動，使衰減變化很小，才能較準確地測出門限點的載噪比(C/N)1。

   四 小結

   首先，應根據有線電視網已達到的質量指標和模擬電視頻道配置情況，選擇數字電視頻道QAM調制的階次和電平。

   其次，對有線電視網進行重點測試，要求測圖像載波電平、載噪比、載波復合三次差拍比和載波復合二次差拍比。在重點測試的基礎上，找出有線網中最薄弱的環節(電平低、干擾嚴重的幾個點)。

   最后，在最差點測系統噪聲余量，即該點實測的載噪比(C/N)0與數字電視門限點載噪比(C/N)1的差值。一般，希望系統噪聲余量在3dB以上。這樣，數字電視播出質量才有保障。

作者：DVBCN