星座圖在數字電視的應用

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一、調制差錯率(MER)、比特誤碼率(BER)和星座圖的定義

1、MER(ModulationErrorRatio，調制誤差率)

MER=10lg（[平均調制誤差度）2/（平均調制度）2]調制誤差率包含信號的所有類型的損傷，例如各種噪聲、載波泄漏、IQ幅度不平衡、IQ相位誤差、相位噪聲等。MER的測試結果反映了數字接收機還原二進制數碼的能力，它近似于基帶信號的信噪比。測試中MER通常可由星座分析儀直接讀出，結果以dB表示，且MER的值越大代表系統越好。通過觀察我們發現，在干擾小的時候MER變化緩慢，隨著干擾的增大，當出現誤碼時，MER變化很快。

2、BER（BitErrorRate，比特誤碼率）

BER定義為：錯誤比特數與全部比特數的比值。發生錯誤的碼字數占信源發出的總碼字數的比例。對于二元數字信號，由于傳輸的是二元比特，因此誤碼率稱為誤比特率(BER)。BER=（錯誤比特率）/（總比特率）數字電視信號是離散的信號，具有“斷崖效應”的特點。接收到的數字電視信號要么是穩定、清晰的圖像，要么表現為馬賽克、靜幀或圖像中斷現象，它沒有模擬信號那種劣化的漸變過程。系統的CSO、CTB、C／N等指標都反映到誤碼率上，所以誤碼率既是數字傳輸系統中特有的指標，也是衡量通信系統有效性和可靠性優劣程度的重要指標。

3、星座圖（Constellation）

星座圖圖形化地顯示相應調制格式的信號幅度、相位。例如，當比特流進入64QAM調制器時，則是6個比特形成一個符號，然后這些符號就會被載波調制到正交的I、Q平面上。符號點在I/Q平面上的位置與其調制幅度、相位相對應。星座圖圖表可想象為帶方框的數組，每個方框代表一個狀態或符號。在理想的數據傳輸情形下，每個被接收的傳送碼應會落在它方框的中心點。在實際上噪聲，侵入干擾與反射會讓傳輸符號離開理論的中心點移往相鄰方框的邊界。相鄰方框之間的分界線稱為“判斷門坎”，如果傳送的信號被干擾推擠一個符號跨越此門坎，它會被錯誤的理解為屬于相鄰方框的符號，因此成為一個錯誤碼。星座圖最主要的作用就是幫助找尋故障的原因，并能提供造成干擾的成分。星座圖中圖形的位置坐標，以及圖形的變化幅度都是表明某些情況的發生，通過星座圖的形狀可以分析出電視網絡系統的運行變化，幫助技術人員找到故障原因，還可以根據星座圖進行各項指標的控制。

二、MER、BER和星座圖在數字電視網絡中的應用

1、對數字電視信號電平，MER,BER這三個指標進行測量

在數字電視信號的調節過程中，各種原因引發的沖突都會對數字信號造成一定的干擾，而且這種干擾所反映出來的現象十分雷同，難以正確把握。當MER的指標走勢低下時表示了數字信息的故障指數升高，誤碼率也會隨之增大。當數字信號的質量下降的情況下，MER值也會降低。由于各種故障對數字信號的擾亂加強時，MER的指標就會有下降的趨勢，BER的指標在沒有任何的改變的情況下，擾亂的程度也會不斷加強，直到固定的界限的時候，MER值將會繼續降低，導致比特誤碼率被迫降低。

2、當所有的這些干擾在不斷加深的情況下，就需要亂尋思路，找到干擾的原因，對一些細化的條件進行檢測

多年的實踐經驗表明，MER指標的下降時數字信號差的主要原因，MER的指標對BER的指標有很強的制約作用，同時也導致了用戶的信號接收情況。因此要測量調制質量參數，找出問題原因。調制質量參數主要有：調制誤差率、載波抑制、幅度不平衡、正交誤差、相位抖動，RS解碼前誤碼率等。其中調制誤差率反映了調制的總體質量；載波抑制、幅度不平衡等反映調制中可能引起誤差的主要原因；RS解碼前誤碼率則反映了整個信道的可靠性的性能。對數字電視信號調制的直接測量是找到信號失真源頭的有用工具。

3、根據星座圖的指示，對各項指標進行逐個檢測

對MER指標和BER指標的檢測的結果只能反應出對數字信號干擾的效果，不能從整體上表現數字信號的損害程度。通過對星座圖的研究和分析，可以根據星座圖顯示的坐標位置和變化的形狀，找到對數字信號干擾的程度，根據實際情況來分析引發信號紊亂的根源。故障來源包括系統噪聲、相位噪聲、相干干擾、I/Q幅度不平衡、激光器削波、交流聲等。對于數字電視網絡的檢測通常只是對MER和BER進行準確的測量，就可以對整體的數字電視網絡進行基本的管理，當數字電視網絡出現的故障的情況下，才需要對各項細化指標進行測量，并利用星座圖進行嚴密處理。為了維護數字電視網絡的穩定運行，應該將三個步驟時時監控，以防止問題發生造成措手不及。

本文作者:王超工作單位:黑龍江省密山市裴德鎮農墾牡丹江管理局文體中心