數(shù)字電視對(duì)外論文

1、HFC網(wǎng)絡(luò)雙向數(shù)字調(diào)制信號(hào)的技術(shù)維護(hù)規(guī)范建議 摘要：本文在介紹HFC網(wǎng)絡(luò)數(shù)字業(yè)務(wù)的各項(xiàng)指標(biāo)及其設(shè)計(jì)原理基礎(chǔ)上，以實(shí)際測(cè)量、維護(hù)的圖例說(shuō)明了HFC雙向數(shù)字調(diào)制信號(hào)的具體技術(shù)維護(hù)內(nèi)容，并對(duì)上下行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)維護(hù)需要關(guān)注的數(shù)字調(diào)制信號(hào)的部分技術(shù)參數(shù)要求做了總結(jié)。關(guān)鍵詞：MER、BER、C/N、星座圖、回傳通路衰減、Zero Span當(dāng)前HFC網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已經(jīng)占有相當(dāng)比例。為使HFC網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與模擬業(yè)務(wù)穩(wěn)定的開(kāi)展，必須及時(shí)建立HFC網(wǎng)絡(luò)數(shù)字業(yè)務(wù)的技術(shù)維護(hù)規(guī)范。本建議是在研究ETSI標(biāo)準(zhǔn)EN300429、ATSC DOC.A/64、DOCSIS SP-RF1V1.1（含EU-DOCSIS1.

2、1）、等國(guó)際技術(shù)規(guī)范；CED、IEEE、communications technology等技術(shù)刊物的基礎(chǔ)上，結(jié)合HFC網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號(hào)的維護(hù)實(shí)踐總結(jié)的。本草擬稿分為四部分。第一部分重點(diǎn)說(shuō)明下行數(shù)字調(diào)制信號(hào)的具體指標(biāo)的確定方法及在數(shù)字業(yè)務(wù)維護(hù)中的相關(guān)技術(shù)手段。第二部分說(shuō)明上行數(shù)字調(diào)制信號(hào)要求的部分指標(biāo)的確定方法及在維護(hù)中的相關(guān)技術(shù)手段。第三部分為數(shù)字調(diào)制信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)參數(shù)表。包括：下行數(shù)字調(diào)制信號(hào)的參數(shù)要求、上行數(shù)字調(diào)制信號(hào)的參數(shù)要求。最后是參考文獻(xiàn)附錄。第一部分下行數(shù)字調(diào)制信號(hào)的指標(biāo)的確定方法及在數(shù)字業(yè)務(wù)維護(hù)中的技術(shù)手段 首先介紹數(shù)字電視前端與接收的系統(tǒng)框圖如附圖一：附圖一是ETSI標(biāo)準(zhǔn)（歐洲）

3、EN300429提供參考的 CATV數(shù)字前端與接收的系統(tǒng)框圖，主要由三部分組成：CATV系統(tǒng)前端、傳輸網(wǎng)絡(luò)（HFC）、CATV有線電視綜合解碼接收機(jī)IRD（數(shù)字機(jī)頂盒）1、CATV系統(tǒng)前端用的電纜數(shù)字調(diào)制器的框圖如圖1所示，有人也稱(chēng)為全數(shù)字CATV系統(tǒng)。系統(tǒng)前端的電視數(shù)字基帶信號(hào)源主要有本地的MPEG-2節(jié)目源、接收的數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)、本地的無(wú)線電視信號(hào)（例如HDTV等）。將這些節(jié)目在CATV前端進(jìn)行編碼、復(fù)用后，進(jìn)入基帶和物理單元接口。 基帶接口與同步：將信號(hào)源格式與數(shù)字結(jié)構(gòu)進(jìn)行匹配。幀結(jié)構(gòu)應(yīng)與包含同步字節(jié)的MPEG-2傳送層一致。 同步1翻轉(zhuǎn)和隨機(jī)化：將MPEG-2幀結(jié)構(gòu)的同步1字節(jié)反相。為了

4、頻譜成形，并對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行隨機(jī)化處理，一般使用偽隨機(jī)序列對(duì)統(tǒng)計(jì)特性不好的碼列進(jìn)行擾碼（隨機(jī)化），可使輸出序列中的0與1的個(gè)數(shù)大致相同，沒(méi)有長(zhǎng)串的連續(xù)0或1，從而使碼列的特性與傳輸通道的特性相符。 RS編碼器：對(duì)每一個(gè)已隨機(jī)化的傳送包進(jìn)行截短的塊RS編碼，以產(chǎn)生誤碼保護(hù)包。這種編碼也應(yīng)用于同步字節(jié)本身。根據(jù)誤碼保護(hù)的要求，有線傳送與衛(wèi)星傳送系統(tǒng)不同，沒(méi)有使用卷積編碼，而只是使用基于RS編碼的前向糾錯(cuò)（FEC）。 卷積交織器：完成一定深度的誤碼保護(hù)包的卷積交織，同步字節(jié)不參加交織處理。這種直字節(jié)交織有利于抗突發(fā)誤碼，進(jìn)一步增強(qiáng)抵御能力（當(dāng)碼流在傳輸中突發(fā)誤碼持續(xù)多個(gè)碼元時(shí)，經(jīng)過(guò)去交織器后，連續(xù)誤碼變

5、為離散的單個(gè)誤碼即可被RS解碼器糾正）。 字節(jié)映射到m比特符號(hào)：該單元將交織器產(chǎn)生的字節(jié)映射為QAM符號(hào)，以便進(jìn)行調(diào)制。對(duì)64QAM的調(diào)制，是將8比特?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成6比特為一組的符號(hào)。 差分編碼：為獲得旋轉(zhuǎn)不變星座圖，該單元應(yīng)對(duì)每個(gè)符號(hào)的兩個(gè)最高有效位（MSB）進(jìn)行差分編碼以便獲得固定90度旋轉(zhuǎn)的QAM星座圖。 基帶成形：將經(jīng)過(guò)差分編碼的m比特符號(hào)映射為I和Q信號(hào)，在QAM調(diào)制前對(duì)I、Q信號(hào)進(jìn)行升余弦滾降平方根濾波。 QAM調(diào)制和中頻物理接口：完成QAM調(diào)制，并將QAM已調(diào)信號(hào)連接到CATV射頻信道。CATV用的QAM調(diào)制是使用兩個(gè)獨(dú)立的基帶波形對(duì)兩個(gè)相互正交的同頻載波進(jìn)行抑制載波的雙邊帶調(diào)制，利

6、用這種已調(diào)信號(hào)在同一帶寬內(nèi)頻譜正交的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)兩路并行數(shù)字信息傳輸，因此它兼顧了頻帶及功率利用率。2、傳輸網(wǎng)絡(luò)：指HFC3、CATV有線電視綜合解碼接收機(jī)（數(shù)字機(jī)頂盒）：完成與前端相反的物理過(guò)程。一、 系統(tǒng)輸出口數(shù)字調(diào)制信號(hào)的輸出功率電平1、 64QAM調(diào)制的數(shù)字頻道功率電平比模擬電視載波電平低10dB,這里數(shù)字頻道功率電平指的是平均功率電平，而不是峰值電平。因?yàn)樯漕l載波被隨機(jī)化的數(shù)字信號(hào)調(diào)制，使射頻信號(hào)呈現(xiàn)為類(lèi)似噪聲充滿(mǎn)整個(gè)頻譜。一般而言，64QAM調(diào)制數(shù)字頻道的峰值功率要比平均功率高6-10 dB、QPSK調(diào)制數(shù)字頻道的峰值功率要比平均功率高3-5dB。在網(wǎng)絡(luò)中一方面要為了防止數(shù)字信號(hào)的峰值

7、電平過(guò)高導(dǎo)致放大器壓縮、互調(diào)干擾及光發(fā)射機(jī)的限幅削波產(chǎn)生CSO、CTB等非線形產(chǎn)物對(duì)模擬信號(hào)的干擾而要降低數(shù)字信號(hào)的功率，另一方面又要盡量提高數(shù)字頻道的電平以增加信噪比，提高抗非線性及噪聲的能力。綜合起來(lái)，數(shù)字頻道的功率電平應(yīng)比模擬電視載波電平低10dB為好。2、 測(cè)量方法：第一種：用加濾波器的熱功率計(jì)法測(cè)量（因?yàn)V波器實(shí)現(xiàn)困難，較少使用）第二種：用頻譜儀Noise Marker的每Hz功率法。它是用每Hz帶寬顯示每Hz功率的方法。數(shù)據(jù)信道功率=顯示的每Hz功率+10lg（信道帶寬）注意：頻道帶外所顯示的噪聲電平應(yīng)比頻道帶內(nèi)的最大電平應(yīng)至少低15dB，且頻譜儀的基底噪聲應(yīng)比頻道帶外所顯示的噪聲電

8、平至少低10 dB時(shí)，噪聲的貢獻(xiàn)才可不計(jì)。否則應(yīng)予以修正。當(dāng)數(shù)字頻道顯示的頻譜傾斜嚴(yán)重時(shí)，測(cè)量的結(jié)果將不準(zhǔn)確。 第三種：用專(zhuān)用測(cè)量寬帶頻譜功率的儀器，可直接讀出數(shù)字頻道功率。3、 實(shí)際數(shù)字頻道的平均功率電平的確定應(yīng)與鄰近的模擬頻道電平對(duì)比，看其是否相差10 dB。如系統(tǒng)輸出口的模擬信號(hào)頻道的電平范圍在62-72 dB，則數(shù)字頻道的平均功率范圍應(yīng)在52-62 dB。二、 調(diào)制誤差率MER：指平均矢量幅度與誤差矢量幅度的有效值的比值，結(jié)果用dB表示。 實(shí)際矢量1、 圖解說(shuō)明： Q * 誤差矢量 * * * *理想矢量 * * * * I * * * * * * * 當(dāng)接收機(jī)接收信號(hào)時(shí)，在某一段時(shí)間

9、里捕獲到N個(gè)符號(hào)（應(yīng)遠(yuǎn)大于星座點(diǎn)數(shù)M），得到N個(gè)矢量，記錄他們的實(shí)際位置，而該符號(hào)的理想位置是，從而可得到誤差矢量，即實(shí)際位置到理想位置的偏移。MER反映的是實(shí)際信號(hào)對(duì)理想信號(hào)位置的總體偏移程度。2、 調(diào)制誤差率MER反映了在整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)中對(duì)信號(hào)的所有相位、幅度類(lèi)型的損傷和劣化。例如：各種非中斷性的損傷（系統(tǒng)噪聲、CSO、CTB、侵入噪聲）、相位誤差、相位噪聲等造成的相位誤差及調(diào)制器IQ幅度不平衡、放大器壓縮造成的幅度誤差等。在只考慮頻道中的高斯噪聲時(shí)，MER近視于基帶數(shù)字調(diào)制信號(hào)的SNR。MER的測(cè)試結(jié)果客觀而準(zhǔn)確的反映了數(shù)字接收機(jī)正確還原數(shù)字信號(hào)的能力，也可以看作為數(shù)字信號(hào)被正確還原的概率

10、。在考察數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)的性能、調(diào)制信號(hào)的質(zhì)量及SNR的分配時(shí)，MER比S/N更能說(shuō)明整個(gè)系統(tǒng)的性能。3、 關(guān)于MER的門(mén)限：基于8MHz的64QAM的MER門(mén)限值為24 dB，一旦低于此值，由于數(shù)字信號(hào)的“峭壁”效應(yīng)，圖象就會(huì)從滿(mǎn)意的效果轉(zhuǎn)到馬賽克現(xiàn)象、靜幀或黑屏。（這一點(diǎn)完全不同于模擬電視的圖象質(zhì)量逐漸下降，如下圖三）。一般應(yīng)給系統(tǒng)輸出4-6 dB的安全裕量。建議系統(tǒng)輸出口的MER在28 dB。前端MER值達(dá)到35 dB時(shí)將是理想情況（一般儀器的測(cè)量范圍在18-35 dB。模擬頻道圖象質(zhì)量由好到差 峭壁點(diǎn) 數(shù)字頻道 頻道噪聲由小到大 圖三：數(shù)字頻道“峭壁”效應(yīng)與模擬電視的圖象漸變4、 用專(zhuān)

11、用儀器即可通過(guò)高速計(jì)算軟件測(cè)得MER值。三、 誤差矢量幅度EVM：用百分比表示誤差矢量幅度歸一化到峰值矢量幅度的MER。EVM計(jì)算公式為Smax為最大矢量幅度EVM與MER可以相互轉(zhuǎn)化，公式為：其中V為峰值與平均電壓的比，MERv為轉(zhuǎn)化dB單位后的值，64QAM的V值取1.527。一般情況下，用MER表示系統(tǒng)狀況較好，它反映了在整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)中對(duì)信號(hào)的所有相位、幅度類(lèi)型的損傷和劣化，而S/N主要考慮的是高斯噪聲。折算后EVM取值范圍：2.62%(MER取28dB)-1.2%(MER取35dB)四、 載噪比C/N：指RF/IF信號(hào)的總功率對(duì)有效帶寬內(nèi)噪聲功率的比值，用dB表示。這只是一種傳統(tǒng)的稱(chēng)呼

12、，因?yàn)閷?shí)際上有線數(shù)字電視采用的是抑制載波的調(diào)制，傳輸中已不出現(xiàn)載波。選擇不同的噪聲帶寬就會(huì)有不同的C/N。一般有三種帶寬：頻道帶寬8MHZ、符號(hào)率帶寬F、占用帶寬（1+a）F。用占用帶寬（1+a）F作為系統(tǒng)通道內(nèi)的噪聲是DVB推薦方法。（a為64QAM升余弦滾降系數(shù)0.15）1、 實(shí)際使用兩種C/N：系統(tǒng)（通道）的C/N、接收機(jī)的Crec/Nrec。兩者的區(qū)別在帶寬的選擇上。C/N以占用帶寬（1+a）F為系統(tǒng)帶寬，代表接收機(jī)輸入濾波器之前的載噪比，Crec/Nrec以符號(hào)率為帶寬，代表接收機(jī)輸入濾波器之后的載噪比。對(duì)64QAM而言?xún)烧叩年P(guān)系為：Crec/Nrec=C/N+0.4412、 用頻譜

13、儀測(cè)量的方法：先用頻譜儀Noise marker模式測(cè)量信號(hào)的每Hz功率C，再關(guān)掉調(diào)制器的信號(hào)，用相同模式測(cè)量相同頻率點(diǎn)的噪聲功率No,兩者之差即為C/N?；蛘咴诓魂P(guān)斷調(diào)制器的情況下，測(cè)量沒(méi)有信號(hào)的相鄰頻道的噪聲功率No,則CNo即為所求。但是這種情況要求，相鄰頻道的噪聲頻譜應(yīng)較平坦。在頻道帶外所顯示的噪聲電平應(yīng)比頻道帶內(nèi)的最大電平低15dB，且頻譜儀的基底噪聲應(yīng)比頻道帶外所顯示的噪聲電平低10 dB時(shí)，噪聲的貢獻(xiàn)才可不計(jì)。3、 系統(tǒng)C/N的設(shè)計(jì)取值：設(shè)模擬電視的的輸出范圍為：62-72 dBV，當(dāng)系統(tǒng)要求載噪比為44dB時(shí)，噪聲最大可能為28 dBV。若保持?jǐn)?shù)字頻道比模擬頻道電平低10 dB

14、，即52-62 dBV，則最差的數(shù)字頻道C/N將只有52-28=24dB，而系統(tǒng)C/N的門(mén)限值（只計(jì)高斯噪聲）為23.7dB（對(duì)應(yīng)的BER為1E-04），這樣就會(huì)使系統(tǒng)處于臨界。一般應(yīng)該增加4-6dB作為余量，即系統(tǒng)C/N建議定為28dB。五、噪聲功率帶寬內(nèi)的每比特能量Eb/No：它與系統(tǒng)C/N的關(guān)系為：Eb/No=C/N10lgm (m為每個(gè)符號(hào)的比特?cái)?shù)，64QAM中m為6)六：比特誤碼率BER：錯(cuò)誤比特?cái)?shù)和發(fā)送比特總數(shù)的比，簡(jiǎn)稱(chēng)為誤碼率。它作為載噪比的函數(shù)是數(shù)字傳輸系統(tǒng)最重要的參數(shù)。數(shù)字信號(hào)不同于模擬信號(hào)，一切損傷與干擾最后都反映在BER上。系統(tǒng)可靠性最終都?xì)w結(jié)到BER這一指標(biāo)上。BER與

15、測(cè)試點(diǎn)的C/N有關(guān)。1、 準(zhǔn)確測(cè)量誤碼率要在非業(yè)務(wù)狀態(tài)下進(jìn)行?；驹硎牵涸诎l(fā)送段送出空包或偽隨機(jī)序列，收端將收到的比特流與已知的比特流對(duì)照，從而統(tǒng)計(jì)出誤碼率。有線數(shù)字電視中關(guān)心的RS解碼前（FEC）的誤碼率為1E-07-1E-03。2、 測(cè)量BER一般有兩種顯示值：FEC校正前的BER、FEC校正后的BER。FEC校正前的BER指系統(tǒng)的誤碼率（包括可校正、不可校正的誤碼），F(xiàn)EC校正后的BER指FEC不能校正的誤碼，兩者之間的不同反映了FEC工作的狀況及系統(tǒng)離失敗點(diǎn)的遠(yuǎn)近程度。高于1E-03的誤碼率則超過(guò)了系統(tǒng)FEC校正的能力，1E-04為64QAM系統(tǒng)FEC校正前的BER臨界，高于此誤碼率

16、，系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量將急劇劣化，而誤碼率在1E-06、1E-07時(shí)將會(huì)出現(xiàn)可察覺(jué)的圖象損傷，誤碼率在1E-09以下時(shí)服務(wù)質(zhì)量將相當(dāng)好。建議選擇1E-08作為系統(tǒng)FEC校正前的BER參考值。FEC校正后的BER至少應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1E-11才能達(dá)到MPEG-2解復(fù)用器的輸入要求。CATV的前向誤碼糾正FEC可將BER從1E-04提高到1E-11，確保了傳送中準(zhǔn)無(wú)誤碼（QEF）工作。3、 BER反映了限幅與失真峰值造成的影響，限幅與失真產(chǎn)生的頻譜尖峰是BER劣化的主要原因，而且限幅產(chǎn)生的問(wèn)題無(wú)法通過(guò)MER測(cè)試來(lái)讀出，必須采用誤碼檢測(cè)來(lái)捕捉。以下是幾個(gè)測(cè)試結(jié)果中常用概念： 準(zhǔn)無(wú)誤碼（QEF）：每小時(shí)少于1個(gè)不

17、可糾正的錯(cuò)誤事件 無(wú)誤碼秒：在一秒時(shí)間內(nèi)無(wú)誤碼比特誤碼秒：在一秒內(nèi)能夠被FEC校正的誤碼比特?cái)?shù)嚴(yán)重誤碼秒：在一秒內(nèi)不能被FEC校正的誤碼比特?cái)?shù)，它反映了系統(tǒng)中斷的時(shí)間。 對(duì)BER而言，因?yàn)樗茈y反映產(chǎn)生問(wèn)題的原因，系統(tǒng)一般還會(huì)關(guān)注BER與C/N或Eb/No的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)改變疊加高斯白噪聲強(qiáng)度即C/N值來(lái)評(píng)估接收機(jī)或發(fā)射機(jī)的BER性能。這需要在測(cè)量中建立對(duì)應(yīng)曲線。對(duì)64QAM調(diào)制方式，BER為1E-04是，理論的Eb/No為16.5，相應(yīng)的C/N為23.7。4、 MER與BER的關(guān)系： 在此MER范圍內(nèi)無(wú)誤碼 Q 星座圖 1E-08 BER 1E-07 1E-06 * * * 1E-05 1E

18、-04 1E-03 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 24 23 22 21 I MER 決策邊界（框）如上圖知，好的BER并不說(shuō)明有好的MER，因?yàn)樵谛亲鶊D的決策邊框內(nèi)的點(diǎn)均能恢復(fù)，但是由于存在一些偏離中心點(diǎn)（理想位置）的點(diǎn)，因此產(chǎn)生矢量誤差，導(dǎo)致了MER劣化；而且好的MER也不能表明BER一定就好，在系統(tǒng)遭到中斷類(lèi)的噪聲沖擊、激光器削波、掃描脈沖干擾、松動(dòng)的接頭時(shí)，BER會(huì)明顯劣化，但MER可能變化不大。七、噪聲裕量（NOISE MARGIN）：是接收信號(hào)的載噪比C/N與BER為1E-04 （FEC校正前）的載噪比之間的差值，用dB表示。 噪聲裕量給出了整個(gè)系統(tǒng)離

19、門(mén)限點(diǎn)的距離（how far to the cliff）即系統(tǒng)可靠性數(shù)值。噪聲裕量比單純的BER 或C/N測(cè)量更能真實(shí)、定量地反映出系統(tǒng)的安全性程度，它是描述數(shù)字系統(tǒng)的一個(gè)主要參數(shù)，反映了數(shù)字系統(tǒng)還能承受的額外噪聲能力。如果該值較大，就會(huì)保證系統(tǒng)抗噪聲的健壯性。建議選擇4dB作為系統(tǒng)值。 八、等效噪聲劣化（Equivalent Noise Degradation,END）：指實(shí)際系統(tǒng)誤碼率為1E-04時(shí)的載噪比C/N與理論上誤碼率為1E-04時(shí)的載噪比的差值，結(jié)果用dB表示。END表示了實(shí)際系統(tǒng)與理想系統(tǒng)的距離。 九、射頻載波的相位噪聲（Phase noise）：由于不穩(wěn)定的本振引入的發(fā)射機(jī)、

20、接收機(jī)、變頻器內(nèi)部相位的隨機(jī)變化。1、 相位噪聲將會(huì)使接收機(jī)取樣不確定。解調(diào)器很難對(duì)載波恢復(fù)電路中環(huán)路帶寬之外的相位噪聲校正。相位噪聲會(huì)使I/Q平面上的星座點(diǎn)出現(xiàn)圓形模糊，從而降低系統(tǒng)的噪聲裕量、BER。測(cè)量方法：載波的相位噪聲表征為偏離本振信號(hào)的某頻率點(diǎn)上的相位噪聲功率密度，即每Hz帶寬的載波功率密度與一個(gè)噪聲邊帶的固定偏離頻率點(diǎn)噪聲功率密度差值。在DVB-C中取偏離載波100KHz點(diǎn)作為相位噪聲測(cè)量點(diǎn)。十、相位抖動(dòng)（Phase jitter）：由于振蕩器的頻率和相位的起伏引起的載波相位的不確定。相位抖動(dòng)將會(huì)帶來(lái)接收機(jī)取樣的不確定，因?yàn)檩d波的再生很難跟蹤相位的起伏。在星座圖上，相位抖動(dòng)將會(huì)使

21、邊緣的符號(hào)向中間靠攏。 一般載波的相位抖動(dòng)取值在5度。十一：星座圖（Constellation）：圖形化地顯示相應(yīng)調(diào)制格式的信號(hào)（符號(hào)）幅度、相位。例如，當(dāng)比特流進(jìn)入64QAM調(diào)制器時(shí)，6個(gè)比特形成一個(gè)符號(hào)，然后這些符號(hào)就會(huì)被載波調(diào)制到正交的I、Q平面上。符號(hào)點(diǎn)在I/Q平面上的位置與其調(diào)制相位、幅度對(duì)應(yīng)。 測(cè)量MER、BER并不能全面反映數(shù)字調(diào)制信號(hào)的損傷情況。只有星座圖（Constellation）通過(guò)符號(hào)在I/Q平面上的實(shí)際位置、形狀與理想狀況的偏離（幅度與相位失真）程度對(duì)比，定性地判斷引起誤碼的各種故障來(lái)源（包括系統(tǒng)噪聲、干擾、相位噪聲、I/Q幅度不平衡、激光器削波、交流聲等）。若符號(hào)偏

22、離其理想點(diǎn)，就會(huì)產(chǎn)生誤碼，點(diǎn)偏離的程度實(shí)際上就是誤差矢量（見(jiàn)二點(diǎn)）。 下面給出幾個(gè)典型的受不同原因影響的星座圖：理想的星座圖：符號(hào)點(diǎn)均在決策邊框內(nèi)的中心點(diǎn)，說(shuō)明良好的相位噪聲、熱噪聲等，因此MER值好。熱噪聲引起的損傷 現(xiàn)象：符號(hào)點(diǎn)隨機(jī)的向外擴(kuò)展（相對(duì)于中心點(diǎn)）旋轉(zhuǎn)相位噪聲（上、下變頻器產(chǎn)生）現(xiàn)象：四個(gè)邊角的符號(hào)向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使方形的星座圖變?yōu)閳A相干干擾（如CTB、CSO等互調(diào)失真、侵入噪聲產(chǎn)物）現(xiàn)象：符號(hào)云的中心被掏空，形成圓串I/Q不平衡（前端I/Q調(diào)制器、基帶放大器、濾波器造成）現(xiàn)象：星座圖不成方形，I、Q軸即寬、高不等增益壓縮（放大器、濾波器及上、下變頻器、中頻均衡器等造成）現(xiàn)象：外部的符

23、號(hào)向中間均勻地靠攏，而中間的保持不變 中斷性的干擾及激光器削波等產(chǎn)生現(xiàn)象：在符號(hào)中心附近孤立的隨機(jī)點(diǎn)十二、自適應(yīng)均衡器（Adaptive Equalizer）：一種用來(lái)補(bǔ)償傳輸系統(tǒng)中因存在不良分配器、松動(dòng)的接頭、損壞的電纜等造成數(shù)字頻道內(nèi)的頻率響應(yīng)（In-Channel）及群時(shí)延(Group delay)失真的數(shù)字濾波器，自適應(yīng)均衡器反映了數(shù)字調(diào)制信號(hào)的線性損傷度自適應(yīng)均衡對(duì)線性失真相當(dāng)有效，但是不能抵消非線性失真。自適應(yīng)均衡的好壞決定了接收機(jī)恢復(fù)載波的性能。 頻道內(nèi)頻率響應(yīng)反映幅度損傷，群時(shí)延(Group delay)反映相位損傷。 通過(guò)均衡器的顯示，能判斷頻道內(nèi)的反射等線性失真，有的儀器還

24、能計(jì)算出產(chǎn)生反射的距離位置。 下圖為自適應(yīng)均衡器的界面圖： 細(xì)線為適應(yīng)均衡器的均衡門(mén)限 圖中最高柱形代表了測(cè)試點(diǎn)，每個(gè)柱形代表一個(gè)均衡器濾波系數(shù)以便消除信號(hào)線性失真。當(dāng)柱形接近或超過(guò)均衡門(mén)限界值時(shí)，該頻道將會(huì)受到線性失真的影響。 當(dāng)測(cè)量到均衡器難以消除的線性失真后，用頻譜儀檢測(cè)頻道的平坦度來(lái)確定線路失真的來(lái)源（如不良分配器、松動(dòng)的接頭、損壞的電纜、雙工濾波器等）并加以修復(fù)，從而減輕均衡器的校正強(qiáng)度。 一般數(shù)字機(jī)頂盒應(yīng)給出規(guī)定時(shí)間里自適應(yīng)均衡器最大的均衡量。綜上所述，HFC下行數(shù)字調(diào)制信號(hào)的技術(shù)維護(hù)指標(biāo)可以通過(guò)測(cè)量MER、BER、頻道平均功率電平及觀察星座圖來(lái)確定。根據(jù)HFC網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)結(jié)

25、構(gòu)狀況，建議上述參數(shù)的指標(biāo)按照第三部分的下行數(shù)字調(diào)制信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)分配表分配。第二部分上行數(shù)字調(diào)制信號(hào)的指標(biāo)的確定方法及維護(hù)中的技術(shù)手段HFC上行（反向、回傳）通路與下行通路有很大差異。兩者由于鏈路特性不同而使選擇的數(shù)字信號(hào)調(diào)制方式有所區(qū)別?；貍魍酚捎谔幵谝粋€(gè)容易受到噪聲侵?jǐn)_的環(huán)境（反向噪聲有五大來(lái)源：侵入噪聲、脈沖噪聲、共用通路互調(diào)失真、系統(tǒng)熱噪聲、激光器削波）里，數(shù)字信號(hào)需要的調(diào)制方式必須能較好地抵抗噪聲。一般來(lái)說(shuō)，綜合帶寬利用率及抗干擾性等因數(shù)，回傳通路的調(diào)制方式選擇QPSK或16QAM。上行信號(hào)具有很強(qiáng)的突發(fā)性，這與下行數(shù)字電視的連續(xù)性又不同，因而測(cè)量的方式及檢測(cè)維護(hù)的手段也不一樣

26、。對(duì)于上行數(shù)字調(diào)制信號(hào)的指標(biāo)最重要的是CM發(fā)射功率、CM-CMTS之間的通路衰減、S/N、BER等。一、CM-CMTS之間的通路衰減及CM發(fā)射功率電平一般CM的發(fā)射功率為QPSK：68-115 dB、16QAM：68-118 dB。而CMTS的最佳輸入功率為601 dB，這樣在CM-CMTS之間的通路衰減就有一個(gè)限定范圍。對(duì)QPSK而言為8-55 dB。但是這樣大的波動(dòng)顯然會(huì)給眾多的CM與CMTS的通信帶來(lái)障礙。對(duì)于理想系統(tǒng)，要求不同的CM發(fā)射的信號(hào)到達(dá)CMTS時(shí)的功率差在3 dB之間。因?yàn)樵贑M-CMTS之間可以通過(guò)長(zhǎng)路AGC來(lái)調(diào)整CM的發(fā)射功率以使信號(hào)到達(dá)CMTS時(shí)為最佳數(shù)值。如果反向通路

27、損耗過(guò)大，就會(huì)使CM發(fā)射功率接近極限，從而不利于CM在突發(fā)噪聲的干擾及系統(tǒng)性能下降時(shí)保持一個(gè)預(yù)留空間。如果反向通路損耗太低，則會(huì)使CM的發(fā)射功率降得較低，不利于上行信號(hào)的S/N指標(biāo)，對(duì)噪聲的沖擊容忍也會(huì)下降。因此，確定反向通路的衰減值及CM的合適發(fā)射功率非常重要。根據(jù)HFC網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況及反向通路單位增益的調(diào)整方法、回傳鏈路信號(hào)工作功率電平的設(shè)計(jì)方法，當(dāng)給CM發(fā)射功率預(yù)留13dB的裕量，即設(shè)定CM的工作值為102 dB，則可確定網(wǎng)絡(luò)歸一化的回傳損耗為423dB較為適當(dāng)。星-樹(shù)形的無(wú)緣分配網(wǎng)絡(luò)因?yàn)榛貍鲹p耗的一致性很差，為了維持歸一化的網(wǎng)絡(luò)回傳衰減要求，建議在分支線路中根據(jù)現(xiàn)狀安裝回傳步進(jìn)衰減器（對(duì)

28、正向信號(hào)基本無(wú)影響）。這樣就能保證回傳網(wǎng)絡(luò)中的眾多CM工作在良好的狀態(tài)。關(guān)于CM發(fā)射功率的測(cè)量在下面S/N的Zero Span(零頻距)測(cè)量中介紹。二：上行數(shù)字調(diào)制信號(hào)的S/NDOCSIS規(guī)定QPSK調(diào)制信號(hào)門(mén)限S/N20 dB、16QAM的門(mén)限S/N25 dB。建議HFC網(wǎng)絡(luò)QPSK調(diào)制信號(hào)的S/N22dB（在進(jìn)入前端CMTS處測(cè)得）。CM的數(shù)字信號(hào)功率電平及S/N的測(cè)量方法主要有兩種：一種是頻譜儀的最大保持法（max hold），這種方法的誤差較大，且結(jié)果與能量積累的時(shí)間有關(guān)系，使用該法很容易使結(jié)果判斷有誤，因此一般不用此法；通用的方法是頻譜儀的Zero Span(零頻距)法，實(shí)際上是把頻

29、譜儀的頻率寬度設(shè)置為0HZ，使頻譜儀從頻域測(cè)量模式轉(zhuǎn)到時(shí)域測(cè)量模式（類(lèi)似與示波器的顯示）。1、 在Zero Span(零頻距)下，設(shè)置中心頻率為CM的頻道中心Sweep time：20ms RBW=VBW=3MHZ 啟動(dòng)顯示行下圖即為在此設(shè)置下的典型圖：其中第二、四尖峰為上行帶寬請(qǐng)求數(shù)據(jù)包（Bandwidth request packets），第一、三、五為拼接數(shù)據(jù)包（ping packet returns）。從圖可以看到在一段時(shí)間各個(gè)CM突發(fā)的數(shù)據(jù)包。 2、 下面的的圖說(shuō)明的是在Zero Span(零頻距)下測(cè)量的由于反向噪聲的影響而使S/N達(dá)不到20 dB的情況：圖中數(shù)據(jù)包與脈沖噪聲的比值

30、即S/N只有11.96dB，比DOCSIS要求的S/N門(mén)限值20低，因此這個(gè)數(shù)據(jù)包將會(huì)由于噪聲的干擾而產(chǎn)生誤碼。 三、上行數(shù)字調(diào)制信號(hào)BER：由于QPSK調(diào)制方式有較強(qiáng)的抗干擾及噪聲的性能，1E-03為其FEC臨界值，1E-04的BER一般使網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性只有70%左右。建議HFC網(wǎng)絡(luò)QPSK調(diào)制信號(hào)的BER1E-06（FEC前，在進(jìn)入前端CMTS處測(cè)得）。 在當(dāng)前各種測(cè)試方法中，用模擬現(xiàn)場(chǎng)CM向前端CMTS發(fā)拼接指令包（ping command packet）的方法最準(zhǔn)確。CMTS能準(zhǔn)確地識(shí)別該測(cè)試包類(lèi)型，在接收后并通過(guò)下行通路轉(zhuǎn)發(fā)給現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試儀器，若測(cè)試包在回傳通路中受到損傷，則測(cè)試儀器就可在現(xiàn)

31、場(chǎng)確定BER。第三部分：技術(shù)指標(biāo)圖表 根據(jù)第一、二部分的分析，現(xiàn)將HFC網(wǎng)絡(luò)上下行通路實(shí)際維護(hù)需要關(guān)注的數(shù)字調(diào)制信號(hào)的部分技術(shù)參數(shù)要求列表如下：下行數(shù)字調(diào)制信號(hào)的參數(shù)要求項(xiàng)目值域系統(tǒng)輸出口電平52-62 dBV系統(tǒng)輸出口頻道間電平差相鄰數(shù)字頻道間電平差3dB,數(shù)字頻道與模擬電視頻道間電平差13dB載噪比28dB (64QAM), 31dB(256QAM)誤碼率BER1E-08(FEC前)；1E-11(FEC后)調(diào)制誤差率MER （SNR）28dB(64QAM), 31dB(256QAM)頻率穩(wěn)定度100kHz相位抖動(dòng)5度射頻載波的相位噪聲-50-70dB/Hz(100Hz/10Hz/100KH

32、z偏移）頻道內(nèi)群時(shí)延MHz內(nèi)100ns頻道內(nèi)幅度特性在任意頻道內(nèi)幅度變化范圍為6dB噪聲余量4dB誤差矢量幅度EVM2.6%單頻干擾（類(lèi)似CSO）35dB多頻干擾（類(lèi)似CTB）37dB上行數(shù)字調(diào)制信號(hào)的參數(shù)要求（含CM上行參數(shù)）項(xiàng)目值域頻率范圍5-65MHz從最遠(yuǎn)的終端到最近的終端或前端的傳輸延時(shí)0.8ms從終端到前端的總回傳損耗423 dB有效頻道載噪比22dB(QPSK)；25dB(16QAM)有效頻道的載波與侵入噪聲(離散和寬帶侵入信號(hào)之和)總功率比22dB有效頻道的載波與干擾(噪聲、失真、共路失真CPD、交調(diào)產(chǎn)物總和)比22dB載波哼聲調(diào)制7%群時(shí)延變化22MHz內(nèi)不大于100ns回波值15%誤碼率BER1E-06(FEC前)CM發(fā)射電平范圍QPSK：68-115 dB16QAM：6