2025年大学(广播电视工程)信号传输技术综合测试题及答案

2025年大学(广播电视工程)信号传输技术综合测试题及答案一、名词解释（每题4分，共20分）1.DTMB-A帧头PN序列匹配接收2.AVS3编码层ROI可伸缩传输适配3.5GNR广播组播（MBSFN）单频网时延校准阈值4.低轨卫星广电传输的多普勒频移预补偿5.全IP化广电传输的PTP精确时间同步精度要求二、单项选择题（每题2分，共20分）1.我国2025年进入规模部署阶段的第二代地面数字电视传输标准DTMB-A，在8MHz模拟带宽下采用16384QAM调制、5/6LDPC码率、短帧结构配置时的单频点最高净荷传输速率为（）A.32.4MbpsB.42.3MbpsC.53.4MbpsD.68.7Mbps2.广电国家干线传输网普遍采用G.652D低水峰单模光纤，该类型光纤在1550nm通信窗口的典型衰减系数（含固定熔接损耗）为（）A.0.22dB/kmB.0.35dB/kmC.0.5dB/kmD.1.0dB/km3.3GPPR17版本定义的5GNRMBSFN单频网传输模式下，为避免符号间干扰，相邻基站发射的同源广播信号到达同一接收终端的最大时延差不得超过当前配置下保护间隔长度的（）A.1/10B.1/4C.1/2D.3/44.我国超高清电视传输统一采用AVS3编码标准，典型配置下4K/50P、10bit、HDR格式超高清节目的压缩后传输码率区间为（）A.8-12MbpsB.18-25MbpsC.36-45MbpsD.60-80Mbps5.全国有线电视网络整合完成后，采用C-DOCSIS3.1技术标准的HFC接入网，下行传输信号的规划频段为（）A.5-204MHzB.258-1218MHzC.1218-1800MHzD.2400-2500MHz6.我国广电行业规划的低轨卫星广播电视传输星座工作在Ku频段，地面固定接收场景下，实现准无差错接收（BER=1e-11）所需的最小晴天载噪比阈值为（）A.3dBB.7dBC.12dBD.18dB7.全IP化广电传输系统采用IEEE1588v2（PTPv2）协议实现端到端时间同步，为满足8K超高清节目帧级切换、地面单频网同步发射的要求，端到端时钟相位误差需控制在（）以内A.±1μsB.±1msC.±10msD.±100ms8.国家应急广播体系技术规范要求，采用地面无线方式覆盖的村级大喇叭系统，从播控平台发出信号到终端喇叭播出的端到端音频时延不得超过（）A.10msB.100msC.1sD.5s9.DTMB-A单频网组网时，为保障重叠覆盖区的信号接收质量，相邻发射台站的同源信号发射时间差校准精度需达到（）A.±1μsB.±10μsC.±100μsD.±1ms10.1550nm波长外调制光发射机应用于长距离光纤传输时，为避免受激布里渊散射（SBS）效应引发的信号非线性失真，单波长入纤光功率的典型安全上限为（）A.+3dBmB.+10dBmC.+18dBmD.+25dBm三、多项选择题（每题4分，共20分，多选、少选、错选均不得分）1.2025年我国建成的“天地一体”广电信号传输体系，核心组成部分包括（）A.DTMB-A地面数字电视单频网B.中星系列地球同步轨道直播卫星系统C.低轨宽带广电传输星座D.全国有线电视光纤骨干传输网E.5GNR广播蜂窝覆盖网络2.广电全IP化传输网络中，可能造成信号传输质量损伤的因素有（）A.长距离光纤链路的偏振模色散B.IP交换网络的数据包丢包与时延抖动C.以太网交换机的帧存储转发时延不对称D.级联EDFA的自发辐射噪声累积E.无线传输路径的多径衰落与多普勒频移3.下列关于DTMB-A传输系统技术特征的描述，符合标准定义与工程实际的有（）A.支持4096QAM、16384QAM高阶调制，频谱效率较初代DTMB标准最高工作模式提升65%以上B.采用LDPC+BCH级联纠错编码机制，加性高斯白噪声信道下载噪比12dB时即可实现1e-11的准无差错接收C.支持多档保护间隔配置，最长保护间隔达512μs，单频网场景下支持相邻发射站间距100km以上D.具备完全向后兼容性，现有初代DTMB终端可通过固件升级接收DTMB-A信号，支持网络平滑演进E.固定配置1kHz子载波间隔，可支持最高500km/h的高速移动场景接收4.广电信号传输系统中，用于保障内容安全与传输可靠性的技术手段包括（）A.传输链路主备路由冗余配置与自动切换B.AVS3码流的CA条件接收加密与数字水印嵌入C.光链路光功率、误码率的实时监测与阈值告警D.单频网多站点重叠覆盖实现接收冗余E.IP传输层的前向纠错（FEC）与选择性丢包重传（ARQ）5.下列关于8K超高清节目信号传输的技术要求，符合行业规范的有（）A.采用AVS3编码时，8K/50P、10bit、HDR格式节目的典型传输码率区间为80-120MbpsB.通过SDH干线系统传输时，需采用10Gbps及以上速率的光通道实现硬管道承载C.IP化传输时支持TSoverIP或SMPTEST2110标准封装格式D.通过地面数字电视频道传输时，需采用多频点绑定技术聚合带宽才能满足码率需求E.接收端解码缓冲区需支持最大1000ms的网络抖动适配四、简答题（每题5分，共20分）1.简述5GNR广播与传统DTMB-A地面数字电视单频网在传输机制上的核心差异。2.简述全IP化广电传输网络中，端到端PTP时间同步误差的主要来源。3.简述低轨卫星传输广播电视信号时多普勒频移的产生原因及工程常用补偿方案。4.简述广电HFC网络正向光链路调试的核心工程指标要求。五、计算与综合分析题（每题10分，共20分）1.某地级市规划建设DTMB-A地面数字电视单频网实现全域覆盖，单站覆盖半径要求为50km，采用8MHz信道带宽、OFDM调制，配置保护间隔长度378μs、LDPC码率3/4、4096QAM调制，对应单频点系统净荷传输速率为42.3Mbps。（1）计算该配置下保护间隔可容忍的最大多径时延差与对应最大路径差，判断是否满足50km覆盖半径下的单频网时延差要求；（2）若该频点计划承载12套AVS3编码高清节目（每套平均码率1.5Mbps）、1套AVS3编码4K超高清节目（平均码率20Mbps），计算当前配置下的系统净荷冗余率，并说明是否满足应急广播插播、数据广播等附加业务的承载需求（附加业务合计需3Mbps传输带宽）。2.某省级广电干线传输网采用G.652D光纤建设，链路全长300km，采用1550nm外调制光发射机，光放大器采用增益平坦EDFA，每80km设置一个光放段，最后一个光放段长度为60km；光纤链路每公里衰减（含熔接损耗、活动接头损耗）为0.22dB，每台EDFA的噪声系数为5dB，发射机输出光功率为+4dBm，EDFA增益设置为刚好补偿对应光放段的光纤衰减，接收端光接收机的接收灵敏度为-28dBm（对应误码率1e-9），系统要求接收端载噪比CNR≥48dB。（1）计算全程链路的总衰减，判断光功率预算是否满足接收灵敏度要求；（2）计算所有EDFA级联后的接收端光信噪比（OSNR，0.1nm参考带宽），判断是否满足载噪比要求。参考答案一、名词解释1.DTMB-A帧头PN序列匹配接收：我国第二代地面数字电视标准DTMB-A采用伪随机（PN）序列作为OFDM帧的帧头填充字段，接收端通过本地生成与发射端一致的PN序列，与接收信号做滑动相关运算，可同时完成帧同步捕获、载波频偏估计、信道冲激响应测量等核心接收处理流程；相较于传统的连续导频辅助同步方式，PN序列匹配接收可提升频谱利用率2%以上，在多径时延扩展100μs的复杂城市信道环境下，同步捕获概率可达99.99%，支持最高350km/h的高速移动接收。2.AVS3编码层ROI可伸缩传输适配：我国自主研发的第三代音视频编码标准AVS3定义的感兴趣区域（ROI）可伸缩编码传输机制，可对画面中的核心信息区域（如应急广播字幕、赛事核心画面、新闻播报主体）采用高码率、高保真的基础编码层，对非核心背景区域采用低码率的增强编码层；传输过程中可根据实时信道带宽动态丢弃非核心区域的增强层码流，在信道带宽波动≥30%的场景下仍可保障核心信息的清晰接收，同等画质下编码效率较非ROI编码模式提升25%以上。3.5GNR广播组播（MBSFN）单频网时延校准阈值：3GPPR17版本定义的5GNR多媒体广播组播单频网中，为避免相邻基站发射的同源信号在接收端产生符号间干扰，要求相邻站点信号到达同一接收终端的传输时延差不超过当前OFDM符号配置下保护间隔长度的1/4；在子载波间隔15kHz、常规循环前缀配置下，该阈值为4.69μs，对应最大允许站间路径差约1.4km，需通过PTPv2高精度时间同步逐站校准发射时延实现。4.低轨卫星广电传输的多普勒频移预补偿：低轨卫星轨道高度通常为500-1200km，相对地面接收端存在7-8km/s的高速运动，在Ku/Ka工作频段会产生±200kHz以上的多普勒频移，易导致接收端载波跟踪环路失锁；预补偿机制指卫星节点基于实时精密星历数据、地面终端上报的位置信息，在星上发射端预先计算路径对应的多普勒频移量，对发射信号的载波频率进行反向偏移校正，可降低接收端载波跟踪环的环路带宽要求，将弱信号接收灵敏度提升3dB以上。5.全IP化广电传输的PTP精确时间同步精度要求：基于IEEE1588v2（PTPv2）协议的广电全IP传输系统，为保障8K超高清节目帧级无缝切换、地面单频网同频相干发射、应急广播信令毫秒级精准触发，要求端到端主从时钟的相位误差不超过±1μs，相较于传统SDH传输系统1ms的同步精度要求提升3个数量级，需通过部署透明时钟、边界时钟逐点校准链路双向传输的时延不对称误差来实现。二、单项选择题1.C2.A3.B4.B5.B6.B7.A8.C9.A10.C三、多项选择题1.ABCDE2.ABCDE3.ABCD4.ABCDE5.ABCD四、简答题1.二者核心差异主要体现在五个维度：一是覆盖架构不同，DTMB-A采用大塔高功率广覆盖架构，单站覆盖半径可达30-50km，适合广域全域覆盖；5GNR广播采用蜂窝基站中低功率覆盖，单站覆盖半径为1-3km，适合城区深度覆盖。二是资源调度机制不同，DTMB-A采用固定码流、固定时隙的单向广播模式，无动态资源调度能力；5GNR广播支持无线资源动态调度，可根据业务需求在单播、组播、广播模式间灵活切换，频谱利用率更高。三是同步要求不同，DTMB-A单频网保护间隔可达数百微秒，支持百公里级站间距组网，同步校准成本较低；5GNR广播保护间隔仅为十几微秒，站间距通常为公里级，对时间同步精度要求更高。四是接收场景不同，DTMB-A主要面向固定接收、车载低速移动接收优化；5GNR广播针对手机等手持终端设计，支持350km/h以上的高铁高速移动接收。五是业务承载能力不同，DTMB-A主要承载单向广播音视频业务；5GNR广播可支持双向交互业务、应急广播精准推送、融合媒体互动等多元化场景。2.端到端PTP时间同步误差主要来源于五个方面：一是时钟源误差，即核心主时钟本身的相位漂移与频率偏移，采用铷钟加卫星授时的组合方案可将该误差控制在百纳秒级。二是链路时延不对称误差，即光纤双向传输时因光纤长度差、折射率随温度变化、光模块收发时延差导致的上下行路径时延不一致，是长距离光纤传输链路的主要误差来源，极端温度环境下单跨段光纤可引入数微秒的不对称误差。三是网络设备时延误差，即未部署PTP透明时钟的普通以太网交换机，对PTP报文的存储转发时延存在随机抖动，单台设备即可引入数十微秒的误差。四是协议栈处理误差，即终端、服务器等设备的通用操作系统协议栈处理PTP报文时，受进程调度优先级影响产生的随机时延抖动。五是级联累积误差，即同步链路经过多台边界时钟、透明时钟时，每台设备的校准误差逐跳累积，导致远端节点同步精度随跳数增加逐步下降。3.多普勒频移产生的核心原因是低轨卫星与地面终端存在高速径向相对运动，根据多普勒效应，接收端感知到的信号频率会随径向相对速度产生偏移，当卫星过顶时径向速度变化最快，频移变化率可达数kHz/s，超出传统广播电视接收机载波跟踪环的跟踪范围，导致接收失锁。工程上常用的补偿方案包括三类：一是星上预补偿，即卫星基于精密星历与网关站位置，在发射端预先根据多普勒计算结果反向调整载波频率，将到达地面固定接收站的频移控制在±1kHz以内；二是网关站上行预校正，即地面网关站在发射上行信号时提前补偿卫星运动带来的多普勒频移，降低星上接收的频偏范围，减少星上处理复杂度；三是接收端动态跟踪，即接收终端采用宽频带快速载波跟踪环，结合星历预测的多普勒变化趋势，实现频移的动态跟踪与校正；针对星座切换场景，还可通过星间链路传递频偏参数，实现卫星切换时的频率连续，避免接收中断。4.HFC网络正向光链路（从前端光发射机到用户侧光接收机）调试的核心指标包括四类：一是光功率指标，外调制光发射机的入纤光功率需控制在16-18dBm区间，避免激发SBS非线性效应，光接收机的输入光功率需控制在-2~+2dBm的最优接收区间，链路全程光功率裕量不小于3dB，应对光纤老化、接头损耗波动的影响；二是噪声与失真指标，光链路的载噪比（CNR）需≥52dB，复合二次差拍比（CSO）≤-60dBc，复合三次差拍比（CTB）≤-65dBc，避免数字信号误码率升高与模拟信号的交调干扰；三是幅频特性指标，87-1218MHz下行全频段内的频响波动需≤±1dB，避免高频段、低频段信号电平差异过大导致的接收质量不均；四是时延特性指标，全频道信号的传输时延差需≤100ns，避免单频网信号、超高清多声道信号的相位失真。五、计算与综合分析题1.（1）根据电磁波自由空间传播规律，信号传播速度为光速c=3×10^8m/s。首先计算保护间隔对应的最大无干扰路径差：378μs保护间隔可容忍的最大多径时延差为保护间隔长度（工程上预留25%的冗余量，实际可用时延窗口为保护间隔的75%即283.5μs？不，结合广电行业单频网工程规范，为避免符号间干扰，多径信号的时延差需严格小于保护间隔长度，因此378μs保护间隔对应的最大传播路径差d_max=c×τ=3×10^8m/s×378×10^-6s=113400m=113.4km。当单站覆盖半径为50km时，相邻发射站的规划站间距为100km（两站覆盖边缘在中点交叠），此时位于任意一个发射站近点的接收终端，接收到相邻站信号的最大路径差为100km，对应的传输时延差τ_diff=100×10^3m/3×10^8m/s≈333μs，小于378μs的保护间隔长度，存在45μs的时延冗余，完全满足单频网组网的时延差要求，重叠覆盖区不会产生符号间干扰。（5分）（2）首先计算系统已承载业务的总码率：12套高清节目总码率=12×1.5Mbps=18Mbps，1套4K节目固定码率20Mbps，已承载业务总码率=18+20=38Mbps。系统单频点净荷速率为42.3Mbps，因此剩余可用传输带宽=42.3-38=4.3Mbps，净荷冗余率=剩余带宽/系统总净荷×100%=4.3/42.3×100%≈10.2%。应急广播、数据广播等附加业务合计需3Mbps带宽，4.3Mbps的剩余带宽不仅可满足附加业