纠错率FEC和接收机门限关系

看到论坛热议FEC和门限的关系,虽有众高手回复正确答案,但不尽完整和详细,禁不住手痒,网上搜了搜老帖子,转来大家看一看!

“FEC”是什么？
细心的朋友会注意到,在卫视节目的参数中,有个FEC,也叫前向纠错(Forward Error Correction)。一些人会奇怪的问:FEC是什么?有什么用?既然数字机无需输入该参数,那么FEC有什么用? 其实,在卫视接收的参数中,FEC是个非常重要的数据。在早期的数字机中,例如NOKIA9500是需要输入FEC参数的。只是后来的数字机的运算速度提高,可以自动测定FEC,而不需要用户自己输入FEC参数了。但是在数字节目解码过程中,FEC还是必不可少的一个重要参数。这就像今天运算速度更快的盲扫机器不用输入参数便可以接收节目一样,但是下行频率和符码率仍是最基本的节目数据。那么FEC到底有什么作用呢?

大家都知道,数字节目和模拟节目比,效果更清晰,色彩更纯净,通透性更高,画面没有杂质干扰。这都要得益于数字信号出色的抗干扰能力。在数字信号中,为了防止外界信号干扰,保护信号不变异,要进行多重的纠错码设置。数字信号在解码过程中,对错误信号十分敏感,每秒钟只要有很小很小的误码,就无法正常解码。而数字卫星信号之所以能顺利播放,又是得益于数字信号中的纠错码的设置。在各种纠错码的设置中,被称做FEC的前向纠错是一个非常重要的防干扰算法。采用前向误差校正?FEC　方法,是为了降低数字信号的误码率,提高信号传输的可靠性。

我们知道,数字信号实际传送的是数据流,一般数据流包括以下三种:

ES流:也叫基本码流,包含视频、音频或数据的连续码流。PES流:也叫打包的基本码流,是将基本码流ES流根据需要分成长度不等的数据包,并加上包头就形成了打包的基本码流PES流。TS流:也叫传输流,是由固定长度为188字节的包组成,含有独立时基的一个或多个节目,适用于误码较多的环境。

为了能形象的、浅显易懂地说明,我们来打个比喻,如果把ES流比做产品的原材料,那么PES流就是工厂刚刚生产出来的一件产品,而TS流就是经过包装好送到商店柜台或用户手里的商品。如果ES流的重量被成为净重,那么TS流的重量就被称为毛重。读者会问,这个比喻和FEC又有何相干?从PES流到TS流,这个过程中已经加进去FEC纠错码,可以采用不同的速率?FEC rate　,在DVB-S标准中,规定5种速率—1/2、2/3、3/4、5/6、7/8。以7/8为例,其实际意义是,在一个TS流中,只有7/8的内容是装有节目内容的PES流,而另外的1/8内容,则是用来保护数据流不发生变异的纠错码。还用上面的例子做比喻,如果整个节目的符码率是毛重的话,则7/8的节目内容好比是净重,而1/8的纠错码就是包装箱的重量。

那有一点是可以肯定的,FEC纠错率越低,则纠错码占据的比例越高,同样功率时,对解码的门限要求越低,要求天线口径越小,接收越容易;FEC越高,则纠错码越低,解码门限值越高,天线口径要求越大,接收越困难。到此,读者梁兴光的疑惑可以说是解开了,但是细心的读者又会产生新的疑问:既然FEC纠错码率越低,门限越低,天线口径越小,越容易接收,为什么凤凰卫视和韩国阿里郎还要用7/8那么高的FEC码率呢?如果改用2/1的FEC,接收天线不是可以变的更小吗?这就涉及到FEC的另一个重要作用:如果纠错码过高,那么相应的节目内容占用的码率则更低,一方面降低节目画质,另一方面,如果不降低画质,则只能减少传送节目的数量了。比如梁先生提到的韩国阿里郎节目,符码率是4420,FEC是7/8;而亚洲2号各省节目的符码率也同样是4420,但是FEC则只有3/4,实际上这两个同样符码率的节目,画质并不相同,阿里郎的画质要比省台的高一些,原因是阿里郎的码流中,只拿出了8/1的码流用来保护数据流不受干扰变化,而亚洲2号的各省台则要拿出比阿里郎多一倍的1/4的码流来保护数据流。但是任何事物都有其两面性,如果阿里郎和亚洲2号各省台的节目信号强度相同,亚洲2号的省台接收起来更容易。在DVB-S标准中,只规定了1/2、2/3、3/4、5/6、7/8这5种FEC码率,

门限值是卫星接收机的一个重要技术指标，也是接收数字信号时表征能否解调出电视信号的临界点，从一定意义上讲门限值的高低代表着接收机性能的好坏，即接收机门限值越低，接收灵敏度越高，反之亦然。决定门限值高低的关键部件主要在于接收机中的高频调谐器(以下简称调谐器)，受设计和使用上的多方面因素限制，调谐器要想做得门限很低非常不易。上世纪九十年代，仅有日本产的夏普和米苏米等少数几种调谐器可以把解调门限做到6.5dB至6.0dB（当年模拟机的国标定为6.5dB），所以被称为低门限调谐器的代表，当时售价高达二百多元。随着电子技术的突飞猛进，如今调谐器的解调门限已能做到6.0dB以下，故又被习惯性地冠以“超低门限”称号，而且价格也一路降至极限。

现在，市场上出售的各种接收机实际门限一般都在4.5dB至5.5dB之间，也都符合超低门限的称号。然而发现有些品牌接收机的使用说明书对门限值指标标注得极低，有标注4.0dB的，也有标注3.2dB的，更有标注2.2dB的，果真有这么低门限的接收机吗？在探讨这个问题之前，有必要先了解一下门限值与FEC的关系。

FEC是英文“向前纠错”的缩写，为数字电视信号在压缩编码时采用的一种纠错方式，FEC共有五种控制比率，即FEC1/2、FEC2/3、FEC3/4、FEC5/6、FEC7/8。它与下行频率、极化方式、符号率共同组成一个完整的接收参数。FEC的比率不同，接收时的解调门限也不同。以东仕1DS-2000H型接收机为例，在接收不同比率FEC参数时，所显示的最低可解调门限电平分别为（参考值）：接收参数FEC1/2时解调门限2.0dB、接收参数FEC2/3解调门限3.5dB、接收参数FEC3/4时解调门限4.5dB、接收参数FEC5/6时解调门限6.0dB、接收参数FEC7/8时解调门限7.3dB。

广电总局制订的《DVB暂行技术要求》中规定门限值应≤5.5dB（FEC3/4），我们应该注意到括号内的FEC3/4，也就是说门限值的测定应以接收参数中FEC3/4为准，选用FEC3/4为测定条件是因为该比率为国内及国际数字卫星电视信号所广泛采用。有些接收机就是以此作为测定标准，在使用说明书“性能指标”一栏门限值后面用括号注明FEC3/4。如果稍加留意，就会发现那些把门限值标注极低的接收机说明书中门限值后面没有标注括号FEC3/4字样。显然这些接收机很可能不是以FEC3/4接收参数为测定条件，而是以FEC2/3或FEC1/2接收参数测定并标注的门限值指标。接收参数毕竟只有少数，因此不能做为接收解调门限的标定依据。

相信大多数卫视发烧友常常要接触到各种各样的卫星接收机，这些接收机有的说明书对门限值标注的较规范，有的则很虚假。另外现在生产的卫星接收机多以百分比为信号质量显示单位，各机之间显示的强度不统一，在接收同一参数时，有25%为门限值的，有30%为门限值的，还有35%为门限值的。总之多种多样，相互之间不好比较，无法获知它们的真实门限。下面介绍一种在没有专业测试仪器的业余条件下测试接收机门限的简易方法。

首先，要准备一台标准的超低门限接收机，而且是以“dB”为信号质量显示单位的，如2001年以前生产的东仕、海克威等，笔者使用的是东仕1DS-2000H，标称门限4.5dB（FEC3/4），与时下生产的接收机相比，尽管老接收机门限低，但功能少、换台慢、易死机，所以大都被闲置下来，现在终于又可以拿出来派上用场了。用它做为信号质量的测试机，对比参照它的信号质量显示电平，即能得出被测接收机的大致门限值。方法是先用被测接收机来接收一组参数中FEC为3/4的节目（任选），然后故意将天线的方位角或仰角偏离正确位置，使之图象出现马赛克并偶而定格，同时伴音也断断续续。此时便是被测接收机的最低可解调门限，即门限值。关机并拔下LNB和AV线，换上事先已准备好的"测试机"，开机接收同一组参数，由于老接收机比被测接收机门限低，因此图象和伴音都非常流畅。按老接收机遥控器上的信号键（也有称状态键或信息键），画面出现信号质量指示光标和直观的dB显示值，此dB值以±0.2之间动态显示，取平均数定为被测接收机的门限值。如显示4.8dB－5.2dB，那么被测接收机门限值即为5.0dB。一旦测试机开机后画面呈花版或黑屏，说明测试接收机的门限值高于被测接收机而无法正常解调出图象，按信号键后，画面显示的信号质量指示光标和dB值肯定要低于测试机标称的门限值。

特别说明：测试时两机务必选择同一接收参数，并在1小时或更短时间内完成。因为每天早、中、晚各时段的卫星功率可能有所不同，如两机对比测试间隔时间过长，将造成偏差。另外，不能否认某些测试用的接收机的实际门限可能高于标称门限，而软件编程者利用降低信号质量显示光标刻度和dB值的手段制造低门限的假象。因此测试用接收机的门限值要绝对真实，同时信号质量指示光标刻度和dB值也要准确。