淺析5G技術(shù)在未來廣播電視技術(shù)中的應(yīng)用發(fā)展

鐘志明

摘要：隨著近幾年科技的發(fā)展，我國信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷創(chuàng)新，在人們生活中廣泛應(yīng)用了5G技術(shù)，我國注重5G技術(shù)的發(fā)展，要做好5G技術(shù)創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)化工作?；诖?，文章闡述了5G技術(shù)的概念，研究了5G技術(shù)在未來廣播電視技術(shù)中的應(yīng)用發(fā)展。

關(guān)鍵詞：廣播電視技術(shù);5G技術(shù);應(yīng)用

中圖分類號：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）08-0011-02

0 引言

隨著我國5G基站的開通，國家工信部解綁700MHz，廣播電視正式進(jìn)入5G時代，我國5G技術(shù)在4K電視傳輸測試中取得很大的進(jìn)步。那么，廣播電視技術(shù)在移動終端中傳入電視節(jié)目內(nèi)容是重點問題。5G技術(shù)主要通過傳統(tǒng)技術(shù)發(fā)展而來，在4G的基礎(chǔ)上增添補充性無限技術(shù)，形成全面性解決方案。5G技術(shù)將滲透到未來生活各領(lǐng)域，為用戶提供光纖的接入速度，千億設(shè)備連接能力，超高連接密度等多場景一致服務(wù)，為網(wǎng)絡(luò)帶來超百倍的能效提升。5G將構(gòu)筑經(jīng)濟(jì)社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，5G將導(dǎo)致各行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展邁向新的臺階，從平臺到生態(tài)推動我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)新發(fā)展。據(jù)分析，2030年將帶動總產(chǎn)出6.3萬億元，間接貢獻(xiàn)方面帶動總產(chǎn)出10.6萬億元。

1 5G技術(shù)簡述

5G技術(shù)是第五代移動通信技術(shù)，與3G，4G有很大差異性，主要區(qū)別是受到時空限制等基本特征，5G技術(shù)網(wǎng)絡(luò)可以滿足光帶化及綠色節(jié)能發(fā)展目標(biāo)。5G技術(shù)有較高的容量，低延時特征，人工智能等高科技迅速發(fā)展下，我國工業(yè)逐漸體驗5G信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，5G技術(shù)信息網(wǎng)絡(luò)具有很高的性能，基本性能標(biāo)準(zhǔn)就是時延。5G技術(shù)發(fā)展有利于提升我國網(wǎng)絡(luò)運行效率，5G技術(shù)成本效率方面并不比4G高很多[1]。5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)具備更貼近用戶需求等特征，代表性的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力包括移動邊緣計算等。網(wǎng)絡(luò)切片是網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化應(yīng)用于5G的關(guān)鍵特征，為移動用戶就近提供業(yè)務(wù)計算，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)從接入管道向信息化服務(wù)。2018年華為率先完成由IMT-2020推進(jìn)組織的5G技術(shù)研發(fā)試驗第三階段的核心網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)功能測試。5G非獨立網(wǎng)測試對快速實現(xiàn)5G商用部署具有重要意義。

2 基于LTE的eMBMS

5G廣播系統(tǒng)應(yīng)用中采用LTE數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通用網(wǎng)元添加MCE，MBMS GW，更好的支持e MBMS業(yè)務(wù)，MCE負(fù)責(zé)對e MBMS分配時域，確定無線通信調(diào)制方式，可在基站中作為邏輯實體實現(xiàn)。BM-SC能對安全管理，內(nèi)容同步等多項功能負(fù)責(zé)。MBMS GW以IP組播流形式將用戶數(shù)據(jù)傳輸至基站。支持MBSFN與SC-PTM組網(wǎng)方式[2]。

ITU-R確定的5G三大應(yīng)用場景中，很多可以用廣播方式進(jìn)行傳輸業(yè)務(wù)，被統(tǒng)稱為5G廣播主業(yè)務(wù)等。5G系統(tǒng)中4K超高清視頻，多視角視頻，VR等高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù)可采取廣播方式進(jìn)行分發(fā)。全球移動通信業(yè)界開始研究高效的數(shù)字廣播系統(tǒng)。蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)分發(fā)網(wǎng)絡(luò)視頻內(nèi)容采取單播方式，數(shù)字廣播系統(tǒng)可同時向固定終端分發(fā)視頻內(nèi)容。數(shù)字廣播系統(tǒng)適于移動通信網(wǎng)絡(luò)運用商用于大數(shù)據(jù)流量寬帶信息分發(fā)。對目前蜂窩移動數(shù)據(jù)流量快速增長情況，可緩解網(wǎng)絡(luò)升級壓力。2017年3GPP Release14中，對eMBMS做出改進(jìn)，歐洲產(chǎn)業(yè)界對演進(jìn)型eMBMS進(jìn)行線網(wǎng)實驗，5G廣播發(fā)展目標(biāo)是提供新興廣播業(yè)務(wù)，使廣播方式具備更強的交互性。

3 5G通訊中的廣播電視實踐

LTE eMBMS適應(yīng)視頻業(yè)務(wù)在移動網(wǎng)絡(luò)的傳送，由于技術(shù)依托LTE網(wǎng)絡(luò)寬帶為3G的4倍，運營商可提供更多頻道內(nèi)容，適合很多精彩賽事，重大活動的實時轉(zhuǎn)播，被運營商關(guān)注。2014年，紐約超級碗賽事轉(zhuǎn)播中，北美運營商使用LTE eMBMS技術(shù)方案，用戶通過LTE欣賞海鷹隊奪冠精彩場面[3]。

Verizon通過技術(shù)方案提供用戶信息查閱等信息服務(wù)，驗證LTE eMBMS技術(shù)實現(xiàn)移動視頻廣播有效性，實現(xiàn)對人們通過智能手機(jī)觀看電視內(nèi)容體驗重大改進(jìn)，用戶使用智能手機(jī)可切換使用電視服務(wù)，實現(xiàn)將智能手機(jī)作為機(jī)頂盒，把接收電視廣播網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容投射至電視機(jī)。制定發(fā)布最新版本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，需要電視機(jī)頂盒具備很好的后向兼容性。智能手機(jī)創(chuàng)新周期更短，用戶可不更換電視機(jī)，通過智能手機(jī)進(jìn)行投屏連接，隨時作為移動電視機(jī)等。

移動通信網(wǎng)絡(luò)中，雙向通信能在單向廣播中得到發(fā)展。通信資源可按一定需求靈活調(diào)度。5G技術(shù)與廣電媒體技術(shù)融合，能為用戶提供寬泛覆蓋服務(wù)，依據(jù)需要以廣播網(wǎng)絡(luò)為主，確保取長補短深度融合。網(wǎng)絡(luò)用戶與控制平面相對分離，用戶平面定義網(wǎng)絡(luò)中通過軟件實現(xiàn)?？刂茖用嬷С志W(wǎng)絡(luò)資源虛擬化考量業(yè)務(wù)需求，整合不同類型的服務(wù)，對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計依據(jù)為5G系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)規(guī)范，不涉及漫游網(wǎng)絡(luò)參考架構(gòu)。采用HPHT與LPLT聯(lián)合部署的無線網(wǎng)絡(luò)?？刂泼姘逡揽?G技術(shù)提供服務(wù)，計費認(rèn)證為功能模塊中設(shè)計內(nèi)容。

廣播電視中，5G技術(shù)包括業(yè)務(wù)及環(huán)境方面要素，構(gòu)成完整的終端用戶應(yīng)用場景，采用依據(jù)為屏幕尺寸，可將終端劃分為小屏可移動終端與大屏固定終端，前者包括手機(jī)、車載設(shè)備、便攜式電腦等在內(nèi)的智能移動平臺，后者包括室內(nèi)外應(yīng)用環(huán)境。通過交互能力與內(nèi)容解析度等方面對業(yè)務(wù)劃分，可分為內(nèi)容交互，個性化內(nèi)容及高解析度內(nèi)容。5G技術(shù)在我國業(yè)務(wù)需求主要涉及單向廣播與雙向通信方式，進(jìn)行優(yōu)化可實現(xiàn)對無線網(wǎng)絡(luò)高效應(yīng)用。

4 下一代地面數(shù)字廣播電視技術(shù)的發(fā)展

當(dāng)今時代科技迅猛發(fā)展，新的技術(shù)革命帶來傳播載體變化，現(xiàn)代科技應(yīng)用增加人們文化選擇，國際上無線廣播電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)推廣，廣電業(yè)務(wù)發(fā)展需要新技術(shù)支撐。例如，歐洲第二代地面數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)提出可提高無線網(wǎng)絡(luò)頻譜利用率的時間頻率切片技術(shù)，將其應(yīng)用于移動視頻廣播系統(tǒng)中。

5G廣播電視系統(tǒng)的業(yè)務(wù)形態(tài)主要分為四種，具體為廣播電視、網(wǎng)絡(luò)視音頻、應(yīng)急廣播和數(shù)據(jù)推送。5G技術(shù)出現(xiàn)對我國傳統(tǒng)數(shù)字廣播技術(shù)具有很大的挑戰(zhàn)，發(fā)展需求愿景中，5G技術(shù)能支持虛擬現(xiàn)實等多種業(yè)務(wù)，因網(wǎng)絡(luò)圖像及視頻業(yè)務(wù)急劇增長，影響用戶訪問的移動通信量。單純增加寬帶數(shù)量無法解決問題，通信領(lǐng)域想充分應(yīng)用廣播技術(shù)，但受到實際條件限制難以實現(xiàn)。隨著5G技術(shù)快速發(fā)展，構(gòu)建廣電業(yè)務(wù)用戶增強方案，旨在更好的發(fā)揮其社會與經(jīng)濟(jì)價值。

未來廣播電視需要反向信道，但廣電服務(wù)反向需求寬帶不高，主要業(yè)務(wù)是視頻點播，是雙向非對稱業(yè)務(wù)。目前運營商寬帶雙向業(yè)務(wù)競爭激烈，其核心技術(shù)是窄帶物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，用帶寬變窄換取低功耗技術(shù)可行，適合廣播頻段大面積覆蓋應(yīng)用場景。單載波頻分復(fù)用技術(shù)應(yīng)是新一代地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)研究熱點。全球未來廣電業(yè)務(wù)需求，重點是交互性加強，同時需考慮地域問題，支持雙向傳輸能力?，F(xiàn)代技術(shù)能力需全面支持適應(yīng)移動應(yīng)用業(yè)務(wù)，支持各種場景下的魯棒接收。在大網(wǎng)絡(luò)面前緊急下應(yīng)急能力，支持內(nèi)容保護(hù)。

5G技術(shù)出現(xiàn)對我國傳統(tǒng)數(shù)字廣播技術(shù)帶來巨大挑戰(zhàn)，數(shù)字廣播技術(shù)獲得新的發(fā)展機(jī)遇。5G技術(shù)能支持虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實等多種業(yè)務(wù)，因網(wǎng)絡(luò)圖像及視頻業(yè)務(wù)急劇增長，出現(xiàn)爆發(fā)式的網(wǎng)絡(luò)流量，影響用戶訪問移動通信量。單純增加寬帶數(shù)量無法解決相關(guān)問題，最佳方式是支持廣播業(yè)務(wù)，通信領(lǐng)域想更充分有效的應(yīng)用廣播技術(shù)，但因受到實際條件限制難以實現(xiàn)。隨著我國5G技術(shù)快速發(fā)展現(xiàn)，已構(gòu)建廣播電視業(yè)務(wù)用戶增強方案，旨在未來應(yīng)用中突破其使用價值，更好的發(fā)揮其社會經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

我國的5G廣播系統(tǒng)設(shè)計將是大力推動移動業(yè)務(wù)優(yōu)先發(fā)展，加強發(fā)展高清視頻業(yè)務(wù)，全面整合利用現(xiàn)有的廣播電視資源，打造中國特色的5G廣播電視系統(tǒng)。隨著我國VR/AR等多種技術(shù)快速發(fā)展，高質(zhì)量投屏及沉浸式視頻成為熱點，運營商轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合視頻業(yè)務(wù)運營，當(dāng)前單純依靠運營商難以實現(xiàn)目標(biāo)。未來通過將5G技術(shù)應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)通信，可提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，承載更豐富的視頻，廣播電視會在5G時代引領(lǐng)下得到良好發(fā)展。5G技術(shù)與廣電技術(shù)分配有利于視頻廣播，多元化創(chuàng)新媒體業(yè)務(wù)會獲取更高的價值突破。

參考文獻(xiàn)

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