数字电视信号的指标与常见故障分析

文丨唐殿宝

（沈阳传媒网络有限公司，沈阳 110034）

1 传输网络技术参数

HFC网络应符合GY/T 106-1999的技术要求，这是十分重要的技术保证。测量方法应符合GY/T 121-1995的有关规定。除此之外，HFC网络输出口的指标还应该符合GY/T 221—2006的技术要求。如下表。

HFC 网络输出口的技术要求

数字电视系统的组成由信源编码、复用、信道编码、调制、传输和接收等部分组成。数字前端构成：信源系统、业务系统、存储播出系统、复用加扰系统、条件接收系统、用户管理系统、编码调制系统、EPG系统、回传处理系统及其他辅助系统。

数字前端将来自信号源的多路广播电视信号进行MPEG-2信源编码编码，和MPEG-2TS复用，经过扰码、RS编码及卷积交织后，经过64QAM调制，混合成一路射频信号馈送给干线传输部分，经分配网送到用户终端。

QAM调制的数字电视信号，没有图像载波电平可取，整个限定的带宽内是平顶的，类似于有一定幅度的噪声平台，具有类似噪声的特性无峰值可言。而伴音信号经过MPEG-2编码时，和图像信号以包的方式复用到了一起。所以，QAM数字频道里没有图像载波和伴音载波，数字信号频道所指的频率就是频道的中心频率。

1.1 数字电视的信号电平

在数字调制信号中不出现载波，带内的调制信号有平坦的频谱，非常类似于噪声。如果从频谱上观察，则数字调制信号的频谱像噪声一样充满整个频道。由于数字电视信号没有载波电平，并且数字频道的频谱是类似于噪声的平台，因此，数字频道的电平是用被测频道信号的平均功率来进行测量的，称做数字频道平均功率。根据行业标准GY/T 221—2006要求，用户端输出电平要求50～75 dBμV（建议不超过65BμV），并且平均低于模拟频道信号电平10 dB，数字相邻频道间最大电平差为≤3 dB，数字频道与相邻模拟频道间最大电平差为≤10 dB。

1.2 数字电视的噪声电平测量

由于数字电视信号在频域上看就像一个噪声块，不能像测量模拟频道的噪声那样，只要离开图像载频取噪声测试点即可进行测量。不能用普通的场强仪直接测量噪声功率需要使用具有测量数字信道功能的场强仪或者频谱仪进行测量。而且要选择相邻的空闲频道来测量，因为如上所述，数字频道的由于能力具有类似于噪声的特性，无法和噪声区别开来。

1.3 误码率BER（比特误码率）

BER（比特误码率）是发生误码的位数与传输的总位数之比。BER 被叙述为大量传送码的错误码比率10的几次方来表示，例如测量得3E-7（科学计数法）表示在一千万次传送码有3次被误解，此比率是采用少数的实际传送码来实际分析并统计而推估的值，越低的BER 代表越好的效能表现，见下表。

测试的误码率的结果表示的意义

数字信号是模拟信号经过取样、量化、编码而获得，因此二元数字信号是离散的。就像二进制的的特点一样，有或无，或是和否，也就具有“断崖效应”的特点。使得接收到的数字电视信号，要么图像清晰稳定，要么就是黑屏中断或马赛克。产生这些变化的主要衡量指标就是误码率，误码率是数字系统性能的最终要求。

典型的目标值为1E-09，准无误码BER为2E-04；临界BER为1E-03；BER大于1E-03将丧失服务。尽管较差的BER 表示信号品质较差，但BER 不只是测量纯粹QAM 信号本身的情况，因为BER 测量侦测并统计每个被误解的码，他是一个灵敏的指标可指出问题是由瞬间的或突然发生的噪声干扰。

1.4 载噪比

信噪比S/N指传输信号的平均功率与噪声的平均功率之比，是基带参数，用于基带传输系统中。载噪比C/N指已调制信号的总功率与有效带宽内噪声的总功率之比，是射频参数，用于调制系统中。输入到机顶盒信号的载噪比与解调后的信噪比有的关系为：S/N=C/N+0.44(dB)。数字信号对网络参数的要求主要反映在载噪比上，在用户端电缆信号出口处数字频道载噪比达到31dB以上，就可传送64QAM信号。载噪比越高，信号质量越好，但也容易使非线性产物的增加。载噪比越低，模拟电视会出现“雪花干扰”，数字电视会出现马赛克，严重时会造成图像马赛克或黑屏。载噪比是机顶盒输入口的RF参数，误码率BER是机顶盒中解码器输入端口参数，二者一一对应。

1.5 调制误差率MER

调制误差率是所有理想矢量的平方和与所有矢量的平方和之比，用dB表示。是对数字调制信号所有损伤的最终表现。形象的说就是在星座图中，实际接收符号的位置与理想位置的距离的差距。在模拟电视中有常说的三大指（C/N、CSO、CTB）标表征模拟信号所受到的干扰。而数字电视信号是以离散的脉冲信号传输，所受的干扰并不是相应的反映在图像上，直接的影响就是误码，而由此产生马赛克，甚至黑屏。这些干扰定义为广义噪声，在这个噪声存在的情况下，并不一定产生误码，在此时测得的MER可表示数字信号的质量。如数字电视信号在临界状态 23.5dB时图像就会出马赛克，23dB 以下会随时黑屏，在 25dB 以上时图像就正常。当MER下降至24dB时，通常机顶盒就不能正确解调。在数字分配系统中，MER 值在35dB 左右时才能保证稳定的收视。对不同部分的MER指标经测试获得一些经验值：在前端>38dB，分前端>36dB，光点>34dB，用户>26dB。

2 常见故障分析

（1）机顶盒内有的节目能点播，有的节目不能点播。可能是某些频点信号不好，甚至丢失，要对线路逐级检查来解决。这种情况多是阻抗不匹配，即阻抗失配引起的。同轴电缆本身就是常规的微波传输系统，理想状态下，同轴电缆内只有入射波而没有反射波，也就是行波状态，但一般情况下，同轴电缆内的波为入射波和反射波的叠加，波的反射现象是最基本的物理现象，而这种反射现象主要取决于负载的阻抗。阻抗失配就会产生波的严重反射，反射波与入射波相叠加的结果就会造成某些频点指标劣化，从而出现上述故障。电缆连接接头安装不和要求，接触不良；同轴电缆本身挤压变形，弯折；器材空口没有接终端负载等都是引起波的反射的原因。

（2）平板电视有交流声。主要由地线噪声引起的，需要更换芯线和屏蔽线双隔离的终端盒或在机顶盒与数字信号输入线之间插接一个信号隔离器。不建议去掉保护地线，这样会使电视机的安全受到影响。

有线电视分配网络系统内部分地线之间出现电位差，即网络上有电位存在，使得用户室内零线与地线之间产生电位差。平板电视机生产符合工业电器技术标准要求，具有保护接地端，使用三项插头，外壳与大地相连。而机顶盒生产符合民用电器技术标准要求，不具有保护接地端，使用两项插头。电视机连接上机顶盒后，上述所存在的电位就会与电视机的地之间形成电流回路，这个电流窜进信号源中，就会造电视机伴音中出现交流哼声，严重的还会造成屏幕滚道干扰，甚至造成电视机的损坏。

有线电视网络接地不良，屏蔽线上有电位差存在，用户间相互隔离不好，有的用户电视机漏电，都会使这个电位差抬高。因此必须做好网络接地，符合要求，放大器也要做好接地。

（3）数字机顶盒显示正在检测智能卡。由于数字机顶盒的条件接收系统需要将IC卡带电进行授权，也就是机顶盒必须在IC卡插入，并且在接收信息的准备状态时，才能进行即时授权，否则需要经过一段时间的等待，才能得到授权。另一方面早期数字平移用户的数字机顶盒在用户携带IC卡缴费后，重新插入机顶盒后，经常出现上述现象，主要是机顶盒与IC卡芯片接触的触点由于锈蚀氧化，致使IC卡接触不良，影响收视，可将IC卡多次反复插拔几次，可恢复接触，收视正常。如果还是不解决问题，就需要到维修部门进行维修。如果屏幕提示“请插入智能卡”且读不出授权信息，则可确认该智能卡已经损坏，需要更换。