1、朱畅华 综合业务网理论及关键技术国家重点实验室 西安电子科技大学 2011.2,第三章 通信系统误码率测量,1 误码率的定义,误码率是指在测量期间传输出错的码元数与传输的总码元数之比。 通常所说的误码率多指误比特率。 若传输码以码组形式出现时，其误码率可用误码组率（Block Error Ratio）表示 当传输码以字符形式出现时，其误码率可用误字符率（Character Error Ratio）表示其中，分子为传输出错的比特数，分母为传输的总比特数，t为测量时间，v为吞吐率。,误码组率,误码率是衡量数字通信系统传输质量优劣的一个重要指标。 一般说来，误码对电话的影响是产生噪声，对图像的影响
2、是造成图像失真，对数据的影响则表现为信息的丢失和错乱。 为了找出误码出现的规律，常常要计算误码组率 例如，“突发”产生的误码会导致高误码率，但由于无效数据包是以误码组形式出现的，因而需要重传的数据包数量就相对较低，即误码组率较低；与此相反，数量虽然很少，但分布却很广泛的误码产生的误码组率就较高。 根据不同的吞吐量（参见ITU V.52），误码组率可以用不同长度（511-2047比特）的测试块进行计算。,2 各种电信业务对误码性能要求,误码率与观测时间,通常不但需要测出误码率的绝对值，而且还要找出误码率随时间的分布规律，如误码是零星出现还是周期性出现的，也可能成块出现。 短期（1分钟到1小时）误
3、码测量与长期（几小时到几天之间）误码测量不同 短期误码测量：看出差错结构 长期误码测量：能找出误码与网络处理过程或环境等因素之间的关系,误码率对话音的影响,对于话音信号而言，BER是在一个较长时间内的传输码流中出现误码的概率，它对话音影响的程度取决于编码方法。对于PCM而言，误码率对话音的影响程度如右表所示,3 误码发生的原因,在电缆数字网中，发生误码的原因包括：热噪声、雷电、交换局脉冲干扰、电源干扰、串话、与电力牵引线和电力线平行产生的感应，以及人为干扰等因素。 交换局脉冲干扰随着离开交换局的距离增大而迅速减小，一般最大干扰影响常发生在交换局附近约3公里范围内。数字传输系统的规划设计应保证使
4、这些干扰影响减至最小，例如使交换局附近的再生中继段缩短，以提高抗干扰度。 电缆中的串话干扰可包含到系统设计分配的串话指标中，而不必着重考虑其对误码的影响。电话和电力牵引、电力线平行的干扰可通过路由规划避开。但像雷电这样的干扰，常无法避免。,4 误码特性的评定方法与误码性能参数,有误码秒（ES，Errored Second）：出现了1个或更多个误码的秒。有误码秒的概率（某秒是有误码秒的概率）可用下式计算：无误码秒（EFS, Error Free Second）：没有出现误码的秒。因此，1s间隔内无误码秒的概率：,是每秒中传输的比特数。,误码性能参数（续）,严重错误秒（SES，Severe Err
5、ored Second）：误码率超过了 的秒。 无误码时间间隔（EFI，Error-free Interval）：在两个时刻之间无误码的时长。在数据速率为64kb/s时，建议测量时间间隔为1s，在数据速率更高时，建议测量间隔可以是0.1s或0.01s。 可用时间和不可用时间：连续出现10个SES后就是不可用时间的开始，当线路连续10s的误码率都低于 时，表示该线路变成又可用了。,误码特性评定和度量方法,考虑到各类业务中误码影响的差异和误码发生形式的不同，有下面几种主要的误码特性评定和度量方法： （1）对于随机误码偶然发生、不成群出现的长途有线数字传输系统，其误码特性可用长期平均误比特率表征。
6、（2）对于一些易受外界环境影响的数字网络（如无线数字系统）可以采用误码的时间百分数来评定。,误码特性评定和度量方法（续）,例如：在G.821中，电话的误码性能指标采用在各 时间内误比特率超过门限值的百分数表示，而此百分数应在比 长得多的时间 （暂定为1个月）内确定。对于数据业务而言，往往比较关心在传输成组的数据字符时间里有没有误码，通常是每1秒时间里有没有误码。可以用测量时间内无误码秒所占的时间百分数或有误码秒所占的时间百分数。,5 误码率的测量,误码测量的原理其中，测试码发生器主要产生测量所需要的码流脉冲序列。误码检测器对被测系统的输入输出数字序列进行逐比特比较，对误码进行计数。在实际测量时
7、，有在线误码检测和停业务误码检测两种方法。图示的是停业务检测。,测试码发生器,测试码发生器的原理如图所示。它由码型发生电路、时钟电路、编码输出电路组成。码型发生电路产生测试数字序列，常用m序列伪随机信号，它是由移位寄存器产生的确定的数字序列，以一定的周期稳定的重复，并具有真随机序列的部分特性，序列中的“0”和“1”的个数只差1个。它接近于实际话音信号特性，又便于产生和测量。,测试码流,ITU-T对不同速率的传输系统规定了不同m序列的长度与对应的特征多项式。测试码流也可以是人工设置的8位或16位固定码型的人工码。编码输出电路将二进制信号变成AMI、HDB3、CMI等码型以便在线路上传输。此外，时
8、钟电路控制闸门的开通时间，以确定误码测量的持续时间与测量的时间间隔。,误码检测器,误码检测器由接收电路、参考码型发生电路、同步电路、误码检测电路及计数器等部分组成，如图所示。接收电路将接收到的信号解码为二进制码流，并从中恢复时钟信号。参考码型发生电路和发送部分的码型发生电路完全相同，在同步电路的控制下产生与发送端测试序列完全相同的伪随机序列。,误码检测电路的两个输入端分别接参考码发生电路产生的和经接收电路解码的接收二进制码流，对它们用异或门进行比较，如有误码异或门将输出一个脉冲，并送到计数器计数。为了能记录多码、少码、总误码数、误码秒以及误码率等，需要有几个计数器分别对它们进行计数。 误码测量的关键是接收端的参考码型发生电路与发送端的码型发生电路能同步运行。,环回测试和非环回测试,在非环回测试中，误码测试仪的发送模块和接收模块是分开的，分别连接到被测链路的两端，在发送模块开始发送测试序列时，接收模块根据接收到的数据流进行时钟和模式同步，进而进行误码率的测量。 在环回测试中，发送和接收模块都连接在被测链路的同一端，同时将远端的发送和接收线路连接在一起，这样测试序列就可以很快地从发送模块环回到接收模块。,ITU V.54中定义的误码率测试回路,
