专利名称：一种对数字电视信号质量监视的方法
技术领域：
本发明涉及数字电视网络的信号进行监视的技术，特别是涉及通过对数字有线电视网络的误码率和载噪比信号进行监测的方法。
背景技术：
对数字有线电视网络的信号进行监视，主要是为了实时检测数字有线电视网络中传输的数字电视信号的质量。如果信号质量没有达到设计要求，监视设备将自动报警；监视设备的基本工作原理如图1所示数字有线电视网络监视设备通过调谐，选择多个8MHz输入信道中可利用的一个信道。当输入是数字信道时，经QAM解调器处理，在控制单元的控制下从解调器读取状态信息，经过算法处理从而得到当前有线网络中数字电视信号的质量；在此同时，解调器会输出传输流(TS)，经MPEG-2解复用器中拆分数据包，提取其中所需的业务信息和节目内容，经MPEG-2数字音视频解码，还原成非压缩的数字音视频信号。在控制单元控制下，将图像、声音、图形的数字信号转换成模拟音视频输出，从而完成数字电视节目的接收。
在进行有线电视的数字化改造的过程中，对于能实时准确的监视当前网络的数字电视信号的质量，并在前端设备出现故障时能第一时间进行纠正，有很高的需求。但是，目前尚未有能够保证上述需求的技术方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出一种对数字电视信号质量监视的方法，使用本方法实时准确的监视当前网络的数字电视信号的质量并及时控制报警。
本发明所述方法是通过如下步骤实现的
步骤一，通过读取解调芯片的寄存器值，获取待监测的数字电视信号的误码率BER和载噪比C/N参数值；步骤二，对一定时间间隔内获取的误码率BER和载噪比C/N参数值，计算其平均值；步骤三，判断该平均值是否超过控制门限值，如果没有超过，则返回步骤一，如果超过，则进行下一步；步骤四，发出报警信号，提醒人员对前端设备进行相应控制处理。
本发明通过对读取解调芯片的寄存器值，可以能实时准确的监视当前网络的数字电视信号的误码率和数字电视信号载噪比，从而在前端设备出现信号质量故障时能及时进行纠正。
图1是具有监视功能的数字有线电视网络监视设备原理框图；图2是本发明所述对数字电视信号质量监视控制的方法流程图；图3是本发明所述方法中监测数字电视信号的误码率的流程图；图4是本发明所述方法中监测数字电视信号的载噪比的流程图。
具体实施例方式
图1是具有监视功能的数字有线电视网络监视设备原理框图，已经在背景技术中作了介绍，孰不赘述。需要说明的是图1的方案中，可采用ST0297作为解调芯片。
图2是本发明所述对数字电视信号质量监视控制的方法流程图，主要步骤包括通过读取图1中的解调芯片的寄存器值，获取待监测的数字电视信号的误码率BER和载噪比C/N参数值；
对一定时间间隔内获取的误码率BER和载噪比C/N参数值，计算其平均值；判断该平均值是否超过控制预先设定的门限值，如果没有超过，则重新从寄存器读取误码率BER和载噪比C/N参数值，计算一定时间间隔内平均值，并重复判断过程，执行上面的监控过程；如果超过，则会发出报警信号，提醒工作人员对前端设备进行相应控制处理。
本发明对对数字电视信号质量监视，主要是通过提取数字电视信号误码率载噪比与控制门限值相比，决定是否发出警告并对前端设备进行处理。正常工作状态下，误码率BER和载噪比C/N在很小的范围内变动，门限值可以根据实际的网络情况和解调器情况设定，网络的情况好，可以适当的降低门限值，但是门限值最高不能超过解调器的承载范围或信号质量的最低要求。
由以上的说明可见，本方法的中心步骤就是如何获得当前信号准确的误码率BER和载噪比C/N，一定时间内的平均值是反映当前信号状态比较准确的一种方式。下面对本发明方法获得一定时间内误码率BER和载噪比C/N的平均值分别进行详细说明。
图3是本发明所述方法中监测数字电视信号的误码率的流程图；主要是为了说明如何提取数字电视信号误码率的。
数字电视信号误码率是指在网络中传输的数字电视信号出现误码的频率，它是体现数字电视信号质量的最主要的指标之一，计算方法很多，一般计算误码率的公式是BER＝ERR/N其中N是指在一段时间内传输的码字的字节数ERR是指在这N个码字出现误码的字节数在本发明中，通过读取解调芯片的寄存器值，并通过计算来获得误码率的值。图3的基本工作流程如下通过软件设置中断寄存器，使得监测设备在通过的码流的字节数达到预先设置的字节数(N)后，产生中断在每次中断时，中断服务程序会读取监测设备的错误字节计数器的数值(ERR)，并计算得到一次的BER上述步骤循环计算指定次数，即连续产生指定次数个中断信号后，最后求BER的平均值。
上述的指定次数根据监控要求而定，一般为50次。
图4是本发明所述方法中监测数字电视信号的载噪比的流程图，主要是为了说明如何提取数字电视信号的载噪比的。
数字电视信号载噪比是指已调制信号的平均功率与噪声的平均功率之比，它也是体现数字电视信号质量的最主要的指标之一，也有很多计算方法，一般计算载噪比的公式是C/N＝101g(载波功率/噪声功率)由于解调芯片的寄存器值给出了QAM的星座图(相位图)上各实际相位点与理论相位点的距离差，反映了各个相位点的扩散程度，因此，在本发明中，采用通过读取该寄存器的值，并计算和对照查表来获得载噪比的值，图4所示，基本工作流程如下首先，循环指定次数读取噪声评估寄存器的数值，利用下面的算法计算平均值Xn＝(63Xn-1+Xt)/64其中Xt每次读取的噪声评估寄存器的数值Xn-1上次求得的平均值Xn当前求得的平均值。
循环计算次数根据监控要求而定，一般为100次。将循环计算指定的次数后得到的噪声评估寄存器的数值记做Xavc。这种循环算法非常利于计算机实现，指定次数为100次，循环100即可，可以提高计算效率，降低对硬件的要求。
然后，利用平均值Xavc，通过查找表找到与平均值最接近的的两个噪声评估寄存器数值作为近似值，并将最接近平均值的近似值所对应C/N值，作为本次计算的基本C/N值，记做(C/N)idB。
查表之前，要先判断信号的相位幅度调制QAM调制方式，根据QAM调制方式判断所需的对应关系表。
表1-表5给出了现有的5中QAM调制方式的对应关系表，即QAM调制方式分别为16QAM、32QAM、64QAM、128QAM和256QAM时，C/N对应值与寄存器值的对应关系。
将求得的寄存器平均值与表中的寄存器值做差，差值最小的两个寄存器值对应寄存器值就为此次计算得到的C/N值所需的第一近似值和第二近似值，再下一步计算校正误差会用到这两个近似值。
将求得的第一寄存器近似值所对应的表中的C/N值，作为本次计算C/N的基本值C/N值，记做(C/N)idB。基本值C/N值已经可以基本的反映网络中的噪声状况，但是由于数字电视的硬件条件有限，选择的C/N对应值与寄存器值的对应关系表的跨度范围很大，直接采用基本C/N值，会造成很大的误差，所以需要在基本C/N值基础上，通过误差计算来获得比较准确的C/N值。
表1
表2
表3
表4
表5
最后，通过下面的算法，计算C/N值的校正误差，得到本次中断计算的C/N值C/N＝[(C/N)idB×100-(C/N)err]/100；其中(C/N)err＝100×(Xdef-Xave)/(Xdef-Xold)；式中，所述的Xave为通过第一步得到的平均值；所述的Xdef为通过第二步查表得到的第一近似值；所述的Xold为通过第二步查表得到的第二近似值；其中，所述第一近似值是指最接近平均值，查表得到的近似值；所述第二近似值是指次最接近平均值，查表得到的近似值；
最后得到的C/N即为本次监控过程得到的C/N载噪比值。
本发明上述的误差算法，采用第一近似值与寄存器平均值的差异来估计C/N的误差，得出反映实际情况比较准确的C/N，作为中断计算的结果。(C/N)err放大100倍是由于数字电视设备中，不支持小数运算，只能进行整数运算；将其放大100倍后，可以获得小数点后二位的精确结果，使本发明的计算方法更为准确。
本发明方法通过一定时间间隔内的平均值来得到误码率BER和载噪比C/N，这样对信号做出的判断比较准确。下面把误码率BER与BER的门限值比较；C/N与C/N的门限值比较；判断是否超出了预先设定的门限值，如果超出就发出警报，并显示信号质量不好的原因，从而实现对信号质量的及时控制和纠正。
最后所应说明的是以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种对数字电视信号质量监视的方法，其特征在于包括如下步骤步骤一，通过读取解调芯片的寄存器值，获取待监测的数字电视信号的误码率BER和/或载噪比C/N参数值；步骤二，对一定时间间隔内获取的误码率BER和/或载噪比C/N参数值，计算其平均值；步骤三，判断该平均值是否超过控制门限值，如果没有超过，则返回步骤一；如果超过，则执行步骤四；步骤四，发出报警信号，提醒人员对前端设备进行相应控制处理。
2.根据权利要求1所述的数字电视信号质量监视的方法，其特征在于所述的步骤二中，计算误码率BER的平均值，包括如下步骤步骤21，设置中断寄存器，使得监测设备在通过的码流的字节数达到预先设置的字节数(N)后，产生中断；步骤22，在每次中断时，中断服务程序会读取监测设备的错误字节计数器的数值(ERR)，并计算得到一次的BER值；步骤23，将步骤22连续循环指定次数，计算每次的BER值，然后，将所有计算得到的BER值求算术平均值。
3.根据权利要求2所述的数字电视信号质量监视的方法，其特征在于所述的步骤22中，计算BER是采用如下公式进行的BER＝ERR/N其中N 是指在一段时间内传输的码字的字节数；ERR 是指在这N个码字出现误码的字节数。
4.根据权利要求1所述的数字电视信号质量监视的方法，其特征在于所述的步骤2中，计算载噪比C/N的平均值，包括如下步骤步骤24，循环指定次数读取噪声评估寄存器的数值，并计算指定次数噪声评估寄存器数值的平均值；步骤25，利用平均值，通过查找表找到与平均值最接近的两个噪声评估寄存器数值作为近似值，并将最接近平均值的近似值所对应的C/N值作为本次计算的基本C/N值；步骤26，利用步骤25的结果，计算校正误差，从而得到本次中断的C/N值。
5.根据权利要求4所述的数字电视信号质量监视的方法，其特征在于所述步骤24中，采用如下公式计算指定次数的噪声寄存器数值的平均值Xn＝(63Xn-1+Xt)/64其中Xt每次读取的噪声评估寄存器的数值，Xn-1上次求得的平均值，Xn当前求得的平均值。
6.根据权利要求4所述的数字电视信号质量监视的方法，其特征在于所述的步骤25进一步包括如下步骤步骤251，判断信号的相位幅度调制QAM调制方式，根据QAM调制方式判断所需的对应关系表；步骤252，将求得的寄存器平均值与表中的寄存器值做差，差值最小的两个寄存器值为C/N的近似值，其中，最接近平均值的寄存器值为第一近似值，另一个为第二近似值；表中第一近似值对应的C/N值就为此次计算的基本C/N值。
7.根据权利要求6所述的数字电视信号质量监视的方法，其特征在于所述的步骤251中，QAM调制方式为16QAM，32QAM，64QAM，128QAM和256QAM，对应关系表为在以上的QAM调制方式时，C/N对应值与寄存器值的对应关系。
8.根据权利要求4所述的数字电视信号质量监视的方法，其特征在于所述的步骤26中，C/N可以通过如下公式计算C/N＝[(C/N)idB×100-(C/N)err]/100；其中(C/N)err＝100×(Xdef-Xave)/(Xdef-Xold)；式中，所述的Xave为通过步骤24得到的平均值，所述的Xdef为通过步骤25查表得到的第一近似值，所述的Xold为通过步骤25查表得到的第二近似值；其中，所述的第一近似值是指最接近平均值查表得到的近似值；所述的第二近似值是指次最接近平均值查表得到的近似值；所述的(C/N)idB是第一近似值所对应的C/N值。
全文摘要
本发明公开了一种对数字电视信号质量监视的方法，包括如下步骤首先，通过读取解调芯片的寄存器值，获取待监测的数字电视信号的误码率BER和/或载噪比C/N参数值；然后，对一定时间间隔内获取的误码率BER和/或载噪比C/N参数值，计算其平均值；接下来，判断该平均值是否超过控制门限值，如果没有超过，则返回继续对误码率BER和/或载噪比的平均值进行监控，如果超过，则发出报警信号，提醒工作人员对前端设备进行相应控制处理。本发明通过对读取解调芯片的寄存器值，实现了实时准确的监视当前网络的数字电视信号的误码率和数字电视信号载噪比，从而在前端设备出现信号质量故障时能及时进行纠正。
文档编号H04N7/64GK1607838SQ20031010044
公开日2005年4月20日 申请日期2003年10月16日 优先权日2003年10月16日
发明者王 琦 申请人:北京中视联数字系统有限公司