5G通訊技術(shù)在廣播電視傳播覆蓋方面的應(yīng)用實(shí)踐

◎史靈君

(國家廣播電視總局五七三臺，北京 102209)

近年來，我國在通訊技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究和運(yùn)用上，取得了巨大的成就，很多應(yīng)用領(lǐng)域都達(dá)到了國際先進(jìn)水平。5G 通訊技術(shù)相對于4G 來說，速度快、延時(shí)小、網(wǎng)絡(luò)容量大，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)傳送和廣播，它的理論傳輸速率可以達(dá)到1 000MB/分鐘，為高清視頻的傳送與共享打下了很好的基礎(chǔ)。在新時(shí)期中，5G 技術(shù)還沒有得到廣泛應(yīng)用，因此，在對5G 技術(shù)的研究中，相關(guān)技術(shù)人員將要更加重視其在理論上的應(yīng)用。同時(shí)，也要充分認(rèn)識5G 技術(shù)的特征和實(shí)際情況，從而促進(jìn)我國廣播電視技術(shù)的發(fā)展。

5G 技術(shù)的普及，要求廣播電視產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改革和創(chuàng)新，加速5G 技術(shù)在廣播電視產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，與5G 時(shí)代的發(fā)展趨勢相適應(yīng)。通過這種方式，廣播電視的發(fā)展將會更加多元化，更加迅速地向社會提供更好的服務(wù)。同時(shí)，也正是有了5G 技術(shù)的支撐，才能使廣播電視產(chǎn)業(yè)在復(fù)雜的市場環(huán)境中實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)過渡，并在傳媒產(chǎn)業(yè)中占有舉足輕重的位置。

一、5G技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用場景

(一)5G 技術(shù)綜述

5G 技術(shù)主要特點(diǎn)是高速傳輸。相比于4G 時(shí)代，5G 通訊技術(shù)能夠降低網(wǎng)絡(luò)信號的傳輸?shù)难舆t速率，從而推動(dòng)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播行業(yè)的發(fā)展，從而解決了對視頻圖像的干擾問題。對于5G 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)而言，雖然還處在5G 網(wǎng)絡(luò)的初期階段，但是其特性和功能已經(jīng)很明確了，該技術(shù)在促進(jìn)新的應(yīng)用和改善已有的應(yīng)用方面具有很大的潛力。

除已有的應(yīng)用場景之外，5G 將會在很多行業(yè)，如醫(yī)療、汽車、智能城市、智能廣播電視、工業(yè)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)功能更強(qiáng)大的創(chuàng)新路徑，這將會對我們的生活產(chǎn)生巨大的影響。大部分分析師和業(yè)界人士都相信5G 將成為下一輪世界GDP 增長的新推動(dòng)力。另外，新基建政策的出臺，以及各地政府持續(xù)加大投資力度，推動(dòng)5G 應(yīng)用的創(chuàng)新，使5G 的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。

(二)5G 將深度賦能多種強(qiáng)大的應(yīng)用場景

5G 將為所有功能強(qiáng)大的應(yīng)用程序提供深入的支持。5G網(wǎng)絡(luò)能夠提供三種不同的應(yīng)用環(huán)境，包括增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶(EMBB)、超可靠的低延時(shí)通訊(URLLC)、海量機(jī)器類通信(MMTC)。

增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶(EMBB)可以使用戶的數(shù)據(jù)傳送速度達(dá)到20GBPS，從而提高客戶的使用體驗(yàn)。它能夠支撐諸如AR、人工智能、VR、4K 超高清以及8K 等高帶寬應(yīng)用。

海量機(jī)器類通信(MMTC，即大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng))：MMTC可以實(shí)現(xiàn)廣泛的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，也可以在室內(nèi)進(jìn)行深度的滲透，并能支持大規(guī)模的設(shè)備互聯(lián)，使得每平方公里都能連接一百萬個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。該應(yīng)用場景通過提供低功率的LPWA 技術(shù)，以適應(yīng)迅速發(fā)展的移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的需要。LPWA 技術(shù)能夠利用低功率的方式進(jìn)行遠(yuǎn)距離的覆蓋。它的最優(yōu)數(shù)據(jù)傳送可以為小型和間接型設(shè)備提供技術(shù)上的通訊支持。

超可靠的低延時(shí)通訊(URLLC)：URLLC 可以完成很多重要的工作。有些應(yīng)用程序要求極低的延遲(小于1MS)，并且具有很高的可靠性和實(shí)用價(jià)值。

實(shí)際上，不是所有的應(yīng)用都要使用5G 技術(shù)的全部功能。一些應(yīng)用程序要求使用多種功能的組合。一般情況下，這是一種動(dòng)態(tài)變化的過程。比如，遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)傳感器電池供電采用了低功率、高數(shù)據(jù)傳送率通信，這是典型的MMTC 應(yīng)用。由于這一應(yīng)用程序要求從機(jī)器人裝置向外科醫(yī)師傳送大量的傳感器數(shù)據(jù)，并且在手術(shù)期間幾乎實(shí)時(shí)地做出反應(yīng)，因此，遠(yuǎn)程機(jī)器人的操作要求與EMBB 和NURRLC 相結(jié)合。5G 技術(shù)廣泛用于廣播電視，它是MTC、EMBB、URRLC 等多種功能的結(jié)合。5G 具有足夠的網(wǎng)絡(luò)切片能力來適應(yīng)這種變化。這個(gè)特性可以對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行分區(qū)和管理，并動(dòng)態(tài)地適應(yīng)未用的應(yīng)用。

二、5G技術(shù)在廣播電視技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用

(一)5G 技術(shù)對廣播電視影響

在5G 技術(shù)的推動(dòng)下，廣播電視領(lǐng)域可以發(fā)揮更強(qiáng)的實(shí)際作用。廣播電視可與5G 通訊技術(shù)相結(jié)合。相對于傳統(tǒng)的廣播技術(shù)，5G 網(wǎng)絡(luò)廣播具有移動(dòng)性、及時(shí)性和可根據(jù)需要進(jìn)行有針對性的廣播，使傳統(tǒng)的廣播電視產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。同時(shí)，用戶流量指數(shù)的增加也在一定程度上影響著廣播電視在5G 通訊技術(shù)的深化。因此，對5G 通訊的技術(shù)模式與內(nèi)容進(jìn)行深入的探討，以推動(dòng)其在廣播電視實(shí)際中的應(yīng)用，為我國廣播電視事業(yè)的蓬勃發(fā)展作出重要的貢獻(xiàn)。尤其是5G 點(diǎn)到點(diǎn)的廣播技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中有著顯著的優(yōu)越性,推動(dòng)廣播技術(shù)和通訊技術(shù)的融合是今后發(fā)展的必然趨勢。以往在4G 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下，提出在廣播電視產(chǎn)業(yè)中采用EMBMS 技術(shù)，其技術(shù)優(yōu)勢是顯而易見的。但是MBMS 技術(shù)在我國的應(yīng)用還不夠廣泛，其應(yīng)有的功能和價(jià)值還沒有完全發(fā)揮出來。5G 技術(shù)的推廣和發(fā)展，在我國廣播電視業(yè)的發(fā)展中起著舉足輕重的作用，從而起到推動(dòng)廣播電視覆蓋市場的發(fā)展作用。

(二)5G 技術(shù)下的廣播業(yè)務(wù)的改變

5G 技術(shù)所支撐的廣播業(yè)務(wù)已經(jīng)有了很大的改變。隨著5G 通訊技術(shù)的不斷推廣，也使得移動(dòng)寬帶得到了加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)設(shè)備在低延時(shí)通訊條件下，可以更好地利用移動(dòng)設(shè)備，提高了對數(shù)據(jù)的存取和應(yīng)用；同時(shí)。5G 通訊技術(shù)通過對不同視角的視頻傳輸、AR、NVR 等高品質(zhì)的視頻傳輸，可以很好地滿足應(yīng)急廣播的快速傳播和傳媒應(yīng)用的需要。另外，采用5G 技術(shù)，可以在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)字廣播和電視的傳輸。當(dāng)前，4G 技術(shù)中，視頻、圖像、聲音等信息的傳送主要采用點(diǎn)對點(diǎn)技術(shù)。從而提高網(wǎng)絡(luò)信息資源的利用率，從而更好地滿足大眾對廣播、電視等媒體行業(yè)發(fā)展的需要。隨著5G 技術(shù)的不斷發(fā)展，將會極大地提高廣播電視的技術(shù)水平，從而有效地解決當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)信號丟失、現(xiàn)場實(shí)時(shí)干擾等問題，從而推動(dòng)我國廣播電視的應(yīng)用與發(fā)展。5G 技術(shù)的應(yīng)用能夠有效地滿足目前移動(dòng)終端對海量視頻的要求，減輕網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量的巨大壓力使FEBMS 技術(shù)能夠在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛的應(yīng)用，通過5G 技術(shù)，對視頻資源進(jìn)行智能控制，使其實(shí)現(xiàn)更加流暢地進(jìn)行在線交互的功能，也能使人們更好地進(jìn)行在線、實(shí)時(shí)的超高清視頻的傳輸，從而推動(dòng)廣播電視傳播覆蓋的應(yīng)用。

(三)LTE 技術(shù)為基礎(chǔ)的EMBMS

在以往4G 技術(shù)的情況下，移動(dòng)終端的視頻業(yè)務(wù)用戶數(shù)量明顯增多，從而使4G 網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷增大。同時(shí)，它還會阻礙網(wǎng)絡(luò)視頻的流暢、清晰度，從而降低用戶的使用體驗(yàn)。為有效地改善這種狀況，技術(shù)工作者們往往會采取改變LTE技術(shù)的方式，并在LTE 技術(shù)基礎(chǔ)上完善演進(jìn)型多媒體廣播技術(shù)及技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。在5G 技術(shù)逐漸普及、商品化的今天，3GPP 技術(shù)可以改善和更新EMBMS 的應(yīng)用模式，使之與5G服務(wù)的實(shí)際應(yīng)用相適應(yīng)，它的實(shí)際應(yīng)用還沒有達(dá)到預(yù)期的效果。因此，在5G 技術(shù)發(fā)展的大背景下，必須不斷地發(fā)展和應(yīng)用EMBMS 技術(shù)，以保證5G 技術(shù)在廣播電視產(chǎn)業(yè)中的穩(wěn)步發(fā)展，因其效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于MBMS，從而為其技術(shù)支撐。通過5G 技術(shù)在廣播電視技術(shù)中的應(yīng)用，廣播電視可以實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)絡(luò)融合，使其在技術(shù)上的應(yīng)用得到進(jìn)一步的擴(kuò)展，從而顯著地推動(dòng)了新時(shí)期廣播電視行業(yè)的發(fā)展。在新形勢下，各有關(guān)部門應(yīng)充分認(rèn)識到5G 技術(shù)在新形勢下的發(fā)展動(dòng)向，隨著5G 技術(shù)的不斷發(fā)展，廣播電視的數(shù)據(jù)傳輸方式將會變得更加方便，其網(wǎng)絡(luò)化、現(xiàn)代化的交互場景將會提高用戶的使用體驗(yàn)，從而為廣播電視技術(shù)的發(fā)展提供有利的環(huán)境。同時(shí)，有關(guān)技術(shù)的發(fā)展也符合新時(shí)期人民的需要。

除了以上提到的超高清晰度視頻的采集、編輯、制作、傳輸和直播之外，5G 的點(diǎn)對點(diǎn)智能終端也會越來越多地被使用。同時(shí)也為廣大網(wǎng)民帶來了5G 新聞服務(wù)，并為廣大網(wǎng)民帶來全新的體驗(yàn)；兩會前夕，新華社還舉辦了5G 全息電視直播專題訪談，5G 技術(shù)在廣播和電視中得到了廣泛的應(yīng)用。

三、5G通訊技術(shù)的可取之處

在對5G 技術(shù)在廣播電視中的運(yùn)用進(jìn)行分析時(shí)，必須明確目前的發(fā)展形態(tài)。現(xiàn)在廣播電視已經(jīng)通過4G 通訊系統(tǒng)進(jìn)行了信號的傳送，使電視信號和通訊的網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合。隨著5G 通訊系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率不斷加快，今后在廣播電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，將會使得5G 技術(shù)和廣播電視結(jié)合更加緊密。

(一)智能化傳輸

5G 通訊技術(shù)的特征是智能化。它能夠?yàn)楦鞣N智能、平板電腦等各種設(shè)備提供靈活的技術(shù)支撐，同時(shí)還可以將5G技術(shù)運(yùn)用到新型家電、智能手鐲、健身跟蹤器以及AR 裝置中。把這種技術(shù)與廣播電視結(jié)合起來，能夠使廣播電視傳播信號更靈活、更智能，更好地滿足人們對信息的需要，達(dá)到全面覆蓋的目的，從而改變?nèi)藗兊耐ㄓ嵣睢?/p>

(二)低延時(shí)傳送

5G 通訊的應(yīng)用是指信號傳送及通訊反應(yīng)更快，更穩(wěn)定。比如，5G 技術(shù)在交通調(diào)度、自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)等方面具有很大的應(yīng)用價(jià)值。將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在廣播電視節(jié)目的攝制過程中，有利于實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、更無延遲的實(shí)時(shí)交互，從而使觀眾的觀看體驗(yàn)達(dá)到最佳。

(三)安全傳輸

5G 通訊技術(shù)的不斷更新與發(fā)展，都大大減少每一位使用者的費(fèi)用。與此同時(shí)，相關(guān)技術(shù)企業(yè)也在不斷地更新5G技術(shù)，以便為客戶提供更加穩(wěn)定和安全的通訊技術(shù)。經(jīng)過不斷的調(diào)整，5G 對廣播電視節(jié)目的積極效應(yīng)正在不斷擴(kuò)大。

四、5G通信技術(shù)下廣播電視的發(fā)展對策

(一)明確新的工作目標(biāo)

5G 通訊下的廣播電視發(fā)展戰(zhàn)略應(yīng)針對新通訊技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與特征，結(jié)合廣播電視發(fā)展的需要，提出了新的工作目標(biāo)，為保證在各種規(guī)格的終端和顯示屏上都能收到穩(wěn)定的無線通訊信號，5G 通訊工作組將與ITU、3GPP 聯(lián)合使用，保證5G 通訊技術(shù)在世界范圍內(nèi)占有優(yōu)勢。同時(shí)將5G 通訊的工作目標(biāo)與無線廣播電視發(fā)展的技術(shù)需求相結(jié)合，以支撐我國民族工業(yè)技術(shù)發(fā)展及相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)。建立技術(shù)方案，建立知識產(chǎn)權(quán)的審查機(jī)制，有助于產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步完善，為相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用提供場景支撐。

(二)完善廣播電視體系

在傳送特定的信息時(shí)，采用廣播方式可以獲得較好的傳送效果，如突發(fā)信息、列車廣播信息等。當(dāng)前的廣播方式多為各個(gè)城市依據(jù)各自的實(shí)際情況，建立廣播通訊基站，并將有關(guān)信息公布出去。由于該方法的地域局限性較大，所以人們只能接收不同的局部信息。5G 通訊技術(shù)中的運(yùn)用，不僅能夠建立一個(gè)獨(dú)特的城市廣播系統(tǒng)，而且能夠?qū)⒄麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)的資源進(jìn)行集成和處理，從而形成一個(gè)有效的、集成的網(wǎng)絡(luò)。在廣播業(yè)務(wù)方面，采用此方法可以增加廣播內(nèi)容的信息量。同時(shí)，各地區(qū)電臺可以增加廣播資源，讓收聽者可以根據(jù)自己的喜好進(jìn)行選擇，逐步擴(kuò)大廣播使用范圍。

5G 通訊系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)建立在5G 通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上。廣播電視系統(tǒng)架構(gòu)得到了進(jìn)一步的優(yōu)化，為廣播電視在無線網(wǎng)絡(luò)層次上的生產(chǎn)與播出提供了技術(shù)支撐。UPCF 可以作為一個(gè)特殊的應(yīng)用程序的核心模塊，通過廣播電視的寬帶轉(zhuǎn)換，可以使用戶層和廣播電視節(jié)目的播出層進(jìn)行雙向的互動(dòng)，并能實(shí)時(shí)地進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞和交換。

(三)新技術(shù)的應(yīng)用模式

在5G 技術(shù)的實(shí)施中，由于采用了全域覆蓋的操作方式，使數(shù)據(jù)的傳送速率得到了極大的改善，從而使電視和網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性能得到了改善，使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和開發(fā)質(zhì)量得到了改善。在特定的應(yīng)用中，廣播電視產(chǎn)業(yè)必須對其現(xiàn)有的硬件設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化。5G 技術(shù)能使4K 高清晰度電視節(jié)目信號傳送，使廣大用戶對這類電視節(jié)目的熱情得到了極大的提升。對廣播電視產(chǎn)業(yè)而言，這類節(jié)目在硬件設(shè)施上的需求是不容忽視的。針對有資質(zhì)的節(jié)目制作單位，應(yīng)考慮整合與替代工作，以提升節(jié)目制作的競爭能力。

當(dāng)前中國5G 通訊技術(shù)發(fā)展的主流方式是ATSC?？梢岳枚喾N復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多層次的數(shù)據(jù)和平臺的建立。通過對技術(shù)設(shè)定和應(yīng)用方式的不斷更新，使數(shù)據(jù)接收更加平穩(wěn)，同時(shí)也為超高清、4K 高清業(yè)務(wù)的發(fā)展提供了可靠的技術(shù)支撐。比如，在廣播雙向通訊時(shí)隙中引入分層復(fù)用技術(shù)，其上行通道的傳輸能力將大大超出信號組織的實(shí)際需求。該技術(shù)既能滿足不同時(shí)段的雙向通訊需求，又能適應(yīng)熱點(diǎn)內(nèi)容的改變。相較而言，現(xiàn)在廣播電視所用的LTE 技術(shù)，LTE的多媒體廣播群服務(wù)中，無線資源的利用率很低。為了適應(yīng)廣播電視大功率鐵塔的服務(wù)需求，必須對其技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整。

(四)探討5G 通訊技術(shù)的多元化發(fā)展

5G 通訊技術(shù)是一種將多種技術(shù)和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的新技術(shù)，它的研發(fā)與應(yīng)用，使許多使用者和信息產(chǎn)業(yè)都能獲得更多的經(jīng)驗(yàn)。將它與智能網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用結(jié)合起來，能夠?qū)崿F(xiàn)多種不同的信號訪問和傳輸覆蓋。在廣播電視工業(yè)信息化建設(shè)的總體規(guī)劃中，相關(guān)管理人員必須深入探討5G 技術(shù)的發(fā)展前景，并結(jié)合用戶的實(shí)際需求，對網(wǎng)絡(luò)與終端資源進(jìn)行智能化的分析與挖掘。在5G 通訊時(shí)代，廣播電視網(wǎng)絡(luò)除了能夠進(jìn)行音頻和視頻的傳送外，還能夠建立一個(gè)能夠支撐多個(gè)業(yè)務(wù)的大型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，為相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供可靠的支撐。

五、結(jié)語

綜上所述，5G 通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，對廣播電視的發(fā)展產(chǎn)生了極大的沖擊。因此，廣播電視部門要充分發(fā)揮5G技術(shù)的優(yōu)勢，充分發(fā)揮5G 的高速、低延、大帶寬、大容量等優(yōu)點(diǎn)，推動(dòng)傳輸路徑優(yōu)化、業(yè)務(wù)拓展、廣產(chǎn)業(yè)技術(shù)融合、終端平臺延伸，相關(guān)技術(shù)工作者要堅(jiān)定信心，敢于創(chuàng)新，根據(jù)廣播電視的實(shí)際情況，積極投身到5G 的建設(shè)中去，開發(fā)新技術(shù)、新服務(wù)、新業(yè)態(tài)，引領(lǐng)全球5G 廣播電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。