5G通信技術(shù)與廣播電視技術(shù)融合發(fā)展的探究

肖風(fēng)剛

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，移動(dòng)通信行業(yè)的技術(shù)水平得到了迅速提高。特別是5G技術(shù)的出現(xiàn)，推動(dòng)了各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)變革。然而，如何在廣電通信行業(yè)有效利用5G技術(shù)，是新一代廣電企業(yè)需要面對(duì)的問(wèn)題之一。5G是信息技術(shù)發(fā)展的歷史必然。廣電技術(shù)與5G的融合已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。廣播電視產(chǎn)業(yè)是國(guó)家一級(jí)的重要產(chǎn)業(yè)，它不僅可以為每個(gè)人提供有用的信息，而且可以保持社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，闡述了5G通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，探討了5G通信技術(shù)與廣播電視技術(shù)的融合發(fā)展戰(zhàn)略。

關(guān)鍵詞：5G通信技術(shù)；廣播電視技術(shù)；融合發(fā)展

5G技術(shù)創(chuàng)造了以客戶(hù)為中心的發(fā)展模式，在廣度和深度上構(gòu)建了全面的技術(shù)應(yīng)用。尤其是用戶(hù)感知系統(tǒng)的優(yōu)化和建設(shè)極大地滿足了用戶(hù)的需求。同時(shí)，它也間接地改變了人們的生活方式，改善了人們對(duì)科技時(shí)代的體驗(yàn)。如今，第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）已在世界各地得到發(fā)展和應(yīng)用，并已進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段。廣播電視領(lǐng)域要充分利用5G通信的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，與廣播電視相結(jié)合，為觀眾帶來(lái)更加豐富多彩的節(jié)目?jī)?nèi)容。5G通信技術(shù)與廣播電視技術(shù)的融合，將展示效率、速度和靈活性的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)中國(guó)廣播電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，此外，廣播電視技術(shù)本身的發(fā)展離不開(kāi)通信技術(shù)的應(yīng)用，只有實(shí)現(xiàn)5G通信技術(shù)與廣播電視技術(shù)的深度融合，觀眾才能獲得更好的體驗(yàn)，從而提升廣播電視節(jié)目的影響力[1]。本文通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，就5G通信技術(shù)與廣播電視技術(shù)融合發(fā)展問(wèn)題進(jìn)行綜述。

一、5G 技術(shù)特點(diǎn)概述

移動(dòng)通信幾乎每十年就更新一代技術(shù)，經(jīng)歷了1G、2G、3G和4G的發(fā)展，每一次代際轉(zhuǎn)換和技術(shù)進(jìn)步都極大地促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)升級(jí)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。作為一種新型的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，5G不僅要解決人與人之間的通信，為用戶(hù)提供增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、超高清（3D）視頻等更沉浸式的極限商務(wù)體驗(yàn)，還要解決人與物、物與物之間的通信，滿足移動(dòng)醫(yī)療、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、智能家居、工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求[2]。5G將滲透到經(jīng)濟(jì)社會(huì)的各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域，成為支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵新基礎(chǔ)設(shè)施。5G包括2G、3G和4G網(wǎng)絡(luò)功能，并增加了許多新功能。與之前的網(wǎng)絡(luò)相比，它的直接意義在于5G技術(shù)的大融合。這種融合不再局限于傳統(tǒng)的人和事。它突破了這個(gè)障礙，實(shí)現(xiàn)了事物、人和人之間的高速連接。

二、5G通信關(guān)鍵技術(shù)

（一）切片技術(shù)

通信技術(shù)采用5G切片技術(shù)。這種技術(shù)相當(dāng)于一條車(chē)道，在5G的作用下，車(chē)道空間更寬，真正實(shí)現(xiàn)了多車(chē)同時(shí)通過(guò)。它還將寬車(chē)道類(lèi)別劃分為不同屬性的路段，以確保不同用途的“車(chē)輛”可以在特定路段“行駛”，這不僅顯著提高了速度，而且從源頭上解決了擁堵問(wèn)題[3]。SG通信技術(shù)采用高頻段，頻率與波長(zhǎng)成反比。頻率越高，波長(zhǎng)越短，無(wú)線電波損失的概率就越大。根據(jù)中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)電信的5G頻譜資源，它們的波長(zhǎng)在毫米波范圍內(nèi)。因此，5G基站以多布局、微基站為主要應(yīng)用模式。

（二）新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

在當(dāng)前的4G LTE接入網(wǎng)中，應(yīng)用架構(gòu)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平面結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以在一定程度上減少系統(tǒng)延遲，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)成本。5G采用C-RAN接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是基于集中處理、協(xié)作無(wú)線電和實(shí)時(shí)云計(jì)算的綠色無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)[4]。C-RAN框架下的核心技術(shù)方案是基于低成本的高速光傳輸網(wǎng)絡(luò)，在遠(yuǎn)程天線和集中中心節(jié)點(diǎn)之間傳輸無(wú)線信號(hào)，從而構(gòu)建覆蓋數(shù)百個(gè)基站的服務(wù)區(qū)，甚至覆蓋數(shù)百平方公里的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。C-RAN體系結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)。它適合使用協(xié)作技術(shù)，可以減少干擾，降低功耗，提高頻譜效率，同時(shí)，動(dòng)態(tài)智能聯(lián)網(wǎng)可以集中處理信息，有利于降低成本，便于維護(hù)，降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

（三）D2D技術(shù)

D2D技術(shù)，也稱(chēng)為“終端之間的直接連接技術(shù)”，指的是設(shè)備之間的連接。它可以通過(guò)D2D技術(shù)支持移動(dòng)終端設(shè)備與任何宏基站或微基站之間的資源傳輸，在不通過(guò)基站傳輸信息的情況下，實(shí)現(xiàn)與終端的無(wú)縫復(fù)用和直接連接，實(shí)現(xiàn)直接互聯(lián)[5]。5G通信技術(shù)采用D2D技術(shù)。與以往的通信技術(shù)相比，它可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)用戶(hù)節(jié)點(diǎn)之間的直接通信，不需要第三方進(jìn)行傳輸。它不僅能有效地提高通信傳輸效率，還能避免延遲的發(fā)生，更符合現(xiàn)代人的通信需求。這是對(duì)過(guò)去技術(shù)的重大突破性應(yīng)用。

（四）波束賦形概念

5G通信技術(shù)體現(xiàn)了波束形成的概念，將原來(lái)四地發(fā)射無(wú)線電波改為單向發(fā)射，無(wú)線電波的方向也可以根據(jù)用戶(hù)的實(shí)際方向進(jìn)行調(diào)整，在一定程度上提高了網(wǎng)絡(luò)通信的安全性和質(zhì)量[6]。

三、5G技術(shù)在廣播電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

自2016年起，國(guó)家工業(yè)和信息化部向中國(guó)廣播電視網(wǎng)絡(luò)股份有限公司頒發(fā)了正式的運(yùn)營(yíng)文件，即《基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)許可證》。本文件明確表示，國(guó)家工業(yè)和信息化部已同意中國(guó)廣電網(wǎng)絡(luò)股份有限公司申請(qǐng)的移動(dòng)通信資質(zhì)和5G技術(shù)運(yùn)營(yíng)許可，公司使用5G技術(shù)已獲得國(guó)家工業(yè)和信息化部認(rèn)可。國(guó)家新聞出版廣電總局廣播科學(xué)院正式納入移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化組織第三代國(guó)際合作項(xiàng)目，代表中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)參與制定國(guó)家5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，全面推進(jìn)廣電產(chǎn)業(yè)與5G技術(shù)融合，致力于制定5G技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，為中國(guó)智能廣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力推動(dòng)[7]。目前，廣播電視臺(tái)主要利用攝像機(jī)采集視頻內(nèi)容，然后利用非線性編輯技術(shù)對(duì)采集到的信息進(jìn)行處理，并通過(guò)信號(hào)發(fā)射臺(tái)、有線網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)新媒體等手段將視頻信息傳輸?shù)诫娨暯K端。人們傾向于在互聯(lián)網(wǎng)上觀看節(jié)目，如使用手機(jī)和平板電腦觀看他們想看的內(nèi)容，打破了傳統(tǒng)電視傳輸?shù)臅r(shí)間和空間限制。如今，中國(guó)三大通信運(yùn)營(yíng)商已逐步推出5G套餐，但要想更廣泛地推廣應(yīng)用5G通信技術(shù)，基站建設(shè)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，我國(guó)基站建設(shè)正處于發(fā)展階段。一些研究數(shù)據(jù)表明，未來(lái)幾年基站建設(shè)將有很大的發(fā)展空間，2023年達(dá)到高峰后，基站建設(shè)數(shù)量將逐漸減少。2021年7月24-25日，全國(guó)5G行業(yè)應(yīng)用規(guī)?；l(fā)展現(xiàn)場(chǎng)會(huì)在廣東深圳、東莞召開(kāi)。會(huì)議旨在落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于“加快5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，積極豐富5G技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景”的重要指示。通過(guò)參觀工廠、港口、電站，體驗(yàn)5G應(yīng)用場(chǎng)景，觀看示范成果，5G+智能工廠、5G+智能電網(wǎng)、5G+智能端口等一系列集成創(chuàng)新應(yīng)用，凸顯5G在加速千萬(wàn)家行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的重要作用。7月1日，為認(rèn)真貫徹黨中央的決策和部署，國(guó)務(wù)院在5G應(yīng)用“帆”行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023）作為起點(diǎn)，大力推進(jìn)5G產(chǎn)業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新，更好地服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高質(zhì)量發(fā)展。堅(jiān)持以需求為導(dǎo)向，建立一批高層次的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，形成一批成熟的應(yīng)用解決方案，構(gòu)建一批具有行業(yè)特色的應(yīng)用集群。我們將繼續(xù)以問(wèn)題為導(dǎo)向，提升芯片、模塊等關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)供給能力，提升5G網(wǎng)絡(luò)支撐能力，增強(qiáng)應(yīng)用安全保障能力。堅(jiān)持以成果為導(dǎo)向，加快5G應(yīng)用復(fù)制和推廣，加強(qiáng)跨領(lǐng)域、跨行業(yè)、跨領(lǐng)域合作，加快建立共同產(chǎn)品創(chuàng)新、共同價(jià)值創(chuàng)造、共同利益共享的市場(chǎng)化合作和共贏發(fā)展模式。在實(shí)踐中，推動(dòng)5G應(yīng)用規(guī)?；l(fā)展，打造5G應(yīng)用新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)、新模式，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能升級(jí)、融合創(chuàng)新提供堅(jiān)實(shí)支撐。

四、5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在廣播電視技術(shù)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（一）提高節(jié)目質(zhì)量

在過(guò)去，廣播和電視節(jié)目在傳輸中轉(zhuǎn)換節(jié)目?jī)?nèi)容，再傳輸，信號(hào)容易受到外部環(huán)境因素的干擾，導(dǎo)致質(zhì)量差，影響傳輸速度和質(zhì)量。5G通信技術(shù)覆蓋范圍更廣，網(wǎng)絡(luò)速度更快，可以解決4G網(wǎng)絡(luò)使用中的卡頓等問(wèn)題。峰值速率提高了近30倍，安全性也更高。從網(wǎng)絡(luò)傳輸速率來(lái)看，用戶(hù)在使用5G技術(shù)觀看和收聽(tīng)廣播電視節(jié)目時(shí)不會(huì)卡住，還可以播放高清視頻。

（二）緩解信息傳輸壓力

在移動(dòng)通信領(lǐng)域，通過(guò)引入5G技術(shù)，逐步完成數(shù)字電視廣播的創(chuàng)新。在創(chuàng)新技術(shù)的支持下，數(shù)字電視廣播實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的創(chuàng)新模式。使用終端設(shè)備完成視頻內(nèi)容的傳輸。為了緩解數(shù)據(jù)信息在傳輸過(guò)程中帶來(lái)的傳輸壓力，數(shù)字廣播系統(tǒng)可以通過(guò)分發(fā)大規(guī)模的寬帶信息，通過(guò)終端設(shè)備提高視頻質(zhì)量。

（三）拓展廣電業(yè)務(wù)

與之前的3G和4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相比，5G具有更低的網(wǎng)絡(luò)延遲，通?？刂圃谝缓撩胍?xún)?nèi)。這種數(shù)據(jù)偏差僅為4G網(wǎng)絡(luò)通信的1/10到1/25。同時(shí)，在廣播電視節(jié)目的播出過(guò)程中，觀眾可以通過(guò)5G資源的低延遲特性，進(jìn)一步豐富和完善廣播電視服務(wù)的內(nèi)容，例如，超高保真媒體用戶(hù)自定義內(nèi)容、現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)等協(xié)同體驗(yàn)傳播方式，實(shí)現(xiàn)沉浸式用戶(hù)信息傳播，極大拓展和豐富了廣電業(yè)務(wù)空間，使廣電用戶(hù)體驗(yàn)達(dá)到前所未有的高度。

（四）技術(shù)優(yōu)勢(shì)

點(diǎn)對(duì)面或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)廣播技術(shù)和組播技術(shù)的應(yīng)用具有很強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。廣播技術(shù)與通信技術(shù)的融合一直是移動(dòng)通信領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展方向。例如，在4G標(biāo)準(zhǔn)下，3GPP提出將embms技術(shù)應(yīng)用于廣播業(yè)務(wù)，但沒(méi)有得到有效的技術(shù)支持，也沒(méi)有在實(shí)際部署過(guò)程中得到有效應(yīng)用。正是因?yàn)閑mbms技術(shù)的應(yīng)用沒(méi)有取得好的效果，在5G環(huán)境下，3GPP進(jìn)一步提出了廣電業(yè)務(wù)的用戶(hù)增強(qiáng)方案、移動(dòng)寬帶媒體分發(fā)技術(shù)和高效流媒體傳輸業(yè)務(wù)的LTE增強(qiáng)技術(shù)研究方法[8]。

（五）網(wǎng)絡(luò)功能多樣化

5G技術(shù)使網(wǎng)絡(luò)功能更加多樣化和靈活。未來(lái)，當(dāng)越來(lái)越多的新興產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生所有事物的互聯(lián)時(shí)，核心網(wǎng)絡(luò)中將有更高效、更靈活的控制系統(tǒng)。對(duì)于國(guó)際上公布的技術(shù)研究和設(shè)計(jì)原則：確保技術(shù)靈活、快速，以適應(yīng)多樣化的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，確保數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的安全和隱私，并支持新行業(yè)中的更多應(yīng)用。

（六）降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)成本

在5G網(wǎng)絡(luò)中，用戶(hù)可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)自組織，實(shí)現(xiàn)自由通信。這樣可以有效減少運(yùn)營(yíng)商的參與，降低網(wǎng)絡(luò)成本。在這種多樣化的雙工網(wǎng)絡(luò)中，將衍生出更多的網(wǎng)絡(luò)接入形式，實(shí)現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)對(duì)接，促進(jìn)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)上的有效運(yùn)營(yíng)。

五、5G通信技術(shù)與廣播電視技術(shù)融合發(fā)展應(yīng)用

（一）構(gòu)建云平臺(tái)系統(tǒng)

隨著大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展，為傳統(tǒng)廣電產(chǎn)業(yè)與新媒體的相互融合提供了更多機(jī)遇。在這種情況下，我們應(yīng)該積極構(gòu)建云平臺(tái)系統(tǒng)，利用現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理手段簡(jiǎn)化新聞信息內(nèi)容，增強(qiáng)整合效果。例如，使用各種新媒體直播平臺(tái)加強(qiáng)與觀眾的互動(dòng)，使用云平臺(tái)系統(tǒng)收集和分析不同觀眾的需求和觀點(diǎn)。在直播過(guò)程中，主播人員使用圖像和個(gè)性化語(yǔ)言發(fā)布新聞，這不僅可以吸引更多觀眾觀看，還可以縮短他們之間的距離。

（二）5G+4K超高清，優(yōu)化電視畫(huà)面

2019年“兩會(huì)”期間，廣西廣播電視臺(tái)與中國(guó)聯(lián)通達(dá)成合作協(xié)議，首次使用5G+4K超高清技術(shù)進(jìn)行相關(guān)新聞發(fā)布會(huì)的直播。在應(yīng)用過(guò)程中，攝像機(jī)首先采集信息，形成4K視頻流，然后通過(guò)編碼器輸出到IP視頻流中，再通過(guò)CPE傳輸。

（三）5G頻譜與廣播電視 C 波段的干擾處理

中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)移動(dòng)使用的5G頻段與廣播電視領(lǐng)域的C頻段類(lèi)似。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中容易產(chǎn)生一定的干擾，具體體現(xiàn)在廣播電視信號(hào)無(wú)法正常傳輸或花屏等問(wèn)題上。目前，我國(guó)5G終端數(shù)量仍然較少，干擾程度不高，一旦5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速發(fā)展和普及應(yīng)用，這種干擾的影響將顯著增加。因此，當(dāng)5G技術(shù)與廣播電視相結(jié)合時(shí)，應(yīng)該努力解決這種干擾。面對(duì)這些干擾情況，主要的解決方案是在無(wú)線電和電視衛(wèi)星的接收設(shè)備上增加濾波器。

（四）5G智能移動(dòng)廣播技術(shù)

目前，為了順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，不斷尋求突破和改革，在媒體融合和5G通信技術(shù)的支持下，增加智能移動(dòng)廣播板塊已成為大勢(shì)所趨。新聞采編人員獲取信息后，進(jìn)入智能手機(jī)5G技術(shù)支持的后臺(tái)系統(tǒng)，進(jìn)行稿件制作，為媒體采編工作提供便利。廣播電視臺(tái)整合資源后，可以通過(guò)新聞資源共享，有效拓展新聞資源，提高工作效率，使廣播電視系統(tǒng)更加順暢、科學(xué)，豐富廣播電視形式。

（五）技術(shù)融合發(fā)展

未來(lái)廣播電視的發(fā)展應(yīng)充分利用SDN、NFV、網(wǎng)絡(luò)切片等技術(shù)。SDN和NFV的結(jié)合可以從專(zhuān)有設(shè)備中提取和標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)控制，而無(wú)須等待網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備的升級(jí)。網(wǎng)絡(luò)分片可以有效地將5G網(wǎng)絡(luò)物理基礎(chǔ)設(shè)施資源劃分為多個(gè)獨(dú)立的并行虛擬網(wǎng)絡(luò)塊，并可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求靈活地進(jìn)行分片和組網(wǎng)，從而提高網(wǎng)絡(luò)資源的擴(kuò)展彈性、安全性和利用率。此外，廣電行業(yè)應(yīng)積極運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)高效的網(wǎng)絡(luò)資源管理和調(diào)度，通過(guò)智能分析預(yù)測(cè)用戶(hù)需求。

（六）搭建 5G 與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的廣電新生態(tài)

由于5G推動(dòng)了通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，廣電行業(yè)迅速制定了智能廣電發(fā)展規(guī)劃，開(kāi)展了相關(guān)技術(shù)整合和平臺(tái)建設(shè)，并在多個(gè)地方開(kāi)展了基于5G技術(shù)的智能家居網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。通過(guò)無(wú)線和有線廣播電視臺(tái)的結(jié)合，推出新型智能機(jī)頂盒設(shè)備，家庭生活中的傳統(tǒng)電視媒體終端通過(guò)5G互聯(lián)，有效推動(dòng)智能廣播電視的發(fā)展。

六、結(jié)語(yǔ)

在5G技術(shù)環(huán)境下，廣電將實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)融合，廣電系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用空間將進(jìn)一步擴(kuò)大。廣電應(yīng)在現(xiàn)有5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成果的基礎(chǔ)上，基于5G技術(shù)廣電的可操作性，不斷探索5G技術(shù)與傳播媒體的有效融合策略，確保媒體傳播體系的健康發(fā)展。

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