基于5G NR廣播系統(tǒng)播發(fā)應(yīng)急廣播消息的探討

寇文濤

國家廣播電視總局監(jiān)管中心 北京市 100045

前 言

2019年6月6日，中國廣播電視網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司（以下簡稱中國廣電）正式獲得第四張5G牌照，成為中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、中國電信之后的第四家通信運(yùn)營商，廣電5G運(yùn)營商正式到來，并獨(dú)家享有700MHz（N28）頻段的使用權(quán)。作為移動(dòng)通信行業(yè)的后起之輩，如何在缺少用戶基礎(chǔ)、設(shè)備覆蓋的情況下，實(shí)現(xiàn)盡快擴(kuò)展市場份額，需要走特色化、差異化發(fā)展之路，依托傳統(tǒng)廣播電視業(yè)務(wù)的根基，開展電視廣播服務(wù)，開辦特色頻道、實(shí)行免費(fèi)戰(zhàn)略是重要途徑。中國廣電依托傳統(tǒng)的廣播電視業(yè)務(wù)，在5G時(shí)代借助手機(jī)等移動(dòng)多媒體終端，采用“廣播”的方式傳輸廣播電視節(jié)目，并可通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與終端的交互，充分利用了廣播覆蓋終端不受數(shù)量限制、無帶寬要求的特點(diǎn)，有效彌補(bǔ)了廣播單向傳播的劣勢，具有一定的創(chuàng)新意義。

中國應(yīng)急廣播體系經(jīng)過廣電總局多年的建設(shè)和發(fā)展，已經(jīng)初步建成了從中央到鄉(xiāng)村的全環(huán)節(jié)的、多級(jí)覆蓋技術(shù)系統(tǒng)。作為國家應(yīng)急體系的重要組成部分，應(yīng)急廣播在重大災(zāi)難發(fā)生時(shí)，發(fā)揮出越來越重要的作用，同時(shí)作為一項(xiàng)為群眾服務(wù)的民生工程，應(yīng)急廣播覆蓋的人群越多、覆蓋的手段越多、覆蓋的終端越多，在發(fā)生災(zāi)害的緊急時(shí)刻發(fā)揮的作用也就越大。因此，探索應(yīng)急廣播系統(tǒng)與廣電5G廣播業(yè)務(wù)系統(tǒng)的深度結(jié)合，能夠進(jìn)一步拓展應(yīng)急廣播的覆蓋面，更好的發(fā)揮應(yīng)急廣播災(zāi)害防控預(yù)警方面的作用。

1 相關(guān)概念

1.1 5G NR（New Radio）

5G NR是指基于OFDM（正交頻分復(fù)用）的全新空口設(shè)計(jì)的5G標(biāo)準(zhǔn)，一般指的是5G系統(tǒng)的接入網(wǎng)部分。

1.2 5G NR廣播

5G NR廣播是指基于5G NR以及5G移動(dòng)通信網(wǎng)，采用單播、組播、廣播等方式傳送廣播電視節(jié)目并實(shí)現(xiàn)節(jié)目內(nèi)容交互的新型播發(fā)系統(tǒng)，可通過5G基站和廣播電視塔共同覆蓋的方式實(shí)現(xiàn)節(jié)目播出。

1.3 應(yīng)急廣播

利用廣播電視、網(wǎng)絡(luò)視聽等信息傳送方式，向公眾或特定區(qū)域、特定人群發(fā)布應(yīng)急信息的傳送播出系統(tǒng)。

2 中國5G NR廣播基本情況

2.1 5G NR廣播的優(yōu)勢

目前，中國廣電負(fù)責(zé)國內(nèi)5G NR廣播的建設(shè)運(yùn)營，也是第一個(gè)開發(fā)5G NR廣播的運(yùn)營商，在取得5G牌照之后，中國廣電同時(shí)具備了廣播電視和移動(dòng)通信的雙重運(yùn)營資格，為開展5G NR廣播業(yè)務(wù)打下基礎(chǔ)。5G NR廣播的核心是廣播，具備了傳統(tǒng)無線廣播電視傳送方式的基本特點(diǎn)：一點(diǎn)覆蓋，全面接收，沒有帶寬的限制，沒有接入終端數(shù)量的限制，免流量收聽收看。5G NR廣播同時(shí)也具備了傳統(tǒng)廣播電視播出手段無法比擬的優(yōu)勢，借助5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)視頻交互和多媒體信息的播發(fā)是對(duì)傳統(tǒng)廣播電視覆蓋手段的創(chuàng)新。

5G NR廣播可實(shí)現(xiàn)的主要業(yè)務(wù)形態(tài)有三種：一是傳統(tǒng)的廣播電視節(jié)目播出服務(wù)。這種服務(wù)類似CMMB廣播電視播出的方式，無需開通移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，即可在特定終端上實(shí)現(xiàn)廣播電視節(jié)目的免費(fèi)接收。二是個(gè)性化、交互式視頻服務(wù)。利用5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播、直播時(shí)移、個(gè)性化頻道播放功能，個(gè)性化頻道包括4K/8K高清節(jié)目、AR/VR全景節(jié)目，觀眾通過調(diào)整節(jié)目角度實(shí)現(xiàn)諸如演唱會(huì)、體育賽事等節(jié)目的全方位觀看。三是實(shí)現(xiàn)融媒體信息播出服務(wù)。播出宣傳信息、應(yīng)急信息、科普知識(shí)等，進(jìn)一步拓展廣播的新型業(yè)態(tài)，豐富內(nèi)容供給。

在信號(hào)傳輸覆蓋方面，5G NR廣播信號(hào)計(jì)劃以移動(dòng)通信基站播出方式為主，主要借助中國廣電與中國移動(dòng)共建共享的48萬個(gè)5G基站進(jìn)行信號(hào)傳輸，同時(shí)結(jié)合傳統(tǒng)的廣播電視塔發(fā)射5G廣播信號(hào)共同實(shí)現(xiàn)用戶無需網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)接收，具備信號(hào)在單播和廣播播出方式之間無縫切換的能力。在信號(hào)接收方面，支持移動(dòng)接收的方式，具備了靈活便利的特點(diǎn)，是傳統(tǒng)廣播電視在新媒體時(shí)代協(xié)同覆蓋的一項(xiàng)重要嘗試。

2.2 5G NR廣播的不足

雖然5G NR廣播相較于傳統(tǒng)廣播電視播出手段在形式上有所創(chuàng)新，觀看電視也更加便利靈活，但這些優(yōu)勢在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)高度普及的當(dāng)代，尚無法形成與移動(dòng)多媒體明顯的競爭優(yōu)勢，且目前的5G NR廣播對(duì)接收終端有一定的要求，在推廣普及方面仍有較大困難。

因此，5G NR廣播的發(fā)展主要基于以下兩方面的考量。一方面是廣播電視內(nèi)容觀看方式要有所創(chuàng)新，依托豐富的廣播電視資源，不斷豐富頻道內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)電視頻道資源的直播、回看，適當(dāng)增加點(diǎn)播功能；開辦特色頻道，如播出可全景觀看節(jié)目，觀眾可以在收看過程中隨時(shí)調(diào)整觀看角度，從自己喜歡的角度觀看；豐富播出內(nèi)容，增加信息類的節(jié)目，如可與應(yīng)急廣播管理部門合作，播出應(yīng)急信息，實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息播發(fā)、疫情防控宣傳、災(zāi)害防護(hù)知識(shí)等。另一方面需要增加接收終端的普及程度，目前支持接收5G NR廣播的手機(jī)芯片僅有海思麒麟990、天璣720、驍龍865等有限的幾款，且終端需要比較專業(yè)的底層升級(jí)后才能正常觀看廣播電視節(jié)目，普及程度不高。

2021年，中國廣電開始實(shí)踐5G NR廣播試點(diǎn)播發(fā)，首個(gè)試驗(yàn)基站已在上海東方明珠電視塔搭建完畢，相應(yīng)的手機(jī)端試驗(yàn)應(yīng)用程序也已開發(fā)完畢，已經(jīng)為實(shí)際播發(fā)做好準(zhǔn)備。

3 應(yīng)急廣播系統(tǒng)與5G NR廣播系統(tǒng)聯(lián)通需要解決的問題

目前，各地的應(yīng)急廣播平臺(tái)建設(shè)已初具規(guī)模，全國已有十余個(gè)省份完成了應(yīng)急廣播平臺(tái)功能的建設(shè)，在防洪救災(zāi)、疫情防控等應(yīng)急信息的播發(fā)過程中日益發(fā)揮出重要作用，部分地區(qū)已試點(diǎn)完成了與IPTV、融媒體中心等新興媒體形式的聯(lián)通，摸索出一定的對(duì)接經(jīng)驗(yàn)，但在5G NR廣播方面尚無經(jīng)驗(yàn)可借鑒。中國廣電經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí)踐和摸索，已聯(lián)合華為、中興等公司聯(lián)合開展了5G NR廣播相關(guān)的開發(fā)建設(shè)，搭建了試驗(yàn)系統(tǒng)，并在2021年的CCBN上現(xiàn)場做了實(shí)際播發(fā)的展示，技術(shù)層面上具備了與應(yīng)急廣播系統(tǒng)對(duì)接的客觀條件。在此基礎(chǔ)上，國家應(yīng)急廣播平臺(tái)的建設(shè)部門正積極協(xié)調(diào)中國廣電開展相關(guān)的對(duì)接測試和標(biāo)準(zhǔn)制定工作。

應(yīng)急廣播系統(tǒng)與5G NR廣播系統(tǒng)之間對(duì)接需要解決應(yīng)急廣播關(guān)鍵技術(shù)、接口規(guī)范和應(yīng)用場景等幾個(gè)關(guān)鍵的問題。需要了解國家應(yīng)急廣播平臺(tái)與5G NR廣播系統(tǒng)信息傳輸需求，探索5G等先進(jìn)技術(shù)在應(yīng)急廣播傳輸覆蓋業(yè)務(wù)中的應(yīng)用，同時(shí)需要在現(xiàn)有5G NR廣播關(guān)鍵技術(shù)研究成果的基礎(chǔ)上，制定從國家應(yīng)急廣播平臺(tái)到中國廣電5G NR廣播系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸接口規(guī)范，研究基于5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行應(yīng)急廣播發(fā)布的技術(shù)框架，提出基于5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)應(yīng)急廣播發(fā)布的整體解決方案，并通過搭建對(duì)接、播發(fā)、接收的示范演示系統(tǒng)，進(jìn)一步驗(yàn)證明確5G NR廣播服務(wù)的應(yīng)用場景和終端呈現(xiàn)效果。目前研究階段應(yīng)重點(diǎn)考慮三個(gè)主要問題。

3.1 制定通用的數(shù)據(jù)接口規(guī)范

國家層面，現(xiàn)有應(yīng)急廣播體系已運(yùn)行多年，在廣電總局多個(gè)部門的共同努力下，已制定比較完善的應(yīng)急廣播技術(shù)體系規(guī)范，對(duì)應(yīng)急廣播體系各環(huán)節(jié)之間的數(shù)據(jù)通信、接口聯(lián)接都有明確的格式規(guī)范要求。中國廣電5G廣播技術(shù)播出系統(tǒng)也已建設(shè)了試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)數(shù)據(jù)的接入也有較為明確的技術(shù)要求。因此，應(yīng)急廣播平臺(tái)與5G NR廣播系統(tǒng)之間的對(duì)通需要溝通協(xié)調(diào)，進(jìn)一步明確數(shù)據(jù)格式、接口協(xié)議、接口功能、接口流程、數(shù)據(jù)保護(hù)等方面的需求，進(jìn)而制定通用的數(shù)據(jù)傳輸接口標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)信息的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化傳輸。

3.2 提出基于5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)應(yīng)急廣播發(fā)布的解決方案

5G NR廣播的播出模式包括廣播和多播兩種方式，需要研究通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)應(yīng)急廣播發(fā)布的技術(shù)框架，明確應(yīng)急廣播調(diào)度控制平臺(tái)的資源管理和跨平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)急信息聯(lián)動(dòng)機(jī)制、5G應(yīng)急廣播終端信息源接入等關(guān)鍵技術(shù)。在參考已有的應(yīng)急廣播體系建設(shè)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范基礎(chǔ)上，結(jié)合應(yīng)急廣播消息發(fā)布的要求和有線數(shù)字電視播出、無線發(fā)射等播出方式的特點(diǎn)，編制5G NR應(yīng)急廣播傳輸覆蓋網(wǎng)、5G應(yīng)急廣播終端及效果監(jiān)測評(píng)估等相關(guān)應(yīng)急廣播技術(shù)規(guī)范，提出基于5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)應(yīng)急廣播的整體解決方案。

3.3 研究5G NR廣播服務(wù)的應(yīng)用場景和終端呈現(xiàn)效果

在前期技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，搭建基于5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)應(yīng)急廣播消息播發(fā)的試驗(yàn)系統(tǒng)，分別針對(duì)廣播模式和多播模式的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行測試驗(yàn)證，確定能夠響應(yīng)應(yīng)急廣播消息的終端類型、工作狀態(tài)、軟件環(huán)境等具體應(yīng)用場景，以及終端針對(duì)文本、音頻、視頻等不同類型信息的實(shí)際呈現(xiàn)效果。

結(jié)束語

5G NR廣播作為一種新型的廣播電視傳輸方式，是5G時(shí)代廣播電視向新媒體播出轉(zhuǎn)型的一次重要嘗試，也是中國廣電5G差異化發(fā)展的一種重要手段。通過制定相應(yīng)的傳輸規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求，從而為將來應(yīng)急廣播通過5G NR廣播實(shí)現(xiàn)播出打下了基礎(chǔ)，能夠進(jìn)一步豐富應(yīng)急廣播信息的播出覆蓋渠道，更好發(fā)揮應(yīng)急廣播在災(zāi)害預(yù)警中的作用。