新媒體時(shí)代5G廣播電視技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

【摘要】本文探討了5G廣播電視技術(shù)的演進(jìn)及應(yīng)用發(fā)展，分析了多媒體廣播多播業(yè)務(wù)（Multimedia Broadcast Multicast Service，MBMS）、增強(qiáng)多媒體廣播多播業(yè)務(wù)（Evolved Multimedia Broadcast Multicast Service，eMBMS）及進(jìn)一步演進(jìn)的多媒體廣播多播業(yè)務(wù)（Further evolved Multimedia Broadcast Multicast Service， FeMBMS）的技術(shù)特點(diǎn)。通過引入5G技術(shù)，廣播電視在用戶體驗(yàn)、內(nèi)容制作與傳播模式創(chuàng)新、行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)升級(jí)等方面得到了顯著提升。本文還展望了5G廣播電視技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)，包括擴(kuò)展性能與超高清體驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)驅(qū)動(dòng)的個(gè)性化服務(wù)與智能傳播、邊緣計(jì)算與多接入邊緣計(jì)算（Multi-access Edge Computing，MEC）的應(yīng)用等，并提出了實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)的具體措施，如增強(qiáng)實(shí)時(shí)性與廣泛接入性、提升內(nèi)容的定制化與交互性、構(gòu)建全媒體傳播平臺(tái)等。

【關(guān)鍵詞】新媒體；5G廣播電視技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TN92" " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " " " " " " " " " " DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.16.002

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，5G技術(shù)逐步進(jìn)入各個(gè)行業(yè)，也給廣播電視領(lǐng)域帶來了顛覆性的變化。自2002年3GPP提出多媒體廣播多播業(yè)務(wù)（MBMS）以來，廣播電視技術(shù)經(jīng)歷了顯著的演進(jìn)，從增強(qiáng)多媒體廣播多播業(yè)務(wù)（eMBMS）到進(jìn)一步演進(jìn)的多媒體廣播多播業(yè)務(wù)（FeMBMS），每一步技術(shù)的革新都在不斷滿足市場(chǎng)對(duì)高帶寬、高質(zhì)量視頻內(nèi)容傳輸?shù)男枨?。本文旨在詳?xì)介紹5G廣播電視技術(shù)的演進(jìn)歷程及其特征，探討了其在新媒體時(shí)代的價(jià)值與應(yīng)用，并分析了未來的發(fā)展趨勢(shì)，還提出了實(shí)現(xiàn)5G廣播電視技術(shù)的具體措施。

1. 5G廣播電視的演進(jìn)及技術(shù)特點(diǎn)

1.1 MBMS的提出和主要技術(shù)特點(diǎn)

5G廣播電視起始于3GPP在2002年提出的多媒體廣播多播業(yè)務(wù)（MBMS）。作為手機(jī)電視業(yè)務(wù)的重要技術(shù)基礎(chǔ)，MBMS在Rel6和Rel7版本中得以實(shí)現(xiàn)，通過對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的改進(jìn)來支持MBMS業(yè)務(wù)。具體表現(xiàn)在增加了廣播多（組）播業(yè)務(wù)中心（BM-SC）功能實(shí)體，同時(shí)改進(jìn)了GGSN、SGSN、BSC/RNC和UE等已有功能實(shí)體來增強(qiáng)3G系統(tǒng)的功能。然而，MBMS僅是對(duì)3G系統(tǒng)的一種功能擴(kuò)展，技術(shù)限制使其無法完全滿足不斷增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求[1]。2009年，3GPP開始Rel8及其后續(xù)版本的規(guī)范制定，進(jìn)一步提出了演進(jìn)的多媒體廣播多播業(yè)務(wù)（eMBMS），在邏輯架構(gòu)、業(yè)務(wù)模式、傳輸方式和信道結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了重大改進(jìn)，支持3G和LTE接入網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的兼容性和性能。eMBMS還引入獨(dú)立的邏輯架構(gòu)，使得MBMS資源能夠更加靈活部署和優(yōu)化。

1.2 eMBMS的提出和主要技術(shù)特點(diǎn)

eMBMS在增強(qiáng)廣播多播業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，為用戶提供了更高效的傳輸方式和信道結(jié)構(gòu)。特別是引入了單頻網(wǎng)（Single Frequency Network，SFN）傳輸方式，即MBSFN傳輸方式，在接入網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)了多個(gè)小區(qū)同步傳輸同一廣播信號(hào)。這一技術(shù)僅占用一個(gè)頻段，節(jié)約了頻譜資源，并提升了信號(hào)接收性能，尤其是在弱信號(hào)場(chǎng)景下。eMBMS定義了MCCH和MTCH兩個(gè)邏輯信道，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)下發(fā)，并通過區(qū)分單小區(qū)和多小區(qū)傳輸模式，優(yōu)化了資源配置和傳輸效率。此外，eMBMS在Rel9版本中引入增強(qiáng)廣播承載類型，并結(jié)合廣播和組播的優(yōu)點(diǎn)，以適應(yīng)不同業(yè)務(wù)需求。MCE功能實(shí)體在多小區(qū)傳輸中的引入，進(jìn)一步提升了MBMS的傳輸效率和性能，并支持靈活的資源分配和控制。這些改進(jìn)使得eMBMS在廣播業(yè)務(wù)中得到了廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展[2]。

1.3 FeMBMS的提出和主要技術(shù)特點(diǎn)

隨著通信技術(shù)的發(fā)展和廣播電視業(yè)務(wù)需求的增加，3GPP在Rel14版本中進(jìn)一步提出了進(jìn)一步演進(jìn)的多媒體廣播多播業(yè)務(wù)（FeMBMS）。FeMBMS支持高功率、大塔間距的單頻網(wǎng)組網(wǎng)模式，使用專用載波近100%的資源承載廣播業(yè)務(wù)，滿足了廣播業(yè)務(wù)的帶寬需求。FeMBMS的引入使其具備了無SIM卡單向接收和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)透?jìng)鞯刃绿匦?，極大地提升了廣播業(yè)務(wù)的多樣性和靈活性?；贔eMBMS技術(shù)，歐洲和中國(guó)進(jìn)行了多次試驗(yàn)，驗(yàn)證了其在廣播應(yīng)用中的實(shí)用性和有效性。例如，2018年在德國(guó)慕尼黑開展的Rel14廣播技術(shù)試驗(yàn)以及2019年中國(guó)廣電總局的3GPP Rel14廣播單頻組網(wǎng)試驗(yàn)，均證明了FeMBMS技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的可行性。隨著5G標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，F(xiàn)eMBMS技術(shù)得到了廣泛關(guān)注和支持，成為5G廣播電視（Broadcasting）技術(shù)發(fā)展的重要方向，推動(dòng)了廣播行業(yè)與現(xiàn)代通信技術(shù)的深度融合。

2. 新媒體時(shí)代5G廣播電視技術(shù)應(yīng)用的價(jià)值

2.1 增強(qiáng)用戶體驗(yàn)與互動(dòng)性

5G廣播電視技術(shù)在新媒體時(shí)代的應(yīng)用，首先為用戶體驗(yàn)帶來了質(zhì)的飛躍。例如，5G技術(shù)所具備的超高帶寬和低延遲特性，促使新媒體內(nèi)容的傳輸速度和質(zhì)量均實(shí)現(xiàn)了顯著提升。用戶可以享受4K甚至8K分辨率的視頻內(nèi)容，而不會(huì)出現(xiàn)卡頓和延遲。且5G技術(shù)下的廣播電視還支持虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）等新興應(yīng)用，讓用戶可以更加沉浸式地觀看內(nèi)容。這種高品質(zhì)和多樣化的內(nèi)容形式，大大提高了用戶對(duì)廣播電視的滿意度，增強(qiáng)了用戶的黏性。同時(shí)，5G技術(shù)的低延遲特性能有效促進(jìn)用戶與內(nèi)容間的實(shí)時(shí)互動(dòng)，用戶不僅可以通過社交媒體評(píng)論或?qū)崟r(shí)投票，還可以參與到虛擬活動(dòng)和直播互動(dòng)中，形成一種全新的互動(dòng)體驗(yàn)?zāi)Ｊ?，?shí)現(xiàn)精細(xì)化、個(gè)性化和實(shí)時(shí)化的受眾服務(wù)[3]。

2.2 推動(dòng)內(nèi)容制作與傳播模式創(chuàng)新

5G廣播電視技術(shù)的普及，為新媒體內(nèi)容的制作和傳播模式帶來了革命性的變化。一是5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬和低延遲特性，使內(nèi)容制作過程可以更高效地進(jìn)行溝通和協(xié)作，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)、跨地域的實(shí)時(shí)協(xié)同創(chuàng)作。例如，云端技術(shù)在5G網(wǎng)絡(luò)的支撐下，能為視頻編輯、特效處理等環(huán)節(jié)提供強(qiáng)大且快速的計(jì)算資源，縮短制作周期，提高制作效率。二是5G的高傳輸速率和廣覆蓋性，為內(nèi)容的傳播提供了堅(jiān)實(shí)的保障。廣電媒體可以通過5G網(wǎng)絡(luò)，更便捷地將大容量、多樣化的新媒體內(nèi)容，快速地分發(fā)到用戶端，覆蓋更多的終端設(shè)備和受眾人群，增強(qiáng)信息的傳播效果。

2.3 賦能廣電行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)升級(jí)

5G技術(shù)不僅改變了內(nèi)容的傳輸方式，還引發(fā)了廣播電視行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重大變革。在5G環(huán)境下，廣播電視機(jī)構(gòu)可以通過更加靈活的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（Content Delivery Network，CDN）、云直播技術(shù)等，大幅降低內(nèi)容分發(fā)的成本和復(fù)雜性。使傳統(tǒng)電視臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)媒體能夠更靈活地調(diào)整其業(yè)務(wù)模式，從而迎合快速變化的市場(chǎng)需求。例如，通過5G網(wǎng)絡(luò)，廣播電視內(nèi)容能夠與電子商務(wù)、在線教育及其他服務(wù)進(jìn)行整合，創(chuàng)建全新的觀看場(chǎng)景和商業(yè)機(jī)會(huì)。

3. 新媒體時(shí)代5G廣播電視技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 5G廣播電視技術(shù)的擴(kuò)展性能與超高清體驗(yàn)

5G技術(shù)為廣播電視市場(chǎng)帶來了顯著的性能提升和全新的用戶體驗(yàn)。首先，5G網(wǎng)絡(luò)具備極高的傳輸速度和低延遲能力，通過5G技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)超高清（Ultra high definition，UHD），達(dá)到前所未有的視覺體驗(yàn)。根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟（International Telecommunication Union，ITU）發(fā)布的權(quán)威報(bào)告，5G技術(shù)能夠提供高達(dá)128 Mb/s的下載速度，即約等于1 Gbps，相當(dāng)于千兆網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度標(biāo)準(zhǔn)。因此，5G技術(shù)能夠有力支撐高質(zhì)量、無延遲的直播體驗(yàn)，為用戶帶來更加流暢、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)[4]。這種極高的性能使得VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）和AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）的應(yīng)用變得可行，使廣播電視從單純的觀看體驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)槌两浇换ンw驗(yàn)，極大地提升用戶的參與度和滿意度。因此，5G技術(shù)的普及和應(yīng)用對(duì)于廣播電視行業(yè)的未來發(fā)展具有顯著影響，是推動(dòng)高清和超高清電視發(fā)展的關(guān)鍵動(dòng)力源。

3.2 網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)驅(qū)動(dòng)的個(gè)性化服務(wù)與智能傳播

5G網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要特征是其網(wǎng)絡(luò)切片（Network Slicing）技術(shù)，通過這一技術(shù)，運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求，創(chuàng)建多個(gè)分離的虛擬網(wǎng)絡(luò)，提升廣播電視服務(wù)的靈活性和定制化程度。網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的運(yùn)用，使得廣播電視服務(wù)可以根據(jù)具體用戶需求提供個(gè)性化的內(nèi)容傳輸，例如對(duì)特定用戶群體進(jìn)行精準(zhǔn)內(nèi)容推送等。此外，5G廣播電視能夠更好地融合人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過分析用戶習(xí)慣和偏好，實(shí)現(xiàn)智能內(nèi)容推薦、實(shí)時(shí)內(nèi)容調(diào)整和創(chuàng)新廣告投放，從而創(chuàng)造更高的廣告收益。這種個(gè)性化的服務(wù)模式不僅提升了用戶滿意度，也為廣播電視運(yùn)營(yíng)商帶來了新的盈利點(diǎn)。

3.3 邊緣計(jì)算與多接入邊緣計(jì)算（MEC）的加速應(yīng)用

隨著5G廣播電視技術(shù)的發(fā)展，邊緣計(jì)算（Edge Computing）和多接入邊緣計(jì)算（MEC）技術(shù)的應(yīng)用將顯著提升內(nèi)容傳輸?shù)男屎头€(wěn)定性。邊緣計(jì)算將計(jì)算任務(wù)從中央服務(wù)器轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)，可以減輕核心網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載、縮短數(shù)據(jù)傳輸延遲，提升用戶體驗(yàn)。MEC進(jìn)一步優(yōu)化了這一過程，通過在無線接入網(wǎng)絡(luò)附近部署計(jì)算節(jié)點(diǎn)，支持更高效地?cái)?shù)據(jù)處理和內(nèi)容分發(fā)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，5G獨(dú)立組網(wǎng)與MEC技術(shù)結(jié)合，可以將業(yè)務(wù)時(shí)延降低到10 ms以內(nèi)，可以有效支持時(shí)延敏感業(yè)務(wù)的推廣部署。這一技術(shù)趨勢(shì)使得用戶在觀看直播或點(diǎn)播內(nèi)容時(shí)，體驗(yàn)更加流暢，加載時(shí)間顯著減少。此外，邊緣計(jì)算還能有效解決在大規(guī)模活動(dòng)（如體育賽事、音樂會(huì)等）中，由于用戶集中導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)擁堵問題，確保每一位用戶都能獲得高質(zhì)量的視頻服務(wù)。

4. 新媒體時(shí)代5G廣播電視技術(shù)的實(shí)現(xiàn)措施

4.1 增強(qiáng)實(shí)時(shí)性和廣泛接入性

在5G時(shí)代，廣播電視技術(shù)面臨著用戶需求即時(shí)、多樣化及更高質(zhì)量傳輸?shù)奶魬?zhàn)。為此，可整合邊緣計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)分片技術(shù)。邊緣計(jì)算能夠?qū)?shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和應(yīng)用服務(wù)遷移至網(wǎng)絡(luò)邊緣，降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t，加快處理速度，使用戶能夠體驗(yàn)到更快的信息獲取與互動(dòng)反饋，進(jìn)而提升廣播電視節(jié)目的實(shí)時(shí)互動(dòng)性和觀看體驗(yàn)。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)分片技術(shù)可以為不同類型的廣播電視服務(wù)提供專用的網(wǎng)絡(luò)資源，確保服務(wù)質(zhì)量。例如，在大型體育直播事件中，通過為其配置專用的網(wǎng)絡(luò)切片，可以確保高清視頻內(nèi)容的流暢傳輸，從而滿足高標(biāo)準(zhǔn)的用戶體驗(yàn)需求。結(jié)合這兩種技術(shù)，不僅可以優(yōu)化資源配置，提高服務(wù)質(zhì)量，還能在廣播電視傳播過程中實(shí)現(xiàn)智能化和個(gè)性化的媒介交互。

4.2 提升內(nèi)容的定制化和交互性

隨著用戶對(duì)個(gè)性化內(nèi)容需求的增加，可運(yùn)用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)分析用戶行為和收視偏好。通過深度學(xué)習(xí)算法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶觀看習(xí)慣的精準(zhǔn)畫像和預(yù)測(cè)，從而推送更符合其興趣和需求的內(nèi)容。此外，人工智能技術(shù)還可以被用于優(yōu)化內(nèi)容推薦系統(tǒng)和廣告投放策略，通過智能化分析大數(shù)據(jù)，電視媒體能夠提供更為精準(zhǔn)和有針對(duì)性的內(nèi)容，增強(qiáng)用戶的觀看黏性。例如，在新聞節(jié)目中，基于用戶過去的觀看歷史和時(shí)事熱點(diǎn)分析，智能推薦系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)整播出的新聞?lì)悇e和順序，實(shí)現(xiàn)高度個(gè)性化的新聞播報(bào)。這種深度交互和定制化的策略不僅增強(qiáng)了用戶體驗(yàn)，也為廣播電視行業(yè)帶來了新的商業(yè)價(jià)值[5]。

4.3 構(gòu)建全媒體傳播平臺(tái)

可構(gòu)建以5G為基礎(chǔ)的全媒體傳播平臺(tái)，這一平臺(tái)將傳統(tǒng)廣播電視媒介與新媒體資源（如在線視頻、社交媒體等）進(jìn)行有機(jī)融合。通過這種全媒體策略，不僅擴(kuò)展了內(nèi)容的覆蓋和接觸點(diǎn)，也優(yōu)化了用戶的觀看路徑和互動(dòng)方式。例如，一個(gè)新聞事件可以通過傳統(tǒng)的電視新聞播報(bào)、在線視頻直播以及通過社交媒體進(jìn)行實(shí)時(shí)討論和互動(dòng)，形成一個(gè)多層次、多視角的信息傳播網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，全媒體平臺(tái)借助5G技術(shù)的高帶寬和低延遲特性，可以實(shí)現(xiàn)超高清（UHD）、360度視頻等先進(jìn)視覺體驗(yàn)的傳播，極大地豐富了觀眾的視聽感受。通過整合多種媒介形態(tài)與技術(shù)手段，不但增強(qiáng)了媒體內(nèi)容的表現(xiàn)力和互動(dòng)性，也為廣播電視行業(yè)開辟了新的業(yè)務(wù)模式和增長(zhǎng)點(diǎn)。

4.4 構(gòu)建健全的5G廣播電視應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)

構(gòu)建健全5G廣播電視的應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)行業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵。應(yīng)鼓勵(lì)內(nèi)容生產(chǎn)商、服務(wù)提供商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商等多方面力量合作，共同推動(dòng)高質(zhì)量?jī)?nèi)容的創(chuàng)作與分發(fā)。政府可以采取政策引導(dǎo)和經(jīng)濟(jì)支持，比如提供稅收減免、資金補(bǔ)助等措施，激勵(lì)企業(yè)投入到5G廣播電視內(nèi)容的創(chuàng)新與生產(chǎn)中。同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)用戶隱私和數(shù)據(jù)安全的保護(hù)措施，構(gòu)建公眾對(duì)新技術(shù)的信任，為5G廣播電視的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造良好環(huán)境。通過這些綜合措施的實(shí)施，可以有效推動(dòng)5G廣播電視技術(shù)在新媒體時(shí)代的全面發(fā)展。

4.5 加強(qiáng)5G廣播電視核心技術(shù)的研發(fā)投入

5G技術(shù)的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)如高速度、大帶寬和低延遲，為廣播電視提供了新的發(fā)展機(jī)遇。國(guó)家和企業(yè)應(yīng)增加在人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)投資，促進(jìn)這些技術(shù)與5G廣播電視的深度融合。特別是在視頻壓縮和傳輸效率方面，通過采用更先進(jìn)的編碼技術(shù)減少數(shù)據(jù)傳輸量和提升視音頻質(zhì)量，能顯著提高用戶體驗(yàn)。同時(shí)，推動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)的邊緣計(jì)算技術(shù)發(fā)展，可有效降低延遲，增強(qiáng)實(shí)時(shí)性，支持更多的高清直播及互動(dòng)服務(wù)。

5. 結(jié)束語

5G廣播電視技術(shù)的引入和發(fā)展為新媒體時(shí)代的用戶體驗(yàn)與行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)帶來了深遠(yuǎn)影響。通過MBMS、eMBMS和FeMBMS等技術(shù)的不斷演進(jìn)，廣播電視在傳輸性能、內(nèi)容制作和傳播模式上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。隨著5G技術(shù)的進(jìn)一步成熟，超高清體驗(yàn)、個(gè)性化服務(wù)以及邊緣計(jì)算等MEC技術(shù)的應(yīng)用將進(jìn)一步推動(dòng)廣播電視行業(yè)的發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)5G廣播電視技術(shù)的全面應(yīng)用，應(yīng)加強(qiáng)核心技術(shù)研發(fā)投入，構(gòu)建全媒體傳播平臺(tái)，促進(jìn)內(nèi)容定制化和交互性，提升實(shí)時(shí)性和接入性，并建立一個(gè)健全的5G應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)。通過這些措施，5G廣播電視必將迎來更加輝煌的發(fā)展，為用戶和行業(yè)帶來全新的價(jià)值。

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