5G 通信技術(shù)在廣播電視工程中的應(yīng)用

許德邕 黃海 唐健

【摘要】隨著社會的不斷發(fā)展和科技的不斷進步，無線通信技術(shù)也在不斷地升級和改進，5G 通信技術(shù)作為新一代無線通信技術(shù)，其高速、低延遲、大容量的特點為廣播電視工程帶來了革命性的變化和無限的應(yīng)用空間，將推動該領(lǐng)域向前發(fā)展?；诖?，本文從5G 通信技術(shù)內(nèi)涵和特點出發(fā)，分析了5G 通信技術(shù)對廣播電視產(chǎn)生的積極影響，并對在廣播電視工程中5G 技術(shù)的應(yīng)用進行探討。

【關(guān)鍵詞】5G 通信技術(shù)；廣播電視；應(yīng)用路徑

中圖分類號：TN92 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2023.22.012

現(xiàn)階段，5G 通信技術(shù)是當前炙手可熱的話題，它代表著第五代移動通信技術(shù)，這項技術(shù)為我們的生活帶來深刻的變革，提供更高的帶寬和更低的延遲，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的數(shù)據(jù)需求和連接設(shè)備的多樣性。本文從5G 通信技術(shù)的內(nèi)涵和特點、產(chǎn)生積極影響以及應(yīng)用途徑三個方面探討廣播電視工程領(lǐng)域中5G 技術(shù)，5G 的應(yīng)用將為用戶帶來全新的體驗和可能性，通過提供更高的傳輸速度和更穩(wěn)定的連接，用戶能夠享受到更豐富、更多樣化的廣播電視內(nèi)容，為廣播電視行業(yè)注入了新的活力和潛力。

1. 5G 通信技術(shù)的內(nèi)涵和特點

1.1 高速率的特點

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，5G 技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)階段各個領(lǐng)域發(fā)展的必備技術(shù)。與傳統(tǒng)通信技術(shù)相比，5G 通信技術(shù)具有高速率的特點，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通信速度也在不斷提高。對廣播電視工程而言，5G 技術(shù)發(fā)展使其發(fā)展效率也在不斷提升，比如，超高清技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)直播、VR/AR 等技術(shù)，可以最大限度的降低通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)速度限制，在提高5G 技術(shù)應(yīng)用效果的同時也可以有效推廣5G 技術(shù)。

1.2 低延時特點

低延時是5G 通信技術(shù)的一個重要優(yōu)勢，它使得廣播電視工程能夠?qū)崿F(xiàn)更加高效的數(shù)據(jù)傳輸和實時的應(yīng)用體驗。在網(wǎng)絡(luò)通信中，延時是指數(shù)據(jù)從發(fā)送端到接收端所需的時間，延時較高將影響實時應(yīng)用的性能。在5G 通信技術(shù)快速發(fā)展的形勢下，緩解了網(wǎng)絡(luò)通信延時的問題，5G 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)可以很好的控制空中接口時延水平，并且可以控制在1ms 左右[1]。隨著5G 技術(shù)的應(yīng)用，延時問題得到有效解決，廣播電視工程得以在更多領(lǐng)域中發(fā)揮作用，可以為廣播電視工程的相關(guān)應(yīng)用提供了更好的用戶體驗。比如在直播過程中，觀眾能夠以更低的延時收看到實時畫面，增強了互動性和參與感，5G 技術(shù)的低延時也能夠提供更加流暢的視頻播放效果。

1.3 高帶寬和大容量特點

高帶寬和大容量也是5G 技術(shù)的特點之一，在廣播電視工程中，充分利用5G 通信技術(shù)可以將各種設(shè)備進行無縫互聯(lián)，以此完成萬物互聯(lián)的功能。比如，當前可以利用5G 通信技術(shù)，實現(xiàn)電視機與智能手機和平板電腦相連接的目標，從而實現(xiàn)內(nèi)容的共享和傳輸。此外，在廣播電視工程中5G 通信技術(shù)的萬物互聯(lián)發(fā)揮著重要作用。比如，廣播電視工程中，5G 技術(shù)可以幫助廣播電視實現(xiàn)更高效、更穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸功能，最大限度提高廣播傳播質(zhì)量，同時也可以擴展廣播信號的覆蓋范圍，推動廣播電視工程領(lǐng)域的不斷進步和突破。

1.4 網(wǎng)絡(luò)切片的特點

5G 通信技術(shù)具備網(wǎng)絡(luò)切片的能力。網(wǎng)絡(luò)切片是指根據(jù)不同應(yīng)用場景的需求，將網(wǎng)絡(luò)資源按照特定的切片進行分割和分配，從而實現(xiàn)資源的靈活配置和優(yōu)化。5G 網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可以為廣播電視工程提供個性化的服務(wù)，如根據(jù)用戶需求定制的個性化廣播電視服務(wù)，以及通過資源優(yōu)化和靈活調(diào)度提供更加高效的服務(wù)，為廣播電視工程提供了廣闊的應(yīng)用前景和更好的用戶體驗，也為相關(guān)行業(yè)提供了更多的創(chuàng)新機遇。

2. 5G 通信技術(shù)對廣播電視產(chǎn)生積極影響

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，5G 通信技術(shù)正逐漸應(yīng)用于各個領(lǐng)域。在廣播電視行業(yè)，5G 通信技術(shù)也將產(chǎn)生積極影響，不僅能夠改善用戶體驗，提供更加高清、流暢的視頻內(nèi)容，還能為廣播電視行業(yè)帶來新的商機和盈利模式。

2.1 有助于廣播電視擴展自身發(fā)展空間

現(xiàn)階段，5G 技術(shù)得到了廣泛的一個應(yīng)用空間，尤其是在廣播電視工程中備受關(guān)注，5G 技術(shù)不僅可以降低電視信號傳播的限制，也可以不斷提高電視信號覆蓋范圍，基于5G 技術(shù)快速傳播的優(yōu)勢，可以對電視節(jié)目制作成本進行有效控制，結(jié)合廣播電視行業(yè)實際發(fā)展情況作為依據(jù)，對現(xiàn)有資源進行重新整合，進而為廣播電視創(chuàng)作提供技術(shù)保障[2]。在5G 技術(shù)應(yīng)用下，可以更好的為電視媒體發(fā)展提供資源，促使廣播電視可持續(xù)發(fā)展。

2.2 有助于實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)融合

廣播電視工程中，要想切實發(fā)揮出網(wǎng)絡(luò)媒體的作用，還需要將傳統(tǒng)媒體技術(shù)和新的技術(shù)疊加在一起?；谛袠I(yè)發(fā)展需求，還需要在傳統(tǒng)技術(shù)支持上，增加4G 技術(shù)和5G 技術(shù)的應(yīng)用差異區(qū)分技術(shù)，充分利用5G 通信技術(shù)改變傳統(tǒng)通信技術(shù)的功能，彌補其不足之處，進而制定完善的融合發(fā)展方案，最大限度實現(xiàn)電視媒體多元化發(fā)展，提高廣播電視影響力?；趯嵺`角度分析，5G 技術(shù)應(yīng)用仍需要不斷提高，廣播電視媒體還需要深入研究5G 技術(shù)，在保障其安全使用的基礎(chǔ)上開發(fā)新網(wǎng)絡(luò)資源，將5G通信技術(shù)的價值充分發(fā)揮出來，進一步確保廣播電視信號傳播的可靠性，為廣播電視穩(wěn)定奠定基礎(chǔ)。

2.3 為廣播電視行業(yè)帶來更多的創(chuàng)新機會

以往廣播電視傳輸內(nèi)容主要以線性方式為主，用戶觀看需要按照節(jié)目表中的時間表觀看，并且必須通過特定渠道進行觀看，具有一定的局限性。而5G 通信技術(shù)的到來，將支持更加個性化、自定義的內(nèi)容傳輸?，F(xiàn)在只需輕輕一點，用戶便能夠隨時隨地觀看自己鐘愛的電視節(jié)目或電影。不再受限于特定的渠道和眼前的時刻，廣播電視行業(yè)也因此迎來了更多的創(chuàng)新機遇，這一創(chuàng)新不僅僅是技術(shù)上的突破，更是對廣播電視行業(yè)傳統(tǒng)模式的顛覆[3]。隨著5G 通信技術(shù)的滲透，傳統(tǒng)的線性觀看模式正在被個性化的在線點播所取代，用戶們不再受制于時間和空間的限制，可以在自己的節(jié)奏和喜好下進行觀看。這種更加可定制和個性化的方式，將為廣播電視行業(yè)開辟更廣闊的發(fā)展方向。

2.4 推動廣播電視行業(yè)的商業(yè)模式發(fā)展

傳統(tǒng)廣播電視行業(yè)主要依靠廣告收入和付費訂閱收入來維持盈利，但隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，用戶觀看視頻的方式發(fā)生了變化，越來越多的用戶轉(zhuǎn)向了在線視頻平臺，在數(shù)字時代的快速發(fā)展下，傳統(tǒng)廣播電視行業(yè)逐漸感受到來自互聯(lián)網(wǎng)的沖擊。傳統(tǒng)依靠廣告和付費訂閱收入維持盈利的模式已經(jīng)難以適應(yīng)用戶觀看視頻的新方式。然而，隨著5G 通信技術(shù)的普及將為廣播電視行業(yè)帶來全新的發(fā)展機遇，廣播電視行業(yè)可以利用5G 網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢推出定制化、個性化的視頻內(nèi)容，滿足用戶多樣化的觀看需求。這也為廣播電視行業(yè)帶來新的商機，例如通過5G 網(wǎng)絡(luò)提供高清視頻流媒體服務(wù)，推出虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等技術(shù)結(jié)合電視節(jié)目信息傳播，為用戶提供更加豐富、多樣的觀看體驗，這些新的盈利模式將為廣播電視行業(yè)帶來更多的發(fā)展機會。

3. 在廣播電視工程中5G 技術(shù)的應(yīng)用

3.1 5G NR MBS組網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)急廣播中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的廣播電視系統(tǒng)主要采用的是模擬信號傳輸方式，存在一定的弊端。5G 技術(shù)的快速發(fā)展，解決了以往廣播電視工程技術(shù)中頻譜利用率低、傳輸效率低、容量不足等問題。在應(yīng)急廣播中，5G NR MBS組網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，對提高廣播電視建設(shè)效果起到一定的積極意義。5G NR MBS組網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)多個小區(qū)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作，構(gòu)建了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。具有一定的靈活性特點，可以滿足不同的應(yīng)急廣播需求。并且可以進行全頻段、全區(qū)域的覆蓋，通過這種方式5G NR MBS組網(wǎng)技術(shù)能夠切實提高了傳輸效率和頻譜利用率。在應(yīng)急廣播中的應(yīng)用5G NR MBS組網(wǎng)技術(shù)，可以通過波束賦形技術(shù)確定傳輸目標和波束方向，借助多小區(qū)和多天線的組合方式來實現(xiàn)高效率、高質(zhì)量廣播電視信號傳輸過程，以此提高信號傳輸效果[4]。廣播電視工程中，充分利用5G NR MBS技術(shù)，可以為多個用戶同時提供廣播電視相關(guān)服務(wù)，可以通過多天線和波束賦形技術(shù)將廣播電視信號傳輸給多個用戶，實現(xiàn)多用戶信息快速傳遞。5G NR MBS技術(shù)可以實現(xiàn)高密度覆蓋和自組織網(wǎng)絡(luò)的搭建功能，可以根據(jù)實際廣播電視的需求快速進行臨時網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，迅速建立適應(yīng)廣播需求的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，保證廣播電視信號的高效傳輸?？梢院芎玫亟鉀Q傳統(tǒng)廣播電視系統(tǒng)中存在的問題，為廣播電視提供更加廣闊的應(yīng)用前景。

3.2 廣播電視工程中5GCP-OFDM調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用

在5G技術(shù)不斷深入下，5GCP-OFDM調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用，為電視信號轉(zhuǎn)播系統(tǒng)的建設(shè)提供了全新的解決方案。使用正交頻分復(fù)用（OFDM）的調(diào)制技術(shù)，可以將頻譜劃分為多個窄帶信道，通過復(fù)用技術(shù)對廣播電視信息進行多個頻道同時傳輸，這樣可以在原有技術(shù)上增加廣播電視頻譜的利用率。與以往模擬信號傳輸方式而言，5GCP-OFDM調(diào)制技術(shù)可以實現(xiàn)同一頻譜下，進行多個電視信號傳輸，并且在提高電視頻譜利用效果的基礎(chǔ)上，通過循環(huán)前綴的引入，可以有效抑制多徑傳播引起的干擾，這樣廣播電視信號即使處于較為復(fù)雜的環(huán)境中，也可以有效提高信號傳播的性能，對電視信號傳播而言，抗多徑干擾的能力非常重要，既可以提高信號傳輸清晰度，也可以保證電視信號可以更加穩(wěn)定地傳輸。靈活性也是5GCP-OFDM調(diào)制技術(shù)中一項獨特的優(yōu)勢，可以結(jié)合實際廣播電視工程實際需求調(diào)整碼率，這不僅可以確保電視信號傳播系統(tǒng)處于正常運行的工作狀態(tài)，可以對廣播電視進行調(diào)整，確保不同頻道可以獲取不同的服務(wù)質(zhì)量，進而滿足不同傳輸場景的需求[5]。因此，通過應(yīng)用5GCP-OFDM調(diào)制技術(shù)，可以很好地提高電視信號轉(zhuǎn)播系統(tǒng)的傳輸效率和信號質(zhì)量。

3.3 廣播電視新聞直播系統(tǒng)5G 傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

傳統(tǒng)的新聞直播系統(tǒng)主要采用的是有線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，存在傳輸帶寬有限、傳輸延遲高等問題。在5G 技術(shù)背景下，通過提供更高的傳輸速度和更低的傳輸延遲，為新聞直播系統(tǒng)的建設(shè)提供了全新的解決方案。通過5G 技術(shù)可以提供新聞直播系統(tǒng)的清晰度、容量，并借助5G 技術(shù)快速傳播的優(yōu)勢，將新聞內(nèi)容快速傳播到觀眾眼前，同時也可以確保新聞信息觀看流暢度以及質(zhì)量，進而提高觀眾的觀看體驗。對于VR新聞直播系統(tǒng)而言，更低的網(wǎng)絡(luò)延遲至關(guān)重要，因為VR技術(shù)需要在用戶眼前的幾毫秒內(nèi)傳輸畫面，以保證用戶的沉浸感。由于VR直播需要傳輸大量的高清視頻數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)往往無法滿足需求，而5G 網(wǎng)絡(luò)的高帶寬和大容量，能夠支持更多用戶同時訪問VR新聞直播系統(tǒng)，可以實現(xiàn)實時的視頻傳輸，讓用戶更好地體驗現(xiàn)場感。5G 高速傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)合邊緣計算技術(shù)，可以在離用戶更近的位置進行數(shù)據(jù)處理和存儲，這將減少傳輸數(shù)據(jù)的距離和時間，提高VR新聞直播系統(tǒng)的響應(yīng)速度和性能。通過邊緣計算，可以實現(xiàn)更快速的數(shù)據(jù)處理和更高效的視頻傳輸，如圖1所示。

3.4 基于5G 通信技術(shù)構(gòu)建云采編系統(tǒng)

傳統(tǒng)的廣播電視采集工作通常會采用攝像師和采編人員來到現(xiàn)場進行拍攝，通過這種方式對信息進行采集，之后通過信息技術(shù)將采集的素材傳輸至指定地點，然后通過專業(yè)人員結(jié)合相應(yīng)技術(shù)進行后期剪輯和編碼處理。這樣不僅存在時間成本和人力成本的浪費，還可能面臨著拍攝角度和內(nèi)容的限制。隨著5G 通信技術(shù)的逐漸發(fā)展和廣泛應(yīng)用的背景下，移動云采編系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)成為了廣播電視中一種必然的趨勢，移動云采編系統(tǒng)是指通過5G 通信技術(shù)和云計算技術(shù)將廣播電視采集和編碼過程實現(xiàn)移動化和云化的系統(tǒng)[6]。攝像師和采編人員可以通過5G 網(wǎng)絡(luò)直接進行素材的傳輸和調(diào)度，實時采集和處理現(xiàn)場的電視畫面，極大地提高了效率和靈活性。并且在5G 技術(shù)支持下，通過移動云采編系統(tǒng)，可以將編碼工作放在云端進行，進行遠程操作和管理。一方面可以降低硬件成本和維護成本，另一方面也可以提高編碼效率和靈活性。此外，通過移動云采編系統(tǒng)，可以實現(xiàn)素材的即時共享和傳播，可以將采集的素材推送至云端進行編輯和播放，實時將現(xiàn)場的畫面?zhèn)鬏斨劣^眾，這樣不僅縮短了素材的后期編輯和傳輸時間，還實現(xiàn)了廣播電視畫面的實時傳輸和即時播放。

3.5 廣播電視工程中5G＋4K超高清電視技術(shù)應(yīng)用

隨著5G 技術(shù)快速發(fā)展，在廣播電視工程中5G+4K超高清電視技術(shù)的應(yīng)用，為電視行業(yè)帶來了全新的發(fā)展機遇?？梢蕴峁└咔逦鹊囊曨l體驗，為觀眾帶來更真實、更精彩的視覺享受。如圖2所示是5g4k/8k重構(gòu)電視媒體制播體系圖。

5G+4K超高清電視技術(shù)可以為廣播電視信號傳播提供更好的傳播環(huán)境，這不僅可以滿足廣播電視4K超高清視頻的高帶寬要求，也可以促使數(shù)據(jù)下載和實時傳輸更加快速，進而為用戶觀看提供更加流暢的觀看效果。基于廣播電視工程建設(shè)中，5G+4K超高清電視技術(shù)下，廣播電視信號像素傳播一般為3840×2160，與傳統(tǒng)廣播電視信號傳播而言，超高清電視可以實現(xiàn)更細膩和真實的色彩呈現(xiàn)，通過5G+4K超高清電視技術(shù)，無論廣播電視節(jié)目還是電視廣告，該技術(shù)都可以實時增強其畫質(zhì)和播放技術(shù)[7]。為了更好地提高觀眾視覺體驗，5G+4K超高清電視技術(shù)可以通過多媒體互動體驗提供技術(shù)支持，廣大觀眾可以通過移動終端設(shè)備，實施線上視頻、聊天互動等活動，以此豐富用戶的體驗。5G+4K超高清電視技術(shù)具有一定的高帶寬和低時延特點，為廣播電視內(nèi)容創(chuàng)作提供了更加多元化途徑，可以為實現(xiàn)廣播電視虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等新興技術(shù)的應(yīng)用提供支持，進一步為用戶提供豐富多樣化的內(nèi)容體驗。

4. 結(jié)束語

5G 通信技術(shù)在廣播電視工程中具有一定的積極意義，在應(yīng)急廣播中5G NR MBS組網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)靈活、高效的應(yīng)急廣播傳輸。5GCP-OFDM調(diào)制技術(shù)，提升信號的傳輸質(zhì)量和穩(wěn)定性；在廣播電視新聞直播系統(tǒng)中，可以有效提供高速、可靠的傳輸網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。通過構(gòu)建云采編系統(tǒng)，可以實現(xiàn)靈活高效的采編流程和無線傳輸?shù)裙δ堋?G＋4K超高清電視技術(shù)的應(yīng)用，能夠為廣播電視行業(yè)帶來更高品質(zhì)的觀看體驗，進而推動廣播電視行業(yè)的變革和進步。

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