Müxtəlif rəqəmsal televiziya ötürmə sistemlərində etibarlı, yüksək keyfiyyətli xidmət göstərməyin sirri sistemin bütövlüyünü poza biləcək əsas amillərə diqqət yetirməkdir. Bu məqalə tamaşaçılar rəqəmsal TV xidmətini və şəklini tamamilə itirməzdən əvvəl problemləri aşkar etməyə kömək edə biləcək əsas RF ölçmələrini təsvir edir.
Şəkil 1: Var
Müasir rəqəmsal kabel, peyk və yerüstü sistemlər ənənəvi analoq televiziyadan çox fərqlənir ki, onların siqnalları naqillərdə səs-küyə, təhrifə və müdaxiləyə həssasdır. Bu gün istehlakçılar analoq televiziyaya rahatlıqla baxmağa öyrəşiblər. Şəkil keyfiyyəti pisləşirsə, insanlar daha yaxşı şəkil əldə etmək üçün adətən qapalı antenanı tənzimləyirlər. Şəkil keyfiyyəti hələ də zəif olsa belə, proqram kifayət qədər cəlbedicidirsə, səs hələ də eşidildiyi müddətdə tamaşaçılar onu izləməyə davam edəcəklər.
Rəqəmsal televiziya o qədər də sadə deyil. Bir fasilə qəbul edildikdən sonra bərpa yolu həmişə aydın olmur. Problem MPEG SI və ya PSIP cədvəli xətaları və ya sadəcə RF gücünün rəqəmsal əməliyyat həddinə və ya “sünbül” nöqtəsinə çatmaq üçün çox aşağı olması səbəbindən yarana bilər. RF problemləri aşağıdakılardan hər hansı birini əhatə edə bilər: peyk antenası və ya aşağı səs-küy blok açarı (LNB) problemləri, yerüstü RF siqnalının əks olunması, zəif səs-küy performansı və ya kanal müdaxiləsi, həmçinin kabel gücləndiricisi və ya modulyatorun nasazlığı.
Rəqəmsal TV qəbulu problemlərini həll etməyin bir neçə yolu var. Çözümlərdən biri pristavka qəbuledicilərinin siqnal keyfiyyətinə həssaslığını azaltmaqdır və daha əsaslı həll operatorların təmiz və yüksək keyfiyyətli radiotezlik siqnallarını saxlamasıdır. Bunu təmin etmək üçün Tektronix real vaxt rejimində MPEG monitorinqini və qeydini bir MTM400 alətində birləşdirən əsas RF ölçmə imkanlarını təklif edir. Bu alətlər ötürmə zəncirinin müxtəlif nöqtələrində aşağı keçid və kodlaşdırmadan, multipleksləşdirmə və remultipleksləşdirməyə və nəhayət, yuxarı keçid, başlıq və ötürücü stansiyalar vasitəsilə proqram paylanmasına qədər iqtisadi cəhətdən yerləşdirilə bilər. MTM400 ilə operatorlar xüsusi RF test avadanlığının dəyərinin bir hissəsi ilə kritik RF ölçmələri edə bilərlər. Veb əsaslı pult ötürmə zəncirində müvafiq siqnal qatında düzgün ölçmələr aparmağa imkan verir və qənaətcil nəticələr verir.
bit səhv dərəcəsi BER
Bit xətası dərəcəsi səhv bitlərin sayının ötürülən bitlərin ümumi sayına nisbətidir. Erkən rəqəmsal televiziya monitorinq qəbulediciləri rəqəmsal siqnal keyfiyyətinin yeganə ölçüsü kimi bir az səhv dərəcəsi göstəricisini təmin edirdi. Bunu etmək asandır, çünki məlumatlar adətən tuner demodulyator çipset tərəfindən təmin edilir və emal etmək asandır. Bununla belə, tünerlər tez-tez irəli xəta korreksiyasını (FEC) həyata keçirdikdən sonra BER çıxara bilər. Daha yaxşı yol, FEC-dən əvvəl BER-i ölçməkdir ki, bu da FEC-in nə qədər yaxşı olduğunu göstərə bilər. Viterbi de-interleaving prosesindən sonra Reed-Solomon (RS) deşifrəsi çıxışda kvazi xətasız siqnal vermək üçün səhv bitləri düzəldir.
Şəkil 2: MER və
Bu yanaşma ötürmə sistemi sıçrayışlardan uzaq işləyərkən, bir neçə məlumat xətası baş verdikdə və Viterbi-dən əvvəlki bit xətası dərəcəsi sıfıra yaxın olduqda işləyir. Sistem zirvəyə yaxınlaşdıqda, Viterbidən əvvəlki BER tədricən artır, Viterbidən sonra BER sürətlə artır və FEC-dən sonra (RS-dən sonra) BER kəskin şəkildə artır. Buna görə də, FEC pik bucağı kəskinləşdirmə təsirinə malikdir. Nəticədə, çox həssas bit xəta dərəcəsi ölçmələri xəbərdarlıq verə bilər, lakin hər hansı düzəldici tədbirin görülməsi üçün adətən çox gec olur. Yenə də ötürülən siqnalın keyfiyyətini sənədləşdirmək və ya kəmiyyətini müəyyən etmək üçün BER-i göstərmək faydalıdır. BER uzunmüddətli sistem tendensiyalarını qeyd etmək üçün də istifadə edilə bilər. Dövri qısamüddətli siqnal qüsurlarını müəyyən etmək üçün ən yaxşı şəkildə istifadə olunur.
BER ölçmələri tez-tez mühəndislik qeydlərində istifadə olunur və tez-tez ani nisbət və orta nisbət kimi göstərilir. Tipik hədəf dəyəri 1E-09, kvazi xətasız BER 2E-04; kritik BER 1E-03; 1E-03-dən böyük BER xidməti itirəcək.
BER-i necə təkmilləşdirmək olar—MER-dən istifadə etməklə
TR 101 290 standartı rəqəmsal televiziya sistemləri üçün ölçü meyarlarını təqdim edir. Modulyasiya xətası nisbətinin (MER) ölçülməsi qəbul edilən siqnal üçün vahid dəyər göstəricisini təmin etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. MER qəbuledicinin ötürülən siqnalı düzgün deşifrə etmək qabiliyyətinin erkən göstəricisini təmin edir. Əslində, MER qəbul edilmiş simvolun həqiqi mövqeyini (modulyasiya modelində rəqəmsal dəyəri təmsil edən) ideal mövqeyi ilə müqayisə edir. Siqnal keyfiyyəti pisləşdikcə qəbul edilmiş simvollar ideal mövqedən uzaqlaşır və MER ölçülməsi azalacaq.
Şəkil 3: Xəta vektoru.
Siqnalın keyfiyyəti pisləşməyə davam etdikcə, simvollar nəticədə səhv şifrələnəcək və bit xəta dərəcəsi artaraq həddi və ya sıçrayış nöqtəsinə çatacaq. Şəkil 1-də göstərilən qrafik MER qəbuledicisini sınaq modulatoruna qoşmaqla əldə edilmişdir. Əlaqələr qurulduqdan sonra tədricən səs-küy salın və Viterbidən əvvəl MER və BER dəyərlərini qeyd edin. Əlavə səs-küy olmadıqda, MER-in ilkin dəyəri 35dB-dir və BER hazırda sıfıra yaxındır. Qeyd etmək lazımdır ki, səs-küy artdıqca MER tədricən azalır, BER isə dəyişməz qalır. MER 26dB-ə çatdıqda, BER pik nöqtəyə yaxın olduğunu göstərən artmağa başlayır. MER göstərir ki, sistemin siqnal keyfiyyəti pik nöqtəyə çatmazdan çox əvvəl pisləşir.
MER-lərin əhəmiyyəti
Aşağı axın siqnal axınının MER azalma əmsalı (təhlükəsizlik marjası) məlum olduqda və ya istifadəçinin yanında və ya yaxınlığında yerinə yetirildikdə, Tektronix avadanlığı çox yüksək həddi MER dəyərini (QAM sistemində tipik dəyər 39dB) ölçə bildiyindən Ölçülən zaman , ön modulatorda yerləşən monitorinq avadanlığı siqnalın pozulmasının erkən göstəricisini təmin edə bilər. MER 24dB (64-QAM üçün) və ya 30dB (256-QAM üçün) səviyyəsinə düşdükdə adi pristavkalar düzgün demodulyasiya edə və ya işləməyə bilər. Aşağı həddi olan MER ölçmə imkanlarına malik digər ümumi ölçmə avadanlığı siqnalın deqradasiyası barədə erkən xəbərdarlıq edə bilməyəcək. Kabelin (QAM) ön ucunun tipik limiti MER 35-37dB-dir. Analoq kabel sistemlərində MER adətən 45dB-dir. Analoq və rəqəmsal sistemlərdə məlumatlar 10dB ilə fərqlənir, buna görə də ötürmə sistemindəki rəqəmsal MER təxminən 35dB-dir.
Səhv Vektor Böyüklük EVM
EVM ölçülməsi MER-ə bənzəyir, lakin fərqli şəkildə ifadə edilir. EVM RMS xəta vektorunun böyüklüyünün maksimum simvol böyüklüyünə faiz dəyəri kimi ifadə edilir. Siqnal qüsurları artdıqca EVM artacaq və MER azalacaq. MER və EVM bir-birinə çevrilə bilər. EVM IQ (fazadaxili və kvadrat) bürcündə aşkar edilmiş daşıyıcı ilə onun nəzəri cəhətdən dəqiq mövqeyi (Şəkil 3-ə baxın) arasındakı məsafədir və “səhv siqnalı vektorunun” ifadə edilən “maksimum siqnal amplitudası”na nisbətidir. RMS faiz dəyəri kimi. EVM TR 101 290-a əlavədə müəyyən edilmişdir. Tektronix MTM400 həm MER, həm də EVM ölçmə imkanlarını təmin edir.
Modulyasiya sxemlərinin və sistemlərinin variasiyaları
Şəkil 4: QAM modulyatoru.
Peyk, kabel və yerüstü rəqəmsal televiziya ötürmə sistemlərində siqnallar faza və amplituda modulyasiya edərək məlumat simvollarını təmsil edən kvadratur modulyasiya sxemlərindən istifadə edir. Rəqəmsal televiziya ötürülməsində istifadə olunan ən çox yayılmış modulyasiya sxemləri kvadrat amplituda modulyasiyasının (QAM) variasiyalarıdır. Məsələn, çox istifadə edilən yerüstü rəqəmsal modulyasiya sxemində COFDM 16-QAM və ya 64-QAM, 8VSB isə 8 sütunlu sistemi qəbul edir. Peyk rəqəmsal TV sistemində istifadə edilən rəqəmsal modulyasiya sxemi 4-QAM-a bərabər olan QPSK (Quadrature Phase Shift Anahtaring) sistemidir. QPSK çox güclü modulyasiya sxemidir və uzun illərdir istifadə olunur. QPSK həmçinin mövcud bant genişliyindən daha səmərəli istifadə edir, lakin daha yüksək daşıyıcı-səs nisbəti tələb edir.
Kabel rəqəmsal televiziya sistemləri bu təməl üzərində daha geniş çeşiddə modulyasiya sxemləri ilə qurulur və hələ də inkişaf edir. Digər modulyasiya əmrləri (16-QAM, 64-QAM, 256-QAM və 1024-QAM) spektral səmərəliliyi artırır və bununla da verilmiş bant genişliyində daha çox kanal təmin edir.
ABŞ-ın rəqəmsal televiziya sistemində 64-QAM-ın ötürmə sürəti 27Mb/s-ə çata bilər ki, bu da 6MHz bant genişliyində 10-1 SD kanalın və ya 6 HD kanalın ötürülməsinə bərabərdir. Yeni sıxılma texnologiyası 3-QAM-da 256-ə qədər HD kanal təqdim edə bilər. Avropa sistemində 8MHz bant genişliyi QAM-56-da 256Mb/s ötürmə sürətini əldə edə bilər.
Peyk tətbiqləri üçün QPSK-nın ölçülməsinə əlavə olaraq, MTM400 yuxarıda göstərilən QAM standartlarının hamısı ilə RF interfeysi qurmağa və ölçməyə qadirdir.
bürc nümayişi
Bürc ekranı QAM siqnalının fazadaxili (I) və kvadrat (Q) komponentlərini göstərən vektorskop displeyinin rəqəmsal ekvivalentidir. Simvol müəyyən modulyasiya sistemində ötürülən məlumatın ən kiçik komponentidir. QAM-64 üçün bir simvol 6 biti təmsil edir və qrafikdə nöqtə kimi çəkilir. Bu işarə bitləri orijinal MPEG-2 nəqliyyat axınından mürəkkəb transkodlaşdırma prosesindən keçir. Bu prosesə Reed-Solomon kodlaşdırması, interleaving, randomizə, QAM Əlavə B sistem çarxı və QPSK sisteminin konvolyusiya (Viterbi) kodlaşdırılması daxildir. Onun məqsədi bit səhvlərini qorumaq və düzəltmək, səs-küyə qarşı toxunulmazlığı təmin etmək və enerjini tezlik spektrində bərabər paylamaqdır. Dekoderdə bu prosesi tərsinə çevirdikdən sonra kvazi xətasız bit axını yenidən qurulmalıdır. Bu xətaların düzəldilməsi prosesinə görə, sadəcə nəqliyyat axınının yoxlanılması kanalın və ya modulyatorların və emal gücləndiricilərinin səhvlər təqdim etdiyinə dair heç bir əlamət verməyəcək və sistemi "rəqəmsal sünbül"ə yaxınlaşdıracaq. Nəqliyyat Xəta Bayraqları (TEF) MPEG axınında bildirilməyə başlayana qədər hər hansı düzəldici tədbir görmək üçün adətən çox gec olur.
Bürc
Bürc diaqramı rəqəmsal siqnalların "iki ölçülü göz diaqramı" massivi kimi qəbul edilə bilər və diaqramdakı simvolların mövqeyi ağlabatan məhdudiyyətlərə və ya qərar sərhədlərinə malikdir. Qrafikdə qəbul edilmiş simvolları təmsil edən nöqtələr nə qədər yaxın olsa, siqnal keyfiyyəti bir o qədər yüksək olar. Ekrandakı qrafik böyüklük və fazaya uyğun gəldiyi üçün massivin formasından sistemin və ya kanalın bir çox qüsurlarını və təhriflərini təhlil etmək və müəyyən etmək, onların səbəblərini tapmaqda kömək etmək olar.
Bürc diaqramları modulyasiya problemlərini müəyyən etmək üçün faydalıdır, məsələn:
- Amplituda balanssızlığı
- Kvadrat xətası
- Əlaqəli müdaxilə* Faza səs-küyü, amplituda səs-küyü
- Faza xətası
- Modulyasiya xətası nisbəti Uzaqdan
- Bürc
- MTM400 veb-əsaslı texnologiyadan istifadə edir, ona görə də unikaldır ki, o, müxtəlif yerlərdə və hətta müxtəlif ölkələrdə İnternet və ya şəxsi şəbəkə vasitəsilə nəzarətsiz sınaq və kəşfiyyat yeri üçün bürc xəritəsini görə bilir. İstifadəçi interfeysi həm də adi alətlərdə olduğu kimi əvvəlki qəbuledici daşıyıcılarda ləkələri aradan qaldırmaq üçün tənzimlənən davamlılığa malikdir. Qeyd: Aşağıdakı MTM400 ekran qrafiklərinin hamısı MER və EVM ekran effektləri test parametrləri vasitəsilə oxşar olan alətdəndir, yalnız bürc diaqramının ekranı fərqlidir.
- kvadratura xətası
- Kvadrat xətası simvolların süjetdəki sərhəd həddinə yaxın yerləşdirilməsinə səbəb olur, beləliklə, səs-küy marjası azalır. I və Q arasındakı fərq 90 dərəcə dəqiq olmadıqda, kvadratura xətası görünəcək. Nəticə budur ki, bürc diaqramı artıq kvadrat deyil, paraleloqram və ya romb kimi görünür. Səs xətası
- Şəkil 6: Bürcün əsasları.
- Səs-küy QAM daxil olmaqla istənilən siqnalda ən çox rast gəlinən və qaçınılmaz zəifləmədir. Əlavə ağ Qauss səs-küyü (AWGN) səs-küy pozğunluğunun ümumi növüdür. Ağ (tezlik üzərində düz güc sıxlığı funksiyası) və təbiətdə Qauss (riyazi olaraq "normal" amplituda sıxlığı) olduğundan, qəbul edilmiş simvollar ideal yerlər ətrafında paylanır.
- sıxılma qazanır
- MTM400-ün qrafik siqnal displeyi operatora künc kənarlarının yuvarlaqlaşdırılması ilə nəticələnən I və Q oxunun qazanc sıxılmasını müşahidə etməyə imkan verir, ancaq modulyator və ya fiber optik ötürmə sistemi öz hədlərinə çatdıqda. Bu zaman siqnal amplitudası yüksəkdir,
- qeyri-xəttiliyi göstərir.
- Qazanc sıxılması baş verdikdə, qrafik "yarımkürə" və ya "balıqgözü" kimi görünür. əlaqəli müdaxilə Korrelyasiya edilmiş müdaxilə baş verdikdə, kanal müdaxiləsi və ya harmonik məzmun IQ siqnalına dəqiq olaraq faza bağlıdır. Bu nöqtədə, qrafik displey donuts və ya "donut" formaları dəstidir.
- Faza səs-küyü (I, Q jitter)
- Siqnal zəncirindəki hər hansı daşıyıcı mənbə və ya yerli osilator qəbul edilmiş siqnalın üzərinə qoyulmuş faza səs-küyü və ya faza titrəməsi yaradacaq. Faza səs-küyü daşıyıcı simvolların konsentrik qövsləri kimi göstərilir.
- məqbul siqnal
- Müasir tam rəqəmsal modulyatorlarda IQ qazancı və faza xətaları adətən əhəmiyyətsizdir. Bu səhvlər yanlış hizalanma səbəbindən deyil, avadanlıqların nasazlığı səbəbindən baş verir. Digər tərəfdən, sıxılma modulatorlarda, yuxarı çeviricilərdə və ötürmə şəbəkələrində də baş verə bilər.
- Bu məqalənin xülasəsi
- Problem yaranana qədər gözləmək və onları həll etməyə çalışmaqdansa, rəqəmsal televiziya xidməti uğursuzluqdan əvvəl sistem problemlərini təxmin etmək daha yaxşıdır. MER ötürücü və sistem performansında kiçik dəyişiklikləri ölçür və istənilən kabel və peyk ötürmə sistemlərində ən yaxşı keyfiyyət amillərindən biridir. EVM və daha ənənəvi BER standart cihazlar arası yoxlamalar üçün faydalıdır və qısa müddətli siqnal deqradasiyasını müəyyən etməyə kömək edir. Bürc diaqramları qüsurları, təhrifləri və ya cihaz sapmalarını göstərə bilər və RF ötürmə sistemləri üçün etibarlı “ağıllılığın yoxlanılması”na kömək edə bilər. Bu kritik RF ölçmələrini hərtərəfli MPEG Nəqliyyat Axını monitorinqi və xəbərdarlıq imkanları ilə bir detektorda birləşdirərək, DTV operatorları sistem problemlərini izləyicinin baxışına təsir etməzdən əvvəl ilkin mərhələdə aşkar edə bilərlər. MTM400 ilə Tektronix indi bütün əsas RF ölçmələrini və interfeyslərini təmin edə və MPEG ölçmələrini vahid səmərəli monitorinq zonduna inteqrasiya edə bilir.
