программа - Белорусский государственный университет

Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
"БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ"
«УТВЕРЖДАЮ»
Проректор по учебной работе
и менеджменту качества
_______________ Е.Н. Живицкая
«_____»_____________2013 г.
ПРОГРАММА
Государственного экзамена по специальности
1-45 01 02 «Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения»
Минск 2013
Программа составлена на основании учебной программы «Цифровые системы
радиосвязи и ТВ вещания», утвержденной ректором БГУИР 01.11.2012 г., регистрационный № УД – 45-346/уч.; типовой учебной программы «Телевидение», утвержденной Министерством образования Республики Беларусь
03.01.2011, регистрационный № ТД – I.540/тип.; учебной программы «Системы цифрового звукового вещания», утвержденной
ректором БГУИР
09.01.2013г., регистрационный № УД -45-362 /уч. и рабочего учебного плана по
специальности 1-45 01 02 «Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения»,
утвержденного 25.01.2012г., регистрационный № УД–09-06-29/261(дн).
СОСТАВИТЕЛИ:
В.И. Шалатонин – доцент, к.т.н., доцент кафедры СТК, Э.Б. Липкович – доцент,
доцент кафедры СТК, Хоминич А.Л. – старший преподаватель кафедры СТК
Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»
Рассмотрена и рекомендована к утверждению кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники (протокол № 5 от « 30» октября
2013 г.)
Заведующий кафедрой ________________ Н.В. Тарченко
Одобрена и рекомендована к утверждению Советом факультета телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 4 от « 11 » ноября
2013 г.)
Председатель
________________ О.Д. Чернухо
СОГЛАСОВАНО:
Начальник ОМОУП
________________ Д.А. Фецкович
2
ПОЯНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
1. ЦЕЛЬ ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА
Целью проведения государственного экзамена по специальности
1-45 01 02 «Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения» является определение теоретической и практической готовности выпускника к выполнению
социально-профессиональных задач в соответствии с образовательной программой специальности.
Итоговая аттестация установлена образовательным стандартом Республики Беларусь и утверждена Министерством образования Республики Беларусь.
2. СПИСОК ДИСЦИПЛИН,
ВЫНЕСЕННЫХ НА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКЗАМЕН
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 1-45 01 02
- Цифровые системы радиосвязи и ТВ вещания;
- Телевидение;
- Системы цифрового звукового вещания.
3. СПИСОК ВОПРОСОВ,
ВЫНЕСЕННЫХ НА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКЗАМЕН
3.1 Вопросы по дисциплине «Цифровые системы радиосвязи и ТВ
вещания»
1. Принципы организации радиорелейных линий связи (РРЛ). Типы станций.
2. Продольный профиль интервала. Виды атмосферной рефракции.
3. Схемы организации радиорелейной связи. Достоинства и недостатки
схем. Зигзагообразный принцип построения радиорелейные линии связи.
4. Состав антенно-фидерного тракта радиорелейных линий связи и его
характеристика.
5. Типы и конструкции антенн для систем радиосвязи и вещания. Базовые
показатели антенн.
6. Диаграмма уровней на интервале радиорелейных линий связи. Уровень
входного сигнала.
7. Интерференция радиоволн на интервалах радиорелейных линий связи.
Принципы интерференции и способы борьбы.
3
8. Способы ретрансляции сигналов на промежуточных станциях радиорелейных линий связи.
9. Принципы построения частотных модуляторов. Стабилизация частоты.
10. Обобщенная структурная схема цифровой станции радиорелейных
линий связи. Назначение внешнего (ODU) и внутреннего (IDU) блоков.
11. Назначение скремблеров в цифровых системах. Способы их построения.
12. Методы модуляции в цифровых системах радиосвязи. Способы построения модуляторов 2-АМн, 2-ФМн, 2-ЧМн.
13. Модулятор QPSK. Структурная схема, принцип работы, достоинства и
недостатки.
14. Модулятор 16QAM. Структурная схема, принцип работы, достоинства
и недостатки.
15. Обобщенная структурная схема передающего тракта системы наземного цифрового телевизионного вещания (НЦТВ) и ее характеристика.
16. Используемые способы перемежения в системе наземного цифрового
телевизионного вещания. Назначение маппера и COFDM- модулятора.
17. Достоинства цифрового ТВ по сравнению с аналоговым. Базовые решения в системах наземного цифрового телевизионного вещания.
18. Состав и назначения устройств помехоустойчивого кодирования в системах DVB-T и DVB-S.
19. Принципы организации цифрового спутникового вещания.
20. Показатели геостационарной орбиты и параметры наведения антенн
земных станций на спутники.
21. Энергетические потери на спутниковых радиолиниях. Причины потерь.
22. Структурная схема передающего комплекса цифрового спутникового
вещания. Назначение подсистем.
23. Условный доступ в цифровых системах вещания.
24. Структурные схемы кодера сверточного кода и перемежения в системах стандарта DVB-S.
25. Структурная схема приемной установки с позиционируемой антенной. Назначение устройств.
26. Полнодиапазонный универсальный конвертор Кu-диапазона. Назначение, состав, принцип функционирования.
27. Входной тракт цифрового приемника спутникового вещания (блок
настройки). Назначение устройств, особенности работы.
28. Методы коллективного приема программ цифрового спутникового
вещания.
29. Комбинированный доступ к информационным ресурсам в сети спутникового вещания. Назначение устройств, принцип работы.
30. Высокоскоростной интерактивный спутниковый доступ к медиасети.
Обобщенная структурная схема, принцип работы.
4
3.2 Вопросы по дисциплине «Телевидение»
1.
Параметры полного цветового телевизионного сигнала в системе
телевизионного вещания. Состав полного цветового телевизионного сигнала.
Шкала уровней полного цветового телевизионного сигнала. Периоды строк,
полей (кадров), длительности синхронизирующих и гасящих импульсов.
Назначение импульсов врезки и уравнивающих импульсов. Нумерация строк,
расположение их на экране телевизора.
2. Обобщенная структурная схема системы цветного телевидения. Выбор спектральных характеристик чувствительности передающих трубок. Цветои гамма-коррекция. Обоснование необходимости преобразования сигналов основных цветов в яркостный и цветоразностные сигналы.
3. Типы помех (аддитивные и мультипликативные, периодические и
случайные - флуктуационные и импульсные). Особенности восприятия периодических помех в зависимости от их частот и формы. Условие самокомпенсации помехи. Измерение и расчет отношение сигнал/помеха для периодических
и случайных помех.
4. Совместимая система цветного телевидения. Условия совместимости. Формирование полного цветового телевизионного сигнала. Различие между совместимыми системами цветного телевидения NTSC, PAL, SECAM (в методах формирования сигнала цветности и сигнала цветовой синхронизации).
5. Cистема цветного телевидения PAL. Формирование сигнала цветности – математическое и векторное представление. Устранение чувствительности сигнала цветности к фазовым искажениям за счет коммутации фазы цветовой поднесущей «красного» канала на 180° от строки к строке.
6. Кодирующее устройство системы PAL. Выбор и обоснование численного значения поднесущей. Спектры UсцR и UсцB, их перемежение между
собой и со спектром сигналом яркости.
7. Декодер PAL. Структурная схема, назначение блоков, особенности
работы системы фазовая автоподстройка частоты и цветовой синхронизации.
8. Система SECAM. Обоснование способа последовательной через
строку передачи цветоразностных сигналов. Восполнение с помощью линии
задержки недостающей информации об одном из цветоразностных сигналов в
приемнике.
9. Кодер SECAM. Методы повышения помехоустойчивости сигнала
цветности и снижения перекрестных искажений между сигналами яркости и
цветности.
10. Декодер SECAM. Структурная схема, назначение блоков.
11. Устройство, принцип работы и основные характеристики полупроводниковых преобразователей «свет-сигнал» на базе приборов с зарядовой связью (ПЗС). Одно- и трехматричные камеры цветного телевидения.
5
12. Устройство и принцип работы цветного кинескопа. Модуляционная
характеристика кинескопа. Строение экранно-масочного узла.
13. Принцип работы активной жидкокристаллической -панели. Необходимость согласования стандарта разложения изображения с физическим разрешением панели. Адресация жидкокристаллической -панели.
14. Устройство и принцип работы плазменной (PDP) панели. Особенности воспроизведения градаций яркости. Согласование стандарта разложения
изображения с физическим разрешением панели. Адресация PDP -панели.
15. Особенности передачи радио сигналов изображения с амплитудной
модуляцией с частично подавленной одной боковой полосой. Обобщенная
структурная схема радиотракта вещательного телевидения. Необходимость кососимметричного склона амплитудно частотной характеристике радиотракта.
16. Структурная схема цветного телеприемника. Назначение блоков,
общие принципы работы.
17. Цифровая система передачи изображений. Форматы цифрового представления компонентных сигналов. Расчет скорости цифрового потока данных.
18. Аналого-цифровое преобразование телевизионных сигналов. Этапы
аналого-цифровых преобразований (дискретизация, квантование, кодирование).
Выбор параметров аналого-цифровых преобразований (частоты дискретизации,
разрядности кодирования). Отношение сигнал/шум квантования.
19. Классификация методов сокращения избыточности изображений.
Структурная схема типового кодера (компрессора) изображений.
20. Кодирование с предсказанием – классификация, упрощенная схема
кодера и декодера.
21. Внутри- и межкадровое предсказание. Предсказание с компенсацией
движения как способ повышения эффективности компрессии. Определение и
передача векторов движения.
22. Кодирование с преобразованием – основные принципы, выбор параметров преобразования. Квантование коэффициентов, зигзагообразное сканирование.
23. Кодер MPEG-2, назначение и принцип работы его основных функциональных элементов.
24. Кодер MPEG-4 AVC (H.264). Методы повышения эффективности
компрессии по сравнению с MPEG-2.
25. Межкадровая и внутрикадровая компрессия в MPEG-4 AVC. Использование двухступенчатого (дискретное косинусное преобразование + дискретное преобразование Адамара) преобразования. Методы предсказания блоков и
макроблоков.
26. Система наземного цифрового телевещания DVB-T. Структурная
схема передающего тракта. Использование многочастотного режима передачи с
ОЧРК и кодированием (COFDM) для борьбы с многолучевым приемом.
27. Формирование и демодуляция OFDM радиосигнала при помощи
дискретного обратного и прямого преобразований Фурье. Необходимость
наличия пилот-сигналов.
6
28. Структурная схема приемника наземного цифрового телевещания,
особенности его построения по сравнению с аналоговым телевизором.
29. Видеозапись. Основные аналоговые и цифровые форматы магнитной
видеозаписи. Общие принципы магнитной видеозаписи. Необходимость использования вращающихся видеоголовок. Модуляционный способ записи.
30. Построение аппаратно-студийного комплекса. Основные структурные элементы аппаратно-студийного комплекса - центральная аппаратная, аппаратно-студийный блок, аппаратная магнитной видеозаписи и др. Выбор формата передачи сигналов внутри аппаратно-студийного комплекса.
3.3
Вопросы по дисциплине «Системы цифрового звукового вещания»
1. Измерители уровня сигналов звукового вещания. Классификация.
Структурная схема, основные характеристики.
2. Субъективные свойства слуха. Громкость и уровень громкости. Кривые равной громкости.
3. Основные критерии оценки акустического качества и акустическое
оформление студий звукового вещания.
4. Электроакустические преобразователи. Классификация, принцип действия, основные характеристики.
5. Безынерционные и инерционные автоматические регуляторы уровня
сигналов звукового вещания. Адаптивные автоматические регуляторы уровня
сигналов звукового вещания. Проблема С-искажений.
6. Динамическая обработка сигналов звукового вещания. Автоматические регуляторы уровня сигналов звукового вещания АРУР, компрессоры, экспандеры, шумоподавители. Динамические параметры.
7. Частотная обработка аудиосигналов и спецэффекты.
8. Автостабилизаторы уровня. Проблема соотношения громкости речевых и музыкальных сигналов звукового вещания.
9. Компандерная система шумоподавления. Достоинства и недостатки.
10. Радиовещание в диапазонах средних и длинных волн.
11. Радиовещание в диапазоне метровых волн.
12. Радиовещание в диапазоне коротких волн.
13. Синхронное радиовещание.
14. Стереофонические и монофонические звуковые системы. Сравнительная характеристика показателей качества.
15. Стереофоническое радиовещание в диапазоне метровых волн. Система стереовещания с полярной модуляцией и с пилот-тоном. Комплексный стереофонический сигнал.
16. Требуемая полоса частот радиоканала для моно- и стереовещания в
диапазоне метровых волн.
7
17. Основные преимущества и недостатки цифровых систем передачи
сигналов звукового вещания. Зависимость качества радиоприема от отношения
сигнал/шум.
18.
Импульсно-кодовая модуляция. Ширина спектра. Требуемая скорость цифрового потока. Код NRZ. Недостатки импульсно-кодовой модуляции.
19. Ошибки (шумы) квантования по уровню. Спектр шума квантования.
Отношение сигнал/шум при равномерной шкале квантования. Динамический
диапазон импульсно-кодовой модуляции для сигналов сигнал/шум.
20. Импульсно-кодовая модуляция с мгновенным компандированием. Логарифмическая импульсно-кодовая модуляция. Использование цифровых компандеров.
21. Импульсно-кодовая модуляция с мгновенным компандированием.
Компандирование по А и μ законам.
22. Кодирование во временной области. Дифференциальная импульснокодовая модуляция. Преимущества и недостатки.
23. Кодирование во временной области. Дельта – модуляция. Преимущества и недостатки.
24. Кодирование в частотной области. Полосное кодирование.
25. Кодирование во временной области. Почти мгновенное компандирование. Кодирование с преобразованием 14/10.
26. Сокращение статистической избыточности сигналов звукового вещания. Понятие о кодах Хаффмана.
27. Психофизическая избыточность речевых сигналов. Частотная и временная маскировка, инерционность восприятия. Психоакустические модели
стандартов MPEG.
28. Алгоритм кодирования SBR. Использование SBR в стандарте MPEG-4
AAC.
29. Достоверность цифровой передачи. Одиночные и групповые ошибки.
Метод маскирования ошибок. Перемежение.
30. Цифровое радиовещание. Системы DAB, DRM, HD Radio.
8
4. ЛИТЕРАТУРА
4.1. Дисциплина «Цифровые системы радиосвязи и ТВ вещания»
1. Липкович, Э.Б. Наземные и космические системы радиосвязи и сети
телевизионного вещания: электронный учеб.-метод. комплекс/ Э.Б. Липкович
[Электронный ресурс]. – Минск: БГУИР, 2008. – Режим доступа: www/bsuir.by/
2. Липкович, Э.Б. Проектирование и расчет систем цифрового
спутникового вещания: учеб.-метод. пособие/ Э.Б. Липкович, Д.В. Кисель. –
Минск: БГУИР, 2006. – 135 с.
3. Липкович, Э.Б. Системы наземного цифрового телевизионного
вещания: учеб. пособие/ Э.Б. Липкович. – Минск: БГУИР, 2011. – 85 с.
4. Муравьев, В.В. Проектирование цифровых радиорелейных линий
связи: учеб.-метод. пособие/ В.В. Муравьев, Э.Б. Липкович. – Минск: БГУИР,
2011. – 56 с.
4.2. Дисциплина «Телевидение»
1. Телевидение: учебник для вузов / В. Е. Джакония [и др.]; под ред. В.
Е. Джаконии. – 3-е изд. – М.: Радио и связь, 2004. – 616 с.
2. Ткаченко, А. П. Цветное телевидение / А. П. Ткаченко. – Минск: Беларусь, 1981. – 254 с.
3. Кириллов, В. И. Телевидение и передача изображений: учеб. пособие для вузов / В. И. Кириллов, А. П. Ткаченко. – Минск: Выш. школа. 1988. –
312 с.
4. Телевизионная техника // Бытовая радиоэлектронная техника: энциклопед. справочник / А. П. Ткаченко [и др.]; под общ. ред. А. П. Ткаченко. –
Минск: БелЭн., 1995. – 832 с.
5. Ткаченко, А. П. Цифровое представление сигналов изображения и
звукового сопровождения : учеб. пособие по телевизионным дисциплинам / А.
П. Ткаченко, П. А. Капуро, А. Л. Хоминич. – Минск : БГУИР, 2003. – 56 с.
6. Системы кабельного телевидения / З. А. Зима [и др.]; под общ. ред. М.
Ф. Тюхтина. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007.
– 616 с.
7. Зубарев, Ю. Б. Цифровое телевизионное вещание: основы, методы,
системы / Ю. Б. Зубарев, М. И. Кривошеев, И. Н. Красносельский. – М.: НИИР,
2001. – 568 с.; Эко-Трендз, 2003.-568 с.
8. Локшин, Б. А. Цифровое вещание – от студии к телезрителю /Б.
А. Локшин. – М.: Компания Сайрус Системс, 2001. – 448 с.
9. Ричардсон, Я. Видеокодирование. H.264 и MPEG-4 – стандарты нового поколения / Я. Ричардсон; пер. с англ. – М.: Техносфера, 2005. – 368 с.
10. Серов, А. Эфирное цифровое телевидение DVB-Т/Н/ А. Серов - СПб:
БХВ-Петербург, 2010. – 464 с.
9
11. Аналого-цифровое преобразование / Под ред. Уолта Кестера; пер. с
англ. – М.: Техносфера, 2007. – 1016 с.
12. Кривошеев, М. И. Международная стандартизация цифрового телевизионного вещания / М. И. Кривошеев. – М.: НИИР, 2006. – 928 с.
13. Смирнов, А. В. Основы цифрового телевидения: учеб. пособие / А. В.
Смирнов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2001. – 224 с.
14. Гонсалес, Р. Цифровая обработка изображений / Р. Гонсалес, Р. Вудс;
пер. с англ. – М.: Техносфера, 2006. – 1072 с.
15. Сэломон, Д. Сжатие данных изображений и звука / Д. Сэломон; пер.
с англ. – М.: Техносфера, 2006. – 368 с.
16. Вайда, З. Современная видеозапись / З. Вайда; пер. с венг.– М.: Радио
и связь, 1987. – 176 с.
17. Кривошеев, М. И. Основы телевизионных измерений / М. И. Кривошеев. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1989. – 608 с.
18. Дамьяновски, В. ССTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии / В. Дамьяновски; пер. с англ. – М.: ООО «Ай-Эс-Эс Пресс», 2006.
– 480 с.
19. Годен, Ж. Колориметрия при видеообработке / Ж. Годен; пер. с фр. –
М.: Техносфера, 2008. – 328 с.
4.3. Дисциплина «Системы цифрового звукового вещания»
1. Радиовещание и электроакустика: Учебник для вузов / С. Н. Алябьев,
А. В. Выходец, Р. Гермер и др.; ред. Ю. А. Ковалгина. - М.: Радио и связь,
2002.-798с.
2. Электроакустика и звуковое вещание: Учебное пособие для вузов / И.
А. Алдошина, Э. И. Вологдин, А. П. Ефимов и др.; Под ред. Ю. А. Ковалгина. −
М.: Горячая линия-Телеком, Радио и связь, 2007. – 872 с.
3. Основы цифрового радиовещания: Учеб. пособ. Для студентов специальности «Телекоммуникационные системы». В 2 ч. Ч.1. Цифровое наземное
радиовещание стандарта DAB/ Э. Б. Липкович, А. П. Ткаченко, А. В. Мелешко.
– Мн.: БГУИР, 2001. – 86с.: ил. 41.
4. Радиовещание и электроакустика: Учебник для вузов / А. В. Выходец,
М. В. Гитлиц, Ю. А. Ковалгин и др. ; Под ред. М. В. Гитлица. - М.: Радио и
связь, 1989. - 432 с.
5. Шалатонін В.І. Электраакустыка і радыёвяшчанне: Ч.1: Тэарэтычныя
асновы акустыкі. - Мн.: БДУІР, 1994. - 60 с.
6. Шалатонін В.І. Электраакустыка і радыёвяшчанне: Ч.ІІ: Асноўныя
ўласцівасці маўлення і слыху. - Мн.: БДУІР, 1997. - 78 с.
7. Ковалгин Ю. А., Вологдин Э. И. Цифровое кодирование звуковых сигналов. – СПб.: КОРОНА – принт, 2004. – 240 с.
8. Шелухин О. И., Лукъянцев Н. Ф. Цифровая обработка и передача речи/
Под ред. О. И. Шелухина. – М.: Радио и связь, 2000. – 456 с.
9. Рихтер С. Г. Цифровое радиовещание. – М.: Горячая линия – Телеком,
2008. – 352 с.
10
10. Липкович Э. Б., Кисель Д. В. Проектирование и расчет систем цифрового спутникового вещания: Учеб. – метод. пособие / Мн.: БГУИР, 2006. – 135
с.
11. Прокис Дж. Цифровая связь: Пер. с англ./ Под ред. Д. Д. Кловского. –
М.: Радио и связь, 2000. – 800 с.
12. Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра: Пер. с англ./ Под ред. В. И. Журавлева. – М.: Радио и связь,
2000. – 520 с.
13. Телекоммуникационные системы и сети : учеб. пособие. Т. 2 : Радиосвязь, радиовещание, телевидение / Г. П. Катунин [и др.] ; под ред. проф. В. П.
Шувалова. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Горячая линия – Телеком, 2005. – 592 с.
14. Ковалгин Ю.А., Вологдин Э.И. Стереофоническое радиовещание и
звукозапись. – М.: Горячая линия – Телеком, 2007. – 720 с.
15. Попов О.Б., Рихтер С.Г. Цифровая обработка сигналов в трактах звукового вещания. Учеб. пособие. – М.: Горячая линия – Телеком, 2007. – 341 с.
11