5G通信技術(shù)與廣播電視技術(shù)的融合發(fā)展探索

張 歆，王瑞琪，唐杰杰，陸飛飛

（國(guó)網(wǎng)徐州供電公司，江蘇 徐州 221005）

0 引 言

在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，人們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。隨著智能化手機(jī)的普及，人們獲取信息的渠道更加廣泛，信息傳播速度更快。近年來(lái)，新媒體以破竹之勢(shì)改變了媒體行業(yè)的工作局面，并以靈活、高效以及快速等優(yōu)勢(shì)，迅速占領(lǐng)了人們的工作與生活。5G通信技術(shù)作為我國(guó)通信行業(yè)前沿技術(shù)之一，有著高速度和低延時(shí)的特點(diǎn)，應(yīng)用日漸廣泛。在信息化時(shí)代，傳統(tǒng)媒體的發(fā)展面臨著一定的困難與挑戰(zhàn)，要想在時(shí)代的變化發(fā)展中取得一席之地，就必須做出相應(yīng)的改革與調(diào)整。廣播電視臺(tái)作為傳統(tǒng)媒體的代表，需要尋求創(chuàng)新路徑，緊跟時(shí)代發(fā)展腳步，才能提升行業(yè)影響力[1]。廣播電視與通信領(lǐng)域有著較為密切的關(guān)系，在5G通信技術(shù)發(fā)展迅速的今天，只有利用其優(yōu)勢(shì)與廣播電視技術(shù)深層融合，才能給受眾帶來(lái)更為豐富的服務(wù)體驗(yàn)，提升電視臺(tái)影響力，贏(yíng)得大眾的喜愛(ài)與信任。

1 5G通信技術(shù)的發(fā)展分析

1.1 5G通信技術(shù)概述

5G技術(shù)指的是第5代通信技術(shù)。隨著經(jīng)濟(jì)水平的提升，人們對(duì)于通信技術(shù)有了更高的要求。4G時(shí)代改變生活的方式是以視頻通話(huà)和視頻播放為主要代表，當(dāng)人們從傳統(tǒng)的音頻過(guò)渡到視頻時(shí)獲得了更為全面的感官體驗(yàn)。如今，4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足人們的需求，寬帶的限制導(dǎo)致傳輸緩慢，畫(huà)面清晰度不足，此時(shí)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。5G通信技術(shù)是基于數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)的先進(jìn)通信技術(shù)，與4G相比，5G作為新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)有著傳輸速率高和視頻畫(huà)面清晰的特點(diǎn)，能提供10 Gb/s以上的巨大傳輸速率。過(guò)去下載手機(jī)App時(shí)可能需要幾分鐘或者十幾分鐘，而使用5G技術(shù)在幾秒就可以完成。目前，我國(guó)3大通信運(yùn)營(yíng)商所分配到的5G試驗(yàn)頻段主要是中低頻段，同時(shí)中國(guó)廣電也獲得了5G商用牌照[2]。

1.2 5G通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

5G通信技術(shù)作為我國(guó)通信行業(yè)前沿技術(shù)之一，在我國(guó)得到了較好的研發(fā)，其發(fā)展必定會(huì)給各行各業(yè)帶來(lái)新的挑戰(zhàn)與更多機(jī)遇。時(shí)至今日，我國(guó)3大通信運(yùn)營(yíng)商逐漸發(fā)布了5G套餐，但5G通信技術(shù)要想獲得更廣泛的普及與應(yīng)用，基站的建設(shè)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)[3]。目前，我國(guó)基站建設(shè)處于發(fā)展階段，通過(guò)圖1數(shù)據(jù)可以看出，基站建設(shè)在未來(lái)幾年有著非常大的發(fā)展空間，在2023年達(dá)到高峰時(shí)期后基站建設(shè)數(shù)量會(huì)逐漸減少。

圖1 我國(guó)5G基站每年增長(zhǎng)數(shù)量預(yù)測(cè)值展示圖

1.3 5G通信的關(guān)鍵技術(shù)與優(yōu)勢(shì)

相較于4G通信技術(shù)，5G通信技術(shù)有著巨大的優(yōu)勢(shì)，想要更好了解5G通信，就要分析其關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)勢(shì)。首先，5G通信所使用的頻段較高，這也就有了其波長(zhǎng)較短的特點(diǎn)。結(jié)合我國(guó)通信運(yùn)營(yíng)商的5G頻譜資源分析知其波長(zhǎng)都屬于毫米波，因此在5G基站建設(shè)中通常采用的都是微基站和多布局的方式。其次，5G通信采用了如圖2所示的切片技術(shù)，不同的場(chǎng)景對(duì)網(wǎng)絡(luò)有不同的要求，有些甚至?xí)a(chǎn)生沖突。如果使用單個(gè)網(wǎng)絡(luò)為不同的應(yīng)用場(chǎng)景提供服務(wù)，將會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的復(fù)雜和資源的浪費(fèi)。網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)實(shí)現(xiàn)了分類(lèi)管理，體現(xiàn)出了按需組網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)[4]。最后，5G通信技術(shù)采用波束賦形的概念，將原本向四處發(fā)射的電波聚集起來(lái)向用戶(hù)的方向固定，并且能夠根據(jù)用戶(hù)的需求改變方向，因此5G通信技術(shù)有著更高的穩(wěn)定性。

圖2 5G通信網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)

2 5G通信技術(shù)與廣播電視技術(shù)的具體融合

2.1 5G+4K超高清電視的技術(shù)融合

廣播電視領(lǐng)域與通信領(lǐng)域有著密不可分的關(guān)系，廣播電視傳播信息需要以通信技術(shù)為支撐。我國(guó)廣播電視與視頻直播等場(chǎng)景使用的分辨率通常是1920×1080，也被稱(chēng)之為1080P超清。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)今已有部分視頻和直播場(chǎng)景開(kāi)始使用2K或者4K。2K的分辨率為2560×1440，4K的分辨率為4096×2160，這種超高清模式能夠給觀(guān)眾帶來(lái)更真實(shí)的觀(guān)看體驗(yàn)，但在4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，受到網(wǎng)速和畫(huà)質(zhì)的影響，超高清模式不能普遍應(yīng)用?？v觀(guān)國(guó)內(nèi)的視頻平臺(tái)，像騰訊和愛(ài)奇藝等視頻采用的都還是1080P[5]。在視頻直播領(lǐng)域，一些電競(jìng)直播開(kāi)放了2K模式，但總的使用仍舊較少。5G通信技術(shù)應(yīng)用后，網(wǎng)絡(luò)寬帶速度顯著提升，能提供10 Gb/s以上的巨大速率，為4K的使用奠定了基礎(chǔ)，4K超高清電視也迎來(lái)了更廣闊的發(fā)展空間。此外，在5G技術(shù)的支持下，廣播電視行業(yè)設(shè)備也發(fā)生了質(zhì)的改變。4K攝像機(jī)能夠提供更高質(zhì)量的圖像數(shù)據(jù)，攝像機(jī)的鏡頭能夠捕捉到更加精細(xì)的畫(huà)面?，F(xiàn)今5G+4K已成為媒體融合發(fā)展的新標(biāo)配，電視節(jié)目能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)的情況真實(shí)反映給觀(guān)眾，提供了更高的感官體驗(yàn)。2019年9月27日，中央廣播電視總臺(tái)與國(guó)家電影局聯(lián)合在北京豐臺(tái)萬(wàn)達(dá)影院舉辦了4K超高清直播，與此同時(shí)全國(guó)70家影院公布直播中國(guó)70周年盛典。通過(guò)4K視頻發(fā)現(xiàn)，整個(gè)畫(huà)面非常高清，無(wú)任何卡頓和花屏情況。相信在5G通信技術(shù)的支持下，廣播電視技術(shù)及其設(shè)備必定會(huì)不斷進(jìn)步優(yōu)化，給觀(guān)眾帶來(lái)更豐富的視覺(jué)體驗(yàn)。

2.2 5G可視化直播技術(shù)

2019年，國(guó)內(nèi)4家運(yùn)營(yíng)商移動(dòng)、聯(lián)通、電信以及廣電開(kāi)始建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)，到2020年5G取得了突破性的進(jìn)展，國(guó)內(nèi)眾多城市已經(jīng)覆蓋了5G網(wǎng)絡(luò)。在5G技術(shù)的支持下，互聯(lián)網(wǎng)速度也取得跨越式增長(zhǎng)，5G技術(shù)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，其所帶來(lái)的市場(chǎng)前景廣闊。如今在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和5G通信技術(shù)的支持下，視頻制造發(fā)展迅速，短視頻和直播技術(shù)帶動(dòng)了電商行業(yè)的發(fā)展，其中直播技術(shù)也是未來(lái)媒體發(fā)展的大趨勢(shì)。在快節(jié)奏的時(shí)代，人們受生活壓力和工作壓力的影響越來(lái)越傾向于觀(guān)看視頻，而不是閱讀文字，廣播電視在此背景下應(yīng)轉(zhuǎn)變理念，結(jié)合觀(guān)眾的需求與5G可視化直播技術(shù)，多為觀(guān)眾提供一些直播類(lèi)節(jié)目。2019年7月在南寧的M_DSK音樂(lè)節(jié)中，使用5G可視化直播技術(shù)進(jìn)行直播活動(dòng)時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)使用了多個(gè)支持5G技術(shù)的攝像頭，同時(shí)還使用CPE模塊輔助5G信號(hào)的傳輸，有效保障了直播的穩(wěn)定性[6]。由于設(shè)備的有限，在此次直播中還使用了兩個(gè)4G攝像頭。在直播過(guò)程中發(fā)現(xiàn)4G信號(hào)出現(xiàn)了異常情況，而5G信號(hào)非常穩(wěn)定，直播效果非常好。

2.3 5G頻譜與廣播電視C波段的干擾處理

5G通信技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用并不是完美無(wú)缺的，我國(guó)通信運(yùn)營(yíng)商所使用的5G頻譜與廣播電視領(lǐng)域的C波段有著相似之處，所以在二者融合的過(guò)程中，就會(huì)存在一定的干擾，這種干擾具體表現(xiàn)為廣播電視會(huì)出現(xiàn)花屏和信號(hào)無(wú)法正常傳輸?shù)葐?wèn)題。目前，我國(guó)5G終端建設(shè)數(shù)量還較少，所以這種干擾較輕，但隨著5G通信技術(shù)的普及，終端建設(shè)數(shù)量不斷增長(zhǎng)，在與廣播電視技術(shù)融合時(shí)，干擾也不斷增強(qiáng)。該問(wèn)題的解決方式是在廣播電視衛(wèi)星接收設(shè)備上設(shè)置濾波器，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在使用濾波器后整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾水平得到了有效提升，對(duì)于5G通信技術(shù)與廣播電視技術(shù)的融合有著重要意義。在今后的發(fā)展中，如果使用濾波器后干擾問(wèn)題仍得不到良好改善，就需要增設(shè)屏蔽網(wǎng)，結(jié)合基站的運(yùn)營(yíng)情況，調(diào)整屏蔽網(wǎng)參數(shù)，以此來(lái)保障廣播電視信號(hào)的穩(wěn)定。裝置濾波器前后頻譜圖變化如圖3所示。

圖3 裝置濾波器前后頻譜圖變化

2.4 5G智能移動(dòng)廣播技術(shù)

當(dāng)前媒體為順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，不斷尋求突破與改革，在媒體融合和5G通信技術(shù)的支持下，增設(shè)智能移動(dòng)廣播板塊已成為大勢(shì)所趨。5G技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了智能化技術(shù)的發(fā)展，此外智能系統(tǒng)以此為基礎(chǔ)能夠搭載更多傳感器。在智能移動(dòng)廣播領(lǐng)域，5G通信技術(shù)能夠有效促成媒體采編系統(tǒng)的建成，新聞采編人員獲得信息后，在智能手機(jī)中接入5G技術(shù)支持的后臺(tái)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)稿件的制作，為媒體采編工作提供了便利。廣播電視臺(tái)整合資源后，利用系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，能夠有效擴(kuò)大新聞資源，提高工作效率，使廣播電視體系更加順暢與科學(xué)化，并且通過(guò)新聞資源共享，能夠豐富廣播電視的表現(xiàn)形式。此外，在5G通信技術(shù)的支持下可以探索網(wǎng)劇和微電影等新興內(nèi)容領(lǐng)域的發(fā)展路徑，開(kāi)展智能家居和電視院線(xiàn)等新興業(yè)務(wù)，從而拓展業(yè)務(wù)領(lǐng)域[7]。

3 結(jié) 論

在科技發(fā)展迅速的當(dāng)今社會(huì)，廣播電視作為傳統(tǒng)媒體的代表，要想在競(jìng)爭(zhēng)激烈的行業(yè)中站穩(wěn)腳跟，必須結(jié)合時(shí)代的發(fā)展與自身的實(shí)際情況進(jìn)行改革與創(chuàng)新。廣播電視作為走在信息前端的行業(yè)與通信領(lǐng)域有著較為密切的關(guān)系，5G通信技術(shù)作為我國(guó)通信行業(yè)前沿技術(shù)之一有著高速度和低延時(shí)的特點(diǎn)，現(xiàn)今應(yīng)用日漸廣泛。廣播電視技術(shù)應(yīng)與5G通信技術(shù)進(jìn)行深層融合，通過(guò)5G+4K超高清電視的技術(shù)融合，給觀(guān)眾帶來(lái)更真實(shí)的觀(guān)看體驗(yàn)，同時(shí)結(jié)合觀(guān)眾的需求與5G可視化直播技術(shù)，多為觀(guān)眾提供一些直播類(lèi)節(jié)目。通過(guò)安裝濾波器的方式處理5G頻譜與廣播電視C波段的干擾，增強(qiáng)廣播電視信號(hào)的穩(wěn)定性，以5G智能移動(dòng)廣播技術(shù)發(fā)展更多信息業(yè)態(tài)，給受眾帶來(lái)更為豐富的服務(wù)體驗(yàn)，從而提升電視臺(tái)的影響力，贏(yíng)得大眾的喜愛(ài)。