星座图在数字电视的应用

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一、调制差错率(MER)、比特误码率(BER)和星座图的定义

1、MER(ModulationErrorRatio，调制误差率)

MER=10lg（[平均调制误差度）2/（平均调制度）2]调制误差率包含信号的所有类型的损伤，例如各种噪声、载波泄漏、IQ幅度不平衡、IQ相位误差、相位噪声等。MER的测试结果反映了数字接收机还原二进制数码的能力，它近似于基带信号的信噪比。测试中MER通常可由星座分析仪直接读出，结果以dB表示，且MER的值越大代表系统越好。通过观察我们发现，在干扰小的时候MER变化缓慢，随着干扰的增大，当出现误码时，MER变化很快。

2、BER（BitErrorRate，比特误码率）

BER定义为：错误比特数与全部比特数的比值。发生错误的码字数占信源发出的总码字数的比例。对于二元数字信号，由于传输的是二元比特，因此误码率称为误比特率(BER)。BER=（错误比特率）/（总比特率）数字电视信号是离散的信号，具有“断崖效应”的特点。接收到的数字电视信号要么是稳定、清晰的图像，要么表现为马赛克、静帧或图像中断现象，它没有模拟信号那种劣化的渐变过程。系统的CSO、CTB、C／N等指标都反映到误码率上，所以误码率既是数字传输系统中特有的指标，也是衡量通信系统有效性和可靠性优劣程度的重要指标。

3、星座图（Constellation）

星座图图形化地显示相应调制格式的信号幅度、相位。例如，当比特流进入64QAM调制器时，则是6个比特形成一个符号，然后这些符号就会被载波调制到正交的I、Q平面上。符号点在I/Q平面上的位置与其调制幅度、相位相对应。星座图图表可想象为带方框的数组，每个方框代表一个状态或符号。在理想的数据传输情形下，每个被接收的传送码应会落在它方框的中心点。在实际上噪声，侵入干扰与反射会让传输符号离开理论的中心点移往相邻方框的边界。相邻方框之间的分界线称为“判断门坎”，如果传送的信号被干扰推挤一个符号跨越此门坎，它会被错误的理解为属于相邻方框的符号，因此成为一个错误码。星座图最主要的作用就是帮助找寻故障的原因，并能提供造成干扰的成分。星座图中图形的位置坐标，以及图形的变化幅度都是表明某些情况的发生，通过星座图的形状可以分析出电视网络系统的运行变化，帮助技术人员找到故障原因，还可以根据星座图进行各项指标的控制。

二、MER、BER和星座图在数字电视网络中的应用

1、对数字电视信号电平，MER,BER这三个指标进行测量

在数字电视信号的调节过程中，各种原因引发的冲突都会对数字信号造成一定的干扰，而且这种干扰所反映出来的现象十分雷同，难以正确把握。当MER的指标走势低下时表示了数字信息的故障指数升高，误码率也会随之增大。当数字信号的质量下降的情况下，MER值也会降低。由于各种故障对数字信号的扰乱加强时，MER的指标就会有下降的趋势，BER的指标在没有任何的改变的情况下，扰乱的程度也会不断加强，直到固定的界限的时候，MER值将会继续降低，导致比特误码率被迫降低。

2、当所有的这些干扰在不断加深的情况下，就需要乱寻思路，找到干扰的原因，对一些细化的条件进行检测

多年的实践经验表明，MER指标的下降时数字信号差的主要原因，MER的指标对BER的指标有很强的制约作用，同时也导致了用户的信号接收情况。因此要测量调制质量参数，找出问题原因。调制质量参数主要有：调制误差率、载波抑制、幅度不平衡、正交误差、相位抖动，RS解码前误码率等。其中调制误差率反映了调制的总体质量；载波抑制、幅度不平衡等反映调制中可能引起误差的主要原因；RS解码前误码率则反映了整个信道的可靠性的性能。对数字电视信号调制的直接测量是找到信号失真源头的有用工具。

3、根据星座图的指示，对各项指标进行逐个检测

对MER指标和BER指标的检测的结果只能反应出对数字信号干扰的效果，不能从整体上表现数字信号的损害程度。通过对星座图的研究和分析，可以根据星座图显示的坐标位置和变化的形状，找到对数字信号干扰的程度，根据实际情况来分析引发信号紊乱的根源。故障来源包括系统噪声、相位噪声、相干干扰、I/Q幅度不平衡、激光器削波、交流声等。对于数字电视网络的检测通常只是对MER和BER进行准确的测量，就可以对整体的数字电视网络进行基本的管理，当数字电视网络出现的故障的情况下，才需要对各项细化指标进行测量，并利用星座图进行严密处理。为了维护数字电视网络的稳定运行，应该将三个步骤时时监控，以防止问题发生造成措手不及。

本文作者:王超工作单位:黑龙江省密山市裴德镇农垦牡丹江管理局文体中心