基于UE5的广播电视信号传输链路三维仿真系统设计与实现（开题报告）

研究目标和解决的主要问题/背景与意义
1、背景
随着媒体融合时代的深入发展，广播电视技术正朝着数字化、网络化、智能化和超高清化的方向迅猛演进。广播电视信号传输链路是广播电视工程专业核心课程的教学重点，也是广电工程技术人员开展发射系统调试、链路故障排查等入门实践的基础内容；但传统教学中，该内容存在“信号流通不直观”“抽象概念难具象”“实践体验高门槛”等问题——既让学习者难以直观理解信号从发射端到接收端的完整链路，又因高精度仿真（如MATLAB、NS3）依赖复杂数学模型（如无线信号衰减公式、有线电缆损耗公式），需要扎实的数学与编程基础才能操作，与入门阶段的学习需求脱节。本研究旨在基于 Unreal Engine 5（UE5）开发轻量化三维仿真系统，聚焦“场景快速搭建”“基础信号流程仿真”“交互可视化” 三大核心，以“触发-传递-接收”的简化逻辑替代复杂计算，实现广播电视信号传输链路的动态流程与状态的直观演示，为广播电视工程专业教学提供形象化的链路认知工具，同时为 UE5 在广电领域的轻量化仿真应用探索实践路径。
2、意义
广播电视信号传输链路是广电工程的核心知识模块，传统理论讲解或图纸演示抽象晦涩，难以让学习者直观把握链路逻辑。本系统基于UE5打造三维仿真，以“绿色光束（成功）”“红色闪烁（失败）”的可视化效果，将抽象的信号传输过程具象化，助力学习者快速、形象地理解链路通断机理，相较传统无形象展示，显著提升学习效率、降低认知门槛。同时，补充UE5在广电轻量化仿真的应用空白，为同类教学仿真项目提供设计范式，具有切实的教育应用价值。
国内外同类研究 /设计/ 创作的现状
广播电视信号传输链路其原理抽象且实践环节高度依赖发射塔、中继站等专业设备。但现实中，高校教学普遍缺乏真实场景与设备供学习者直观学习、实践，导致“理论理解难、实践入门无门”的困境。而 Unreal Engine 5（UE5）的轻量化仿真技术，可通过虚拟场景搭建、动态流程模拟，让学习者在虚拟环境中直观理解链路逻辑、开展实践操作，有效破解这一痛点。
1、国外研究现状
国外较早将UE5用于广电领域，例如，BBC探索UE5用于虚拟制作（Virtual Production），但多集中于影视特效预演，而非信号传输链路的全流程仿真。相关研究如“Real-time Signal Simulation in Broadcast Systems”（IEEE, 2022）仍偏向理论模型，未充分结合UE5的实时交互能力。这些应用证明了UE5在构建高真实感、可交互仿真系统方面的巨大潜力。
2、国内研究现状
国内对UE5的研究与应用已受到广泛重视，但聚焦“广播电视信号传输”的轻量化仿真较少。现有研究可分为两类：一是广电传输高精度仿真，如基于MATLAB、NS3的信号衰减与干扰模拟，但需扎实的数学与编程基础，仅适用于科研，不适合教学入门；二是UE5 虚拟现实教学应用，如用UE5搭建广电演播室三维场景，但多停留在“静态场景展示”，未涉及信号传输的动态流程仿真。例如，《数字技术与应用》2023年刊发的《UE5 在通信工程教学仿真中的应用研