- 数字电视传输系统中的关键射频测量介绍

由于Tektronix公司的设备可以测量到很高的极限MER值（QAM系统中典型值为39dB），因此，当下行信号流的MER下降因子 （安全裕度）已知或者可以在用户处或其附近进行测量时，位于前端调制器的监视设备可以提供信号质量下降的早期指示。当MER降低到24dB（对于64- QAM）或30dB（对于256-QAM）时，普通机顶盒可能就无法正确解调或无法工作了。极限MER测量功能较低的其他普通测量设备将无法给出信号质量降低的早期告警。电缆（QAM）前端的典型极限MER为35～37dB。模拟电缆系统中的MER典型值为45dB。模拟系统和数字系统中的数据相差 10dB，因此传送系统中的数字MER约为35dB。

误差矢量幅度EVM

EVM测量类似于MER，但表达形式不同。EVM表达为RMS误差矢量幅度与最大符号幅度的百分比值。信号缺陷增加时，EVM将会增大，而 MER则会减小。MER和EVM彼此可以相互进行转换。EVM是在IQ（同相与正交）星座图上检测到的载波与其理论上的准确位置（参见图3） 之间的距离，是“误差信号矢量”与“最大信号幅度”之比，表达为RMS百分比值。EVM定义在TR 101 290的一个附件中。Tektronix MTM400提供了MER和EVM两种测量能力。

调制方案与系统的各种变体

图4：QAM调制器。

卫星、电缆和陆地数字电视传输系统中的信号采用正交调制方案，这种方案通过对相位和幅度进行调制来表示数据符号。数字电视传输中最常用的调制方案都是正交调幅（QAM）的变体形式。例如，在普遍采用的陆地数字调制方案中，COFDM采用16-QAM或64-QAM，8VSB采用了一种8列体制。卫星数字电视系统中采用的数字调制方案是QPSK（正交相移键控），相当于4-QAM。QPSK是一种鲁棒性非常好的调制方案，并且已经使用多年了。 QPSK还更有效地利用了可用带宽，但需要更高的载噪比。

电缆数字电视系统建立在该基础之上，其调制方案更为多样，而且仍在不断发展之中。其他调制阶次（16-QAM、64-QAM、256-QAM和1024-QAM）可提高频谱效率，因而在特定的带宽中能够提供更多的信道。

在美国的数字电视体制中，64-QAM的传输速率可达27Mb/s，相当于在一个6MHz的带宽内传输6～10个SD信道或1个HD信道。新的压缩技术可以在256-QAM上提供多达3个HD信道。在欧洲体制中，8MHz带宽可在QAM-256上获得56Mb/s的传输速率。

除了能对卫星应用的QPSK进行测量之外， MTM400具有与上述所有QAM标准进行射频接口和测量的能力。

星座显示

星座显示是矢量示波器显示的数字等价形式，它可显示QAM信号的同相（I）分量和正交（Q）分量。符号是一个特定调制系统中所传输的最小信息成分。对于QAM-64，一个符号代表6个位，在图上绘制为一个点。这些符号位从原始的MPEG-2传输流中经过了一个复杂的代码转换处理过程。这个过程包括Reed-Solomon编码、交织、随机化、QAM附件B系统网格化和QPSK系统卷积（Viterbi）编码。其目的是为了保护和纠正位误码，提供对突发噪声的抵抗能力，并在频谱中均匀分布能量。在解码器中反向进行这一处理过程之后，必须重建准无误码位流。由于这一纠错处理，仅仅检查传输流将不会得到关于信道或调制器和处理放大器正在引入误码、使系统更接近“数字尖峰点”的任何指示。等到MPEG流中开始报告传输误码标志（TEF）的时候，采取任何纠错措施通常都已经太晚了。

星座图

星座图可以看成数字信号的一个“二维眼图”阵列，同时符号在图中所处的位置具有合理的限制或判决边界。代表各接收符号的点在图中越接近，信号质量就越高。由于屏幕上的图形对应着幅度和相位，阵列的形状可用来分析和确定系统或信道的许多缺陷和畸变，并帮助查找其原因。

星座图对于识别下列调制问题相当有用：

* 幅度失衡

* 正交误差

* 相关干扰* 相位噪声、幅度噪声

* 相位误差

* 调制误差比

远程星座图

MTM400采用了基于Web的技术，因此它的独特之处在于可以在不同的地方甚至不同的国家，通过因特网或专用网络来对一个无人值守的测试探查位置察看星座图。用户界面也具有可调余辉，可以在较早的接收载波中淡去斑点，就象在传统仪器上一样。注意：以下MTM400屏幕图形都来自通过测试设置使得MER和EVM的显示效果相似的仪器，只有星座图的显示不同。

正交误差