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5G 与广播电视地面传输融合路径研究

所属栏目:广播电视论文 发布日期:2021-03-02 09:14 热度:

   摘要 : 地面数字电视具有广覆盖、不受带宽限制等优点,但同时也存在没有上行通道、交互性差和实际接收效果不佳等诸多缺陷。5G 技术的发展可有效弥补地面数字电视覆盖的短板,解决终端用户接收难题,提升广播电视整体覆盖水平。本文通过对 5G 和地面数字电视技术的具体分析,探讨了两者融合发展的思路及前景。

5G 与广播电视地面传输融合路径研究

  关键词:5G 地面数字电视 传输覆盖 5G 广播

  1 前言

  近年来,我国在广播电视传输覆盖领域进行了数字化变革,技术体系开始从模拟向智能化、数字化过渡, CDR 广播、地面数字电视等广播电视无线覆盖的最前沿科技推广开来。 2019 年 6 月 6 日,工信部向中国广电颁发了 5G 牌照,未来广播电视传输与互联网、新一代通信技术融合发展是必然趋势,5G 是其中一个重要的方向。

  2 广播电视地面覆盖与移动通信的融合探索

  2.1 地面广播电视的智能化拓展传统意义上的地面数字电视和广播技术发展已十分成熟。在地面数字电视标准方面,国外已有 DVB-T、ATSC、 ISDB-T 等一代标准和 DVB-T2、ATSC3.0 二代标准,我国也研发了 DTMB 及其下一代演进标准 DTMB-A。在数字广播标准方面,国外有 DAB,我国则有 CDR 等标准。一些标准还通过与新技术的融合,让广播商提供定制的、动态的体验,包括动态广告置入、个性化图形以及第二屏应用同步等功能。以 ATSC3.0 为例,该标准将 OTA 广播信号与家庭互联网相结合,节目通过广播和电视接收,广告和其他媒体信息则通过互联网提供。然而,这些标准始终得不到移动运营商和移动设备很好的支持,加之地面广播电视存在覆盖缺陷,随着移动视频业务的发展,传统的覆盖网受众面越来越窄,迫切需要一种全新的地面数字广播技术来实现交互式的双向视音频业务。

  2.2 移动通信行业的广播模式拓展移动通信技术也寻求着与广播电视的融合。自 2002 年第三代移动通信在 Rel-6 中引入多媒体广播 / 组播业务 (MBMS) 后,广播组播技术随着 3GPP 技术不断演进,先后引入多播广播单频网(MBSFN)和增强型广播多播技术(eMBMS)。在 Rel-14 中基于广播行业的用例及需求对 eMBMS 进行了扩展,并整合进 EnTV 项目,其增强性体现在对系统架构和界面的简化,以及对 LTE 物理层的扩展。从运营效果看,EnTV 以前在全世界范围内都鲜有商业成功的案例,性价比低是阻碍其成功的主要原因。因为 4G 以前基站的覆盖范围有限,只有几百米,广播范围内用户规模较小,点播就足够满足用户需求,且更加经济。另外,用于广播的载波资源最多只能达到 60%,不能有效满足广播业务的业务需求 [1]。但 Rel-14 中的 FeMBMS(增强型多媒体广播多播服务),提供了 HPHT( High Power High Tower)广播,增加了保护间隔 200μs 选项,将载波效率提高到接近 100%。在欧洲,EnTV 已能满足所有的欧盟数字广播要求(管理要求,广覆盖、多样化终端,灵活组网),效率比 DVB-T 高两倍,可以释放频谱展开新的用途,EnTV 以及后续的 5G 广播技术可能直接成为其下一代地面数字电视标准 [2]。

  3 我国广播电视传输与 5G 融合发展路线展望

  3.1 地面数字电视与 5G 广播的融合内容广播电视在地面传输领域应和 5G 积极融合,可以采用“地面数字电视广播 +5G 广播 +5G 通信”的技术架构,以及“广播电视发射大塔 +5G 移动通信基站小塔”组网方式,实现传统媒体转型升级,更好地与新兴媒体融合发展。其中,地面数字电视广播针对传统大屏及高清、超高清服务;5G 广播针对手机和其他智能小屏,实现体积小、高质量的电视直播业务。依托移动终端,广播电视将在 5G 时代实现从传统接收到移动接收的升级换代。在内容方面,基于 5G 广播的混合电视广播,除了电视直播外,还包括电视点播、用户自制内容(UGC)上传、音频广播、音频点播、社交媒体内容、交互式广告、个性化或地区化广告等多种形式的垂直应用。

  3.2 布局广播电视 5G 网络发展广电拥有 700MHz这一频率优势。在 5G 建设方面,广电拥有的频率资源优势、技术资源优势、行业资源优势,以及多年积淀的内容资源和文化创意优势,可以减少组网成本、扩大覆盖面,提供更多的服务内容。目前的问题主要是客户少、建设经验不足,另外硬件基础几乎为零,需要大量、持续不断的资金和资源投入,今后广电 5G 将会与电信运营商以及内容提供商、终端设备商等共同合作,共建生态和商业模式。作为一个独立公共平台,广电 5G 网络支持不同服务性质的运营商共享,产业各方均将受益,也必将给广播电视公共服务带来很大的提升。

  4 适合 5G 广播体系建设的技术路线

  4.1 组网方案 3GPP 的 5G 标 准 首 先 发 布 的 是 NSA 标准,但 SA 才是 5G 的目标架构, SA 标准 3GPP 已于 2018 年 6 月在 R15 中发布。由于广电没有 4G 网络,无法基于 NSA 组网,所以广电 5G RAN 基于 SA 组网模式。SA 组网易于满足 eMBB/uRLLC/mMTC 业务场景需要,实现 E2E 切片、实现 5G VoNR 等功能。广电目前在移动通信网络方面是空白,可以采用极简网络方案,较少考虑兼容前几代通行标准的有关应用,在站点、架构、协议、运维方面更加简化并具有针对性。

  4.2 我国 5G 地面广播实现路线设想第 一 步 是 将 5G 双 向 链 路 放 在 4.9GHz,5G 广播放在 700MHz,如此一来,可以不影响地面广播电视的频谱资源,但穿透能力弱。待第一步发展成熟,第二步可考 虑 将 5G 双 向 链 路 放 在 4.9GHz 和 700MHz,将 5G 广播放在 600MHz,这样可以保证良好的 5G 双向网覆盖,但 5G 广播将侵占现有的 DTMB 数字地面广播电视的频谱资源,因此需要进一步进行规划频率,甚至 5G 地面广播可以直接取代地面数字电视和广播。

  5 传统地面发射台站在融合路线下的业务转型

  面对 5G 广播的未来,不管是与地面电视同步发展,还是最终取代地面电视成为新的地面电视标准,原有的地面发射台站都是最宝贵的资源,只会存在业务转型但不会丧失关键覆盖节点的功能。原有的发射塔在 5G 广播体系里依旧是大塔广播的最佳载体,所不同的仅仅是地面电视发射机变成了 5G 广播发射机,未来传统发射台将会成为融合地面广播电视和 5G 地面广播两种传输业务的综合性台站。

  6 总结

  5G 技术正在给广播电视带来的巨大变化。在国家智慧广电战略中,5G 技术与行业的多维度融合应用是重中之重,5G 与地面广播电视的深度融合是其中的一个不可或缺的方向,有助于弥补两种网络传输广播电视节目的短板,形成互补效应,拓展广播电视节目内容覆盖的途径和范围,提升地面广播电视节目的覆盖效果。传统的广播电视传输覆盖台站应该敞开胸怀,早做准备,积极筹划,谋划综合性业务覆盖平台,实现广播电视服务的提质增效。

  参考文献

  [1] 刘骏 , 常江 , 高洋 .5G 广播技术研究分析 [J]. 广播与电视技术 ,2019,46(5): 25-28.

  [2] 李继龙 .5G 广播的技术需求与发展方向 [J]. 广播与电视技术 ,2019,46(11):89-92.

  [3] 邹峰 .5G 广播电视演进和主要技术特点 [J]. 广播与电视技术 ,2020,47(3):16-20.

  作者:王麟

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文章标题:5G 与广播电视地面传输融合路径研究

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