論5G通信技術(shù)與廣播電視技術(shù)的融合

楊雪峰

【摘要】伴隨著信息化發(fā)展速度的不斷加快，5G通信技術(shù)也得到較快的發(fā)展。在廣播電視技術(shù)領(lǐng)域之中，運(yùn)用5G通信技術(shù)較多，并且在擁有5G通信技術(shù)支持下，其研發(fā)與運(yùn)用也變得越來(lái)越先進(jìn)。所以，本文針對(duì)5G通信技術(shù)與廣播電視技術(shù)的融合進(jìn)行分析，希望能夠?qū)⑵湫Ч昝赖某尸F(xiàn)出來(lái)。

【關(guān)鍵詞】5G通信技術(shù);廣播電視技術(shù);融合

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.011.007

經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，使得信息技術(shù)也呈現(xiàn)出快速發(fā)展的狀態(tài)，5G技術(shù)作為一種發(fā)展的趨勢(shì)所向，如果可以將5G技術(shù)與廣播電視技術(shù)相互結(jié)合，那么就能夠推動(dòng)廣播電視技術(shù)的快速發(fā)展。在信息化發(fā)展速度不斷加快的今天，5G技術(shù)發(fā)展想想迅速。目前，5G技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到廣播電視技術(shù)領(lǐng)域之中，在得到5G技術(shù)支持下，其研發(fā)、運(yùn)用也會(huì)促進(jìn)其實(shí)際內(nèi)容變得越來(lái)越豐富。

1. 廣播電視技術(shù)領(lǐng)域中5G技術(shù)應(yīng)用的作用

利用廣播電視+移動(dòng)通信5G技術(shù)，可以快速實(shí)現(xiàn)廣播電視的5G新視聽(tīng)?；?G網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)終端的移動(dòng)性優(yōu)勢(shì)以及中國(guó)16.05億的移動(dòng)用戶基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)廣播電視的人人通，移動(dòng)通，終端通，有效地提升公共服務(wù)效能和水平。同時(shí)5G網(wǎng)絡(luò)會(huì)讓“智慧全媒體”制播更高效，更經(jīng)濟(jì)?；?G網(wǎng)絡(luò)的廣播電視顛覆了傳統(tǒng)的電視直播、轉(zhuǎn)播的采編方式，通過(guò)5G回傳+云端制作方式取代，使得制播業(yè)務(wù)更高效、更經(jīng)濟(jì)。如，探索5G垂直行業(yè)應(yīng)用，努力在5G+4K/8K超高清、5G+融媒體、5G+物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用，向國(guó)內(nèi)行業(yè)一流的智慧廣電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、數(shù)字生活服務(wù)提供商、國(guó)家級(jí)新基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商邁進(jìn)。另外，如700M作為FDD NR重要頻段，具備傳播損耗低、穿透能力強(qiáng)、覆蓋面積大、連接范圍廣、組網(wǎng)成本低、和上行體驗(yàn)優(yōu)等特點(diǎn)，同時(shí)由于低頻段資源稀缺性，業(yè)界稱之為“黃金頻段”。中國(guó)廣電是全球唯一具備2x30MHz以上頻譜資源的5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商。是移動(dòng)通信的黃金頻段。擁有700M大帶寬的黃金頻譜，更深更廣的覆蓋和成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，構(gòu)建無(wú)處不在的5G網(wǎng)絡(luò)，據(jù)測(cè)算，700MHz的覆蓋能力是電信運(yùn)營(yíng)商高頻網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力的三倍，利用廣電700MHz頻段進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，只需要建設(shè)40多萬(wàn)基站即可實(shí)現(xiàn)全國(guó)覆蓋，使用大帶寬技術(shù)，通過(guò)中頻和低頻的共享，實(shí)現(xiàn)更大帶寬、更高可靠、更廣覆蓋的融合網(wǎng)絡(luò)。所以，積極利用5G技術(shù)就可以推動(dòng)廣播電視技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

2. 5G通信與廣播電視技術(shù)的融合發(fā)展

推動(dòng)5G通信與廣播電視技術(shù)之間的融合發(fā)展，本章節(jié)主要是分析了5G+4K超高清、C波段廣播電視衛(wèi)星接收與5G干擾、5G技術(shù)與廣播可視化直播三個(gè)方面的融合路徑與實(shí)例，希望利用這幾個(gè)層面的分析，能夠了解5G通信與廣播電視技術(shù)之間的融合發(fā)展之路。

2.1 5G+4K超高清

5G+4K的超高清技術(shù)在2019年全國(guó)兩會(huì)期間，由廣播電視臺(tái)與中國(guó)聯(lián)通合作，進(jìn)行了首次的嘗試。針對(duì)5G+4K的超高清直播鏈路，其具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1所示。

在這一次的直播過(guò)程中，4K攝像機(jī)選擇13倍光學(xué)變焦且?guī)в泄潭ㄧR頭的手持?jǐn)z像機(jī)，其本身?yè)碛?0p的4K拍攝性能。相比1080 50i，其本身的圖像質(zhì)量更高，清晰度更強(qiáng)。在畫(huà)面捕捉中，就會(huì)有對(duì)應(yīng)的4K視頻流的形成，通過(guò)編碼器的直接輸出之后，就會(huì)有對(duì)應(yīng)的IP視頻流的形成，就會(huì)傳送到支持5G的CPE之中。這一次所使用的CPE，其本身不僅可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線路由器wifi信號(hào)的中繼，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于基站信號(hào)的中繼。如果用戶所在地缺少相應(yīng)的信號(hào)，那么久會(huì)直接選擇CPE來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的中繼，以此來(lái)滿足擴(kuò)大基站信號(hào)覆蓋面積的要求，從而讓更多的設(shè)備能夠與5G信號(hào)相互連接。在初期的覆蓋階段，能夠?qū)崿F(xiàn)其實(shí)際覆蓋面積的擴(kuò)大。另外，通過(guò)5G CRE還可以滿足有線連接以及對(duì)應(yīng)的熱點(diǎn)覆蓋處理。因此，就可以考慮到利用CPE來(lái)實(shí)現(xiàn)5G移動(dòng)終端的模擬，從而實(shí)現(xiàn)與5G基站的相互對(duì)接。

在這一次的直播中，感受到5G技術(shù)帶來(lái)的流場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和清晰畫(huà)面。所以，5G憑借其低延時(shí)、高帶寬的特性，必定會(huì)推動(dòng)光電技術(shù)的不斷進(jìn)步。

2.2 C波段廣播電視衛(wèi)星接收與5G干擾

當(dāng)中國(guó)電信與聯(lián)通獲取5G頻譜之后，其本身和C波段的廣播電視微信接收工作頻率，其相互之間的頻率較近，容易出現(xiàn)鄰頻干擾。針對(duì)C波段接收低噪聲變頻器LNB，其在實(shí)際工作中的工作頻段為3400MHz～4200MHz，這就表示其頻段的5G信號(hào)能夠直接進(jìn)入LNB。在5G干擾信號(hào)為-60dBm，在干擾信號(hào)變頻之后，就會(huì)導(dǎo)致其達(dá)到接收機(jī)時(shí)候偏高，這樣就會(huì)形成飽和干擾的情況。這樣針對(duì)衛(wèi)星接收機(jī)產(chǎn)生實(shí)際的干擾，其表現(xiàn)在缺少對(duì)應(yīng)的音頻輸出，這樣就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)無(wú)法鎖定、花屏等情況的出現(xiàn)。

目前，雖然5G終端偏少，但是各個(gè)運(yùn)營(yíng)商都在積極布局。5G基站處于空載運(yùn)行，雖然總功率交底，但是考慮到波束賦形。所以，其實(shí)際的瞬時(shí)功率偏低，這樣難免會(huì)導(dǎo)致其C波段的實(shí)際接收受到影響。目前，中星6A和6B傳輸中都是采用C波段進(jìn)行，也是重要的廣播電視臺(tái)傳播來(lái)源。所以，5G基站發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生的干擾偏大，這樣會(huì)影響播出效果[3]。

雖然5G信號(hào)存在干擾，不過(guò)可以通過(guò)衛(wèi)星接收設(shè)備添加C波段濾波器的方式，其指標(biāo)性能要求能夠抑制工作頻率處于3400MHz～3500MHz、500MHz～3600MHz之間，大于等于55dB的干擾信號(hào)。針對(duì)C波段濾波器安裝前后的信號(hào)頻譜比對(duì)圖，具體見(jiàn)圖2和圖3所示。

基于上圖2和圖3的具體分析來(lái)看，在沒(méi)有添加濾波器之前，對(duì)于圖2的頻譜末端位置，就會(huì)有5G干擾信號(hào)的存在。在濾波器添加之后，當(dāng)接收強(qiáng)度不變，基于圖3的分析，就不會(huì)有后端干擾信號(hào)。如果選擇C波段濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)，其無(wú)法氣的良好的效果。所以可以選擇屏蔽網(wǎng)，從而進(jìn)行針對(duì)性的替代處理，并且也需要考慮到與5G運(yùn)營(yíng)商之間進(jìn)行最大輻射角、發(fā)射功率以及安裝位置等協(xié)調(diào)的有效措施。

2.3 5G技術(shù)與廣播可視化直播

對(duì)于可視化直播，在MDSK音樂(lè)節(jié)中，就為受眾帶來(lái)了質(zhì)量極高的視聽(tīng)盛宴，這一個(gè)音樂(lè)節(jié)，就是廣播電視與中國(guó)移動(dòng)聯(lián)合舉辦的，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)，從而利用旅游廣播頻率，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于音樂(lè)節(jié)的可視化直播。

在這一次的可視化直播過(guò)程中，直接選4個(gè)攝像頭，其中有2個(gè)屬于5G移動(dòng)終端，也成為本次直播的兩點(diǎn)。剩余的2個(gè)攝像頭不支持5G，針對(duì)這兩個(gè)攝像頭，其所拍攝的信號(hào)會(huì)傳送到對(duì)應(yīng)的設(shè)備輸出視頻流之后，然后通過(guò)支持5G的CPE設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)5G信號(hào)的傳輸。但是在本次的直播中，也存在一些問(wèn)題，因?yàn)槌掷m(xù)播出的時(shí)間較久，所以，5G設(shè)備會(huì)長(zhǎng)時(shí)間的工作，發(fā)熱量、耗電量偏大，并且在使用CPE的時(shí)候，4G基站本身的負(fù)荷量偏大，這樣會(huì)導(dǎo)致基站發(fā)熱情況的出現(xiàn)，從而影響其實(shí)際的穩(wěn)定性和對(duì)應(yīng)的傳輸速率。對(duì)于5G設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間、大規(guī)模、高效能的使用，這對(duì)于5G技術(shù)是一項(xiàng)重大的考驗(yàn)。但是不可否認(rèn)，這樣的5G技術(shù)運(yùn)用與廣播電視技術(shù)的融合，給我們帶來(lái)了視聽(tīng)上的極致體驗(yàn)，相信在今后的融合中，隨著5G技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量的升高，兩者之間就能夠?qū)崿F(xiàn)完美的融合。

3. 結(jié)語(yǔ)

總而言之，針對(duì)現(xiàn)階段的廣播電視行業(yè)而言， 5G通信技術(shù)的應(yīng)用主要是針對(duì)廣播電視業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)化、實(shí)現(xiàn)移動(dòng)視頻業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)，并且確保系統(tǒng)能夠優(yōu)化升級(jí)，這樣就能夠帶給用戶更好的體驗(yàn)。在之后的發(fā)展中，其主要是偏向于技術(shù)的融合與資源渠道優(yōu)化的方向，同時(shí)，也需要隨時(shí)關(guān)注新型功能的開(kāi)發(fā)。所以，對(duì)于今后5G通信技術(shù)與廣播電視技術(shù)的融合，其本身的研究還能夠更加深入。

參考文獻(xiàn)：

[1]張峻.5G時(shí)代下廣播電視傳輸技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)研究[J].電子世界，2020（14）：179-180.

[2]歐文飛.5G在未來(lái)電視廣播技術(shù)應(yīng)用的思考[J].記者搖籃，2019（09）：41-42.

[3]王學(xué)博.5G在未來(lái)電視廣播技術(shù)的思考[J].傳媒論壇，2019（10）：120-121.

[4]諸云卉.關(guān)于5G在廣播電視技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J].西部廣播電視，2019（08）：202-203.