GYT229.2-2008地面数字电视广播激励器技术要求和测量方法.pdf

'GY）中华人民共和国广播电影电视行业标准GY/T229.2-2008地面数字电视广播激励器技术要求和测量方法Technicalspecificationsandmethodsofmeasurementfordigitalterrestrialtelevisionbroadcastingexciter2008-02-28发布2008-03-01实施国家广播电影电视总局发布 GY/T229.2—2008目次前言.................................................................................II1范围................................................................................12规范性引用文件......................................................................13术语、定义、缩略语和符号............................................................13.1术语和定义........................................................................13.2缩略语............................................................................23.3符号..............................................................................24技术要求............................................................................34.1综述..............................................................................34.2一般要求..........................................................................34.3功能要求..........................................................................44.4性能要求..........................................................................45测量方法............................................................................65.1工作模式..........................................................................65.2工作频率..........................................................................65.3频率准确度........................................................................65.4频率稳定度........................................................................75.5输出功率..........................................................................75.6输出功率稳定度....................................................................75.7射频有效带宽......................................................................85.8滚降系数..........................................................................85.9信号带肩..........................................................................85.10带内不平坦度.....................................................................85.11邻频道带内无用发射功率...........................................................95.12邻频道带外无用发射功率...........................................................95.13相位噪声.........................................................................95.14峰值平均功率比..................................................................105.15调制误差率......................................................................105.16单频网延时调整范围..............................................................11附录A（资料性附录）地面数字电视广播系统工作参数......................................12I GY/T229.2—2008前言2007年8月1日起GB20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》正式实施。为规范地面数字电视广播发展，特制定本标准。请注意本标准的某些内容有可能涉及专利。本标准的发布机构不应承担识别这些专利的责任。本标准的附录A为资料性附录。本标准由全国广播电视标准化技术委员会归口。本标准起草单位：国家广播电影电视总局规划院、国家广播电影电视总局广科院。本标准主要起草人：冯景锋、刘骏、何剑辉、李国松、周兴伟、施玉海、胡毓明。II GY/T229.2—2008地面数字电视广播激励器技术要求和测量方法1范围本标准规定了符合GB20600-2006的VHF、UHF频段地面数字电视广播激励器的技术要求与测量方法。对于能够确保同样测量不确定度的任何等效方法也可以采用，有争议时应以本标准为准。本标准适用于VHF、UHF频段地面数字电视广播激励器的设计、生产、使用、运行和维护。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB20600-2006数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制GB/T14433-1993彩色电视广播覆盖网技术规定GY/T229.1-2008地面数字电视广播单频网适配器技术要求和测量方法3术语、定义、缩略语和符号3.1术语和定义下列术语和定义适用于本标准3.1.1频率合成FrequencySynthesis通过和基准频率进行加、减、乘、除等运算获得与该基准频率同等精确度和稳定度的频率信号。3.1.2有效带宽EffectiveBandwith相对信号中心频率幅度衰减3dB所对应高端与低端频率的差值。3.1.3带肩ShoulderAttenuation偏离中心频率某一规定值的带外频率点平均功率相对于中心频率点的变化量。3.1.4带内不平坦度InbandSpectrumRipple带内信号各频点平均功率相对于中心频率的幅度变化量3.1.5带外杂散Outofbandemissions带外泄漏信号功率与带内数字信号功率的比值，单位为dB。3.1.6峰值平均功率比PeakAveragePowerRatio调制信号峰值功率与平均功率的比值，单位为dB。3.1.7互补累积分布函数ComplementaryCumulativeDistributionFunction用于分析调制信号峰值功率数值统计特性的一种函数。3.1.8调制误差率ModulationErrorRatio调制信号理想符号矢量幅度平方和与符号误差矢量幅度平方和的比值，单位为dB。3.1.91 GY/T229.2—2008伪随机序列PseudoRandomSequence具有良好随机性和接近于白噪声的相关函数，并且有预知的可确定性和可重复性的二进制数据流。3.2缩略语以下缩略语适用于本标准。ACAlternatingCurrent交流ALCAutoLevelControl自动电平控制ASIAsynchronousSerialInterface异步串行接口BERBitErrorRate误比特率CCDFComplementaryCumulativeDistributionFunction互补累积分布函数D/ADigitaltoAnalogconverting数模转换FECForwardErrorCorrection前向纠错编码GPSGlobalPositionSystem全球定位系统IFIntermediateFrequency中频MERModulationErrorRatio调制误差率MFNMulti-FrequencyNetwork多频网MLCManualLevelControl手动电平控制NRNordstromRobinsonNR准正交编码PAPRPeakAveragePowerRatio峰值平均功率比QAMQuadratureAmplitudeModulation正交幅度调制RBWResolutionBandwith分辨率带宽RFRadioFrequency射频SFNSingleFrequencyNetwork单频网SIPSecondframeInitializationPacket秒初始化包TSTransportStream传送流UHFUltraHighFrequency特高频VHFVeryHighFrequency甚高频ppspulsepersecond秒脉冲3.3符号AC中心频率处信号幅度AMAX带内信号最大幅度AMIN带内信号最小幅度AP幅度差C载波数量NP相位噪声P信号功率PDA下邻频道带内信号功率PIMAGE镜像频道带内信号功率PMAX带内信号最大功率PMIN带内信号最小功率PSH二次谐波频道带内信号功率PTH三次谐波频道带内信号功率PUA上邻频道带内信号功率VP-P峰峰幅度2 GY/T229.2—2008fC信号中心频率fCMAX最大输出工作频率fCMIN最小输出工作频率fRC工作频率参考4技术要求4.1综述地面数字电视广播激励器是地面数字电视广播发射机的核心，是地面数字电视广播系统的重要组成部分。地面数字电视广播激励器的技术指标直接影响地面数字电视广播发射机性能和地面数字电视网络覆盖效果。地面数字电视广播激励器包括符合GB20600-2006规定的基带处理及D/A、频率合成及上变频、射频输出放大和监控系统等功能模块，完成从基带TS输入数据码流到符合GB20600-2006规定的UHF或VHF频段地面数字电视广播RF信号的转换。地面数字电视广播激励器框图见图1。10MHzIF本振10MHz1pps外参考监测输出监测输出监测输出RF监测输出符合ASI输入1GB20600-2006频率合成射频RF基带处理及调制输出放大信号输出ASI输入2及D/A参考时钟监控系统遥控接口监控接口图1地面数字电视广播激励器框图注：IF监测输出为可选部分4.2一般要求4.2.1环境条件a)环境温度正常工作：5℃～45℃；允许工作：0℃～50℃；b)相对湿度正常工作：≤90%（20℃）；允许工作：≤95%(无结露)；c)大气压力：86kPa～106kPa。4.2.2工作电压a)电压幅度：176V～264VAC；b)电压频率：50Hz±1Hz。3 GY/T229.2—20084.2.3接口要求a)数据输入采用ASI接口，BNC接头，阴型，输入阻抗为75Ω；b)10MHz时钟输入采用BNC接头，阴型，输入阻抗为50Ω，AC耦合，VP-P≥600mV；c)1pps输入采用BNC接头，阴型，TTL电平，输入阻抗为50Ω；d)射频输出采用SMA或BNC或N型接头，阴型，输出阻抗为50Ω；e)监测输出采用SMA或BNC接头，阴型，输出阻抗为50Ω；f)遥控、监控接口采用RS232或RS485或RJ45，其中RS232采用DB9接头，阳型；RS485采用DB9接头，阳型或阴型。4.3功能要求4.3.1工作模式支持GB20600-2006规定的全部工作模式。各种工作模式下，系统（8MHz带宽）最大净码率参见附录A。4.3.2码流备份和切换至少提供两路ASI数据输入互为备份，并具有手动和自动切换功能。4.3.3预校正具有线性和非线性预校正功能。通过预校正，可改善发射机输出信号的频谱特性。4.3.4工作频率范围符合GB/T14433-1993规定。4.3.5频率参考源有外参考源时，激励器优先使用外部参考源；无外参考源时，激励器将启用内部参考源。内外参考源可手动或自动切换。4.3.6功率控制提供手动电平控制(MLC)和自动电平控制(ALC)功率控制方式。4.3.7监控和报警提供实时监控和报警功能。监控系统检测激励器各部件的工作状态，发生异常情况时，给出报警指示，报警情况可以通过远程控制端口进行查询。监控内容和报警条件见表1。表1监控内容及报警条件监控内容报警条件输入中断、非TS流格式、码流输入输入码率大于最大净码率参考时钟失效射频本振失锁温度告警过热单频网状态无法解析SIP4.3.8自动保护提供自动保护功能。当激励器的某些部件发生严重故障时（如输出过载，功放过热等），或由于外部原因造成激励器损伤时，监控系统会自动切断激励器的射频输出或关机，避免进一步的损害。4.3.9监测输出提供10MHz监测输出、本振监测输出、IF监测输出（可选）和RF监测输出。监测输出信号用于系统设备性能测量、实时监控和广播网络运营维护。4.3.10组网方式支持多频网(MFN)或单频网(SFN)组网方式，其中SFN组网方式要求应符合GY/TXXXXX-2008的有关规定。4.4性能要求4 GY/T229.2—2008地面数字电视广播激励器性能要求见表2。表2地面数字电视广播激励器性能要求序号项目指标1工作频率符合GB/T14433-1993有关规定2单频网模式频率调节步长1Hz对于MFN模式，频率准确度：±100Hz3频率准确度对于SFN模式，频率准确度：±1Hz-7采用内部参考源时，频率稳定度≤1×104频率稳定度（3个月）-10采用外接参考源时，频率稳定度≤1×105输出功率≥0dBm6输出功率稳定度（24小时）在±0.3dB以内7射频有效带宽7.56MHz8滚降系数0.059信号带肩（fc±4.2MHz）≤-48dBc10带内不平坦度（fc±3.591MHz）在±0.5dB以内邻频道带内无用发射功率低于带内信号功率50dB11带外杂散邻频道带外无用发射功率低于带内信号功率55dB≤-60dBc/Hz@10Hz≤-75dBc/Hz@100Hz≤-85dBc/Hz@1kHz12相位噪声≤-95dBc/Hz@10kHz≤-110dBc/Hz@100kHz≤-120dBc/Hz@1MHz13峰值平均功率比（PAPR）满足CCDF曲线模板要求，见图2。14调制误差率（MER）≥36dB15单频网时延调整范围0-999.9999ms16单频网时延调整步进100ns百分比（）%累积概率及峰值平均功率比（dB）图2CCDF曲线模板5 GY/T229.2—20085测量方法5.1工作模式5.1.1测量框图工作模式测量需要的设备包括码流发生器、地面数字电视接收机、显示器或传输分析仪，地面数字电视广播激励器工作模式测量框图见图3。ASI信号误码分析仪ASI信号地面数字电视RF信号地面数字电视码流发生器激励器接收机音视频信号显示器图3工作模式测量框图5.1.2测量步骤a)如图3所示连接测量系统；b)设置激励器工作于GB20600-2006规定的工作模式之一；c)设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大净码率；d)观察误码分析仪误码率（BER）或显示器图像，判断接收机工作是否正常；e)改变激励器工作模式，重复步骤c)~d)，直至遍历GB20600-2006规定的所有工作模式。接收机工作正常判断标准：a)采用伪随机序列时，误码分析仪的1分钟BER显示为0；b)采用测试图像序列，显示器输出图像无马赛克。5.2工作频率5.2.1测量框图工作频率测量需要的设备包括码流发生器和频率计，地面数字电视广播激励器工作频率测量框图见图4。ASI信号地面数字电视RF信号码流发生器频率计激励器图4工作频率、频率准确度、频率稳定度和相位噪声测量框图5.2.2测量步骤a)如图4所示连接测量系统；b)设置激励器工作于GB20600-2006规定的工作模式之一；c)设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大净码率；d)设置激励器只输出载波射频信号；e)用频率计测量载波射频信号频率，记为激励器工作频率。5.3频率准确度5.3.1测量框图频率准确度测量需要的设备包括码流发生器和频率计，地面数字电视广播激励器频率准确度测量框图见图4。5.3.2测量步骤6 GY/T229.2—2008a)如图4所示连接测量系统；b)设置激励器工作于GB20600-2006规定的任一工作模式；c)设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大净码率；d)设置激励器只输出载波射频信号；e)用频率计测量载波射频信号频率，频率准确度为载波射频信号频率与标称工作频率之差。5.4频率稳定度5.4.1测量框图频率稳定度测量需要的设备包括码流发生器和频率计，地面数字电视广播激励器频率稳定度测量框图见图4。5.4.2测量步骤a)如图4所示连接测量系统；b)设置激励器工作于GB20600-2006规定的任一工作模式；c)设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大净码率；d)设置激励器只输出载波射频信号；e)用频率计读取载波射频信号记为fRC；f)在3个月周期内，每隔1周测量1次载波射频信号，其中最大和最小输出工作频率记为fCMAX和fCMIN，频率稳定度为fCMIN与fRC之差到fCMAX与fRC之差。5.5输出功率5.5.1测量框图额定输出功率测量需要的设备包括码流发生器和频谱分析仪，地面数字电视广播激励器输出功率测量框图见图5。ASI信号地面数字电视RF信号码流发生器频谱分析仪激励器图5输出功率、输出功率稳定度、射频标称有效频率、滚降系数、信号带肩、带内不平坦度、邻频道带内无用发射功率和邻频道带外无用发射功率测量框图5.5.2测量步骤a)如图5所示连接测量系统；b)设置激励器工作于GB20600-2006规定的任一工作模式；c)设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大净码率；d)设置频谱分析仪中心频率为激励器工作频率，测量带宽为8MHz，测量信号功率，记为P。5.6输出功率稳定度5.6.1测量框图输出功率稳定度测量需要的设备包括码流发生器和频谱分析仪，地面数字电视广播激励器输出功率稳定度测量框图见图5。5.6.2测量步骤a)如图5所示连接测量系统；b)设置激励器工作于GB20600-2006规定的任一工作模式；c)设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大净码率；7 GY/T229.2—2008d)设置频谱分析仪中心频率为激励器工作频率，测量带宽为8MHz，测量信号功率P；e)在24小时内，每小时测量1次信号功率，其中最大和最小信号功率分别记为PMAX和PMIN，输出功率稳定度为PMIN与P之差到PMAX与P之差。5.7射频有效带宽5.7.1测量框图射频有效带宽测量需要的设备包括码流发生器和频谱分析仪，地面数字电视广播激励器射频有效带宽测量框图见图5。5.7.2测量步骤a)如图5所示连接测量系统；b)设置激励器工作于GB20600-2006规定的双导频工作模式；c)设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大净码率；d)设置频谱分析仪中心频率为激励器工作频率，RBW设置为1kHz，VBW设置为1kHz；e)分别读取高端、低端导频频率fHP、fLP，射频有效带宽为fHP与fLP之差。5.8滚降系数5.8.1测量框图滚降系数测量需要的设备包括码流发生器和频谱分析仪，地面数字电视广播激励器滚降系数测量框图见图5。5.8.2测量步骤a)如图5所示连接测量系统；b)设置激励器工作于GB20600-2006规定的任一工作模式；c)设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大净码率；d)设置频谱分析仪中心频率为激励器工作频率，RBW设置为3kHz，VBW设置为3kHz，测量中心频率处信号幅度记为AC；e)分别测量高端、低端幅度为AC-40dB点频率，两者的差值为射频占用带宽，滚降系数为占用带宽与有效带宽之差和有效带宽的比值。5.9信号带肩5.9.1测量框图信号带肩测量需要的设备包括码流发生器和频谱分析仪，地面数字电视广播激励器信号带肩测量框图见图5。5.9.2测量步骤a)如图5所示连接测量系统；b)设置激励器工作于GB20600-2006规定的任一工作模式；c)设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大净码率；d)设置频谱分析仪中心频率为激励器工作频率，RBW设置为3kHz，VBW设置为3kHz，测量信号中心频率fC处信号幅度记为AC；e)分别测量fC±4.2MHz处信号幅度，信号带肩为fC±4.2MHz处信号幅度与AC的差值。5.10带内不平坦度5.10.1测量框图带内不平坦度测量需要的设备包括码流发生器和频谱分析仪，地面数字电视广播激励器带内不平坦度测量框图见图5。5.10.2测量步骤8 GY/T229.2—2008a)如图5所示连接测量系统；b)设置激励器工作于GB20600-2006规定的任一工作模式；c)设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大净码率；d)设置频谱分析仪中心频率为激励器工作频率，RBW设置为3kHz，VBW设置为3kHz，测量中心频率处幅度记为AC；e)测量带内最大和最小幅度值分别记为AMAX和AMIN，带内不平坦度为AMIN与AC的差到AMAX与AC的差。5.11邻频道带内无用发射功率5.11.1测量框图邻频道带内无用发射功率测量需要的设备包括码流发生器和频谱分析仪，地面数字电视广播激励器邻频道带内无用发射功率测量框图见图5。5.11.2测量步骤a)如图5所示连接测量系统；b)设置激励器工作于GB20600-2006规定的任一工作模式；c)设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大净码率；d)将频谱分析仪中心频率设置为激励器工作频率，测量带宽为8MHz，测量信号功率记为P；e)设置频谱分析仪中心频率为激励器工作频率的上、下邻频道中心，测量带宽为8MHz，分别测量上、下邻频功率PUA和PDA，带内无用发射功率为PUA和PDA两者较大值与P的差。5.12邻频道带外无用发射功率5.12.1测量框图邻频道带外无用发射功率测量需要的设备包括码流发生器和频谱分析仪，地面数字电视广播激励器邻频道带内无用发射功率测量框图见图5。5.12.2测量步骤a)如图5所示连接测量系统；b)设置激励器工作于GB20600-2006规定的任一工作模式；c)设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大净码率；d)设置频谱分析仪中心频率为激励器工作频率，测量带宽为8MHz，测量信号功率记为P；e)频谱分析仪中心频率分别设置为二、三次谐波频道和镜像频道中心频率，测量带宽为8MHz，分别测量上述信号功率，记为PSH、PTH、PIMAGE，邻频道带外无用发射功率为PSH、PTH、PIMAGE三者最大值与P的差。5.13相位噪声5.13.1测量框图本振相位噪声测量需要的设备包括码流发生器和频谱分析仪，地面数字电视广播激励器本振相位噪声测量框图见图4。5.13.2测量步骤频谱分析仪带相位噪声测量功能，采用测量方法一；频谱分析仪无相位噪声测量功能，采用测量方法二。5.13.2.1测量方法一a)如图4所示连接测量系统；b)设置激励器工作于GB20600-2006规定的任一工作模式；c)设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大净码率；9 GY/T229.2—2008d)设置激励器只输出载波射频信号；e)选择相位噪声测量功能，设置频谱分析仪中心频率为标称工作频率，测量带宽设置为2MHz，打印和保存本振相位噪声测量结果。5.13.2.2测量方法二a)如图4所示连接测量系统；b)设置激励器工作于GB20600-2006规定的任一工作模式；c)设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大净码率；d)设置激励器只输出载波射频信号；e)设置频谱分析仪中心频率为标称工作频率，根据测量频率点位置不同，适当设置RBW，分别测量10Hz、100Hz、1kHz、10kHz、100kHz和1MHz频率处幅度相对标称工作频率处幅度的差值，记为：Ap，并根据式（1）换算得到各频率点相位噪声。Np=Ap-10log(1.2RBW/1Hz)+2.5…………………………(1)5.14峰值平均功率比5.14.1测量框图峰值平均功率比（PAPR）测量需要的设备包括码流发生器和矢量分析仪，地面数字电视广播激励器峰值平均功率比测量框图见图6。ASI信号地面数字电视RF信号码流发生器矢量分析仪激励器图6峰值平均功率比测量框图5.14.2测量步骤a)如图6所示连接测量系统；b)设置激励器工作于GB20600-2006规定的任一工作模式；c)设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大净码率；d)设置矢量分析仪中心频率为激励器工作频率，分析带宽为8MHz；e)选择矢量分析仪的CCDF测量功能，统计样本设置为100000，在显示的CCDF曲线稳定后，保存并打印CCDF曲线，读取峰值平均功率比。5.15调制误差率5.15.1测量框图调制误差率（MER）测量需要的设备包括码流发生器和调制误差率测试仪，地面数字电视广播激励器调制误差率测量框图见图7。ASI信号地面数字电视RF信号调制误差率码流发生器激励器测试系统图7调制误差率测量框图5.15.2测量步骤a)如图7所示连接测量系统；b)设置激励器工作于GB20600-2006规定的任一工作模式；10 GY/T229.2—2008c)设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大净码率；d)调制误差率测试仪工作频率设置为激励器工作频率，读取调制误差率值。5.16单频网延时调整范围5.16.1测量框图单频网延时调整范围测量需要的设备包括码流发生器、GPS授时接收机、单频网适配器、地面数字电视接收机、显示器或传输分析仪，地面数字电视广播激励器单频网延时调整范围测量框图见图8。地面数字电视ASI信号激励器激励器110MHz1ppsRF信号ASI信号误码分析仪10MHz地面数字电视GPS授时码流发生器单频网接收机音视频信号接收机显示器适配器1pps10MHz1ppsASI信号地面数字电视激励器2图8单频网延时调整范围测量框图5.16.2测量步骤a)如图8所示连接测量系统；b)设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作模式下的最大净码率；c)设置单频网适配器工作于GB20600-2006规定的任一工作模式；d)观察激励器是否能够解析SIP包，并正确设置工作模式保证接收机正常工作；e)改变激励器延时设置，在保证接收机正常工作情况下，观察并记录单频网延时调整范围。11 GY/T229.2—2008附录A（资料性附录）地面数字电视广播系统工作参数地面数字电视广播系统最大净码率（8MHz带宽）见表A.1。表A.18MHz带宽系统净码率(Mbps)信号帧长度信号帧长度4200个符号FEC码率0.40.60.84QAM-NR5.4144QAM5.4148.12210.829映射16QAM10.82916.24321.65832QAM27.07264QAM16.24324.36532.486信号帧长度信号帧长度4375个符号FEC码率0.40.60.84QAM-NR5.1984QAM5.1987.79710.396映射16QAM10.39615.59320.79132QAM25.98964QAM15.59323.39031.187信号帧长度信号帧长度4725个符号FEC码率0.40.60.84QAM-NR4.8134QAM4.8137.2199.626映射16QAM9.62614.43819.25132QAM24.06464QAM14.43821.65828.877注：表中斜线表示该模式组合不在本标准规范之内。12 中华人民共和国广播电影电视行业标准地面数字电视广播激励器技术要求和测量方法GY/T229.2－2008*国家广播电影电视总局广播电视规划院出版发行责任编辑：王佳梅查询网址：www.abp.gov.cn北京复兴门外大街二号联系电话：（010）8609342486092923邮政编码：100866版权专有不得翻印'