5G通信技術與廣播電視技術探討

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摘要：隨著科學技術的不斷發展，移動通信行業的技術水平得到了迅速提高。特別是5g技術的出現，推動了各個領域的技術變革。然而，如何在廣電通信行業有效利用5G技術，是新一代廣電企業需要面對的問題之一。5G是信息技術發展的歷史必然。廣電技術與5G的融合已成為不可逆轉的趨勢。廣播電視產業是國家一級的重要產業，它不僅可以為每個人提供有用的信息，而且可以保持社會的穩定發展。在此基礎上，闡述了5G通信技術的應用優勢，探討了5G通信技術與廣播電視技術的融合發展戰略。

關鍵詞：5G通信技術；廣播電視技術；融合發展

5G技術創造了以客戶為中心的發展模式，在廣度和深度上構建了全面的技術應用。尤其是用戶感知系統的優化和建設極大地滿足了用戶的需求。同時，它也間接地改變了人們的生活方式，改善了人們對科技時代的體驗。如今，第五代移動通信技術（5G）已在世界各地得到發展和應用，并已進入商業應用階段。廣播電視領域要充分利用5G通信的技術優勢，與廣播電視相結合，為觀眾帶來更加豐富多彩的節目內容。5G通信技術與廣播電視技術的融合，將展示效率、速度和靈活性的優勢，促進中國廣播電視產業的發展，此外，廣播電視技術本身的發展離不開通信技術的應用，只有實現5G通信技術與廣播電視技術的深度融合，觀眾才能獲得更好的體驗，從而提升廣播電視節目的影響力[1]。本文通過查閱相關文獻，就5G通信技術與廣播電視技術融合發展問題進行綜述。

一、5G技術特點概述

移動通信幾乎每十年就更新一代技術，經歷了1G、2G、3G和4G的發展，每一次代際轉換和技術進步都極大地促進了產業升級和經濟社會發展。作為一種新型的移動通信網絡，5G不僅要解決人與人之間的通信，為用戶提供增強現實、虛擬現實、超高清（3D）視頻等更沉浸式的極限商務體驗，還要解決人與物、物與物之間的通信，滿足移動醫療、車聯網、智能家居、工業控制、環境監測等物聯網應用需求[2]。5G將滲透到經濟社會的各個行業和領域，成為支撐經濟社會數字化、網絡化、智能化轉型的關鍵新基礎設施。5G包括2G、3G和4G網絡功能，并增加了許多新功能。與之前的網絡相比，它的直接意義在于5G技術的大融合。這種融合不再局限于傳統的人和事。它突破了這個障礙，實現了事物、人和人之間的高速連接。

二、5G通信關鍵技術

（一）切片技術

通信技術采用5G切片技術。這種技術相當于一條車道，在5G的作用下，車道空間更寬，真正實現了多車同時通過。它還將寬車道類別劃分為不同屬性的路段，以確保不同用途的“車輛”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題[3]。SG通信技術采用高頻段，頻率與波長成反比。頻率越高，波長越短，無線電波損失的概率就越大。根據中國聯通、中國移動和中國電信的5G頻譜資源，它們的波長在毫米波范圍內。因此，5G基站以多布局、微基站為主要應用模式。

（二）新型網絡架構

在當前的4GLTE接入網中，應用架構是一個網絡平面結構。這種結構可以在一定程度上減少系統延遲，降低網絡建設和維護成本。5G采用C-RAN接入網絡架構，該結構是基于集中處理、協作無線電和實時云計算的綠色無線接入網絡架構[4]。C-RAN框架下的核心技術方案是基于低成本的高速光傳輸網絡，在遠程天線和集中中心節點之間傳輸無線信號，從而構建覆蓋數百個基站的服務區，甚至覆蓋數百平方公里的無線接入網絡系統。C-RAN體系結構有很多優點。它適合使用協作技術，可以減少干擾，降低功耗，提高頻譜效率，同時，動態智能聯網可以集中處理信息，有利于降低成本，便于維護，降低運營費用。

（三）D2D技術

D2D技術，也稱為“終端之間的直接連接技術”，指的是設備之間的連接。它可以通過D2D技術支持移動終端設備與任何宏基站或微基站之間的資源傳輸，在不通過基站傳輸信息的情況下，實現與終端的無縫復用和直接連接，實現直接互聯[5]。5G通信技術采用D2D技術。與以往的通信技術相比，它可以實現兩個用戶節點之間的直接通信，不需要第三方進行傳輸。它不僅能有效地提高通信傳輸效率，還能避免延遲的發生，更符合現代人的通信需求。這是對過去技術的重大突破性應用。

（四）波束賦形概念

5G通信技術體現了波束形成的概念，將原來四地發射無線電波改為單向發射，無線電波的方向也可以根據用戶的實際方向進行調整，在一定程度上提高了網絡通信的安全性和質量[6]。

三、5G技術在廣播電視網絡中的應用現狀

自2016年起，國家工業和信息化部向中國廣播電視網絡股份有限公司頒發了正式的運營文件，即《基礎電信業務運營許可證》。本文件明確表示，國家工業和信息化部已同意中國廣電網絡股份有限公司申請的移動通信資質和5G技術運營許可，公司使用5G技術已獲得國家工業和信息化部認可。國家新聞出版廣電總局廣播科學院正式納入移動通信標準化組織第三代國際合作項目，代表中國科研團隊參與制定國家5G技術標準，全面推進廣電產業與5G技術融合，致力于制定5G技術應用標準，為中國智能廣電產業發展提供有力推動[7]。目前，廣播電視臺主要利用攝像機采集視頻內容，然后利用非線性編輯技術對采集到的信息進行處理，并通過信號發射臺、有線網絡、互聯網新媒體等手段將視頻信息傳輸到電視終端。人們傾向于在互聯網上觀看節目，如使用手機和平板電腦觀看他們想看的內容，打破了傳統電視傳輸的時間和空間限制。如今，中國三大通信運營商已逐步推出5G套餐，但要想更廣泛地推廣應用5G通信技術，基站建設是關鍵環節。目前，我國基站建設正處于發展階段。一些研究數據表明，未來幾年基站建設將有很大的發展空間，2023年達到高峰后，基站建設數量將逐漸減少。2021年7月24-25日，全國5G行業應用規?；l展現場會在廣東深圳、東莞召開。通過參觀工廠、港口、電站，體驗5G應用場景，觀看示范成果，5G+智能工廠、5G+智能電網、5G+智能端口等一系列集成創新應用，凸顯5G在加速千萬家行業數字化轉型中的重要作用。7月1日，為認真貫徹黨中央的決策和部署，國務院在5G應用“帆”行動計劃（2021-2023）作為起點，大力推進5G產業應用創新，更好地服務于經濟社會的高質量發展。堅持以需求為導向，建立一批高層次的應用標準，形成一批成熟的應用解決方案，構建一批具有行業特色的應用集群。我們將繼續以問題為導向，提升芯片、模塊等關鍵產業環節供給能力，提升5G網絡支撐能力，增強應用安全保障能力。堅持以成果為導向，加快5G應用復制和推廣，加強跨領域、跨行業、跨領域合作，加快建立共同產品創新、共同價值創造、共同利益共享的市場化合作和共贏發展模式。在實踐中，推動5G應用規模化發展，打造5G應用新產品、新業態、新模式，為經濟社會各領域數字化轉型、智能升級、融合創新提供堅實支撐。

四、5G網絡技術在廣播電視技術中的應用優勢

（一）提高節目質量

在過去，廣播和電視節目在傳輸中轉換節目內容，再傳輸，信號容易受到外部環境因素的干擾，導致質量差，影響傳輸速度和質量。5G通信技術覆蓋范圍更廣，網絡速度更快，可以解決4G網絡使用中的卡頓等問題。峰值速率提高了近30倍，安全性也更高。從網絡傳輸速率來看，用戶在使用5G技術觀看和收聽廣播電視節目時不會卡住，還可以播放高清視頻。

（二）緩解信息傳輸壓力

在移動通信領域，通過引入5G技術，逐步完成數字電視廣播的創新。在創新技術的支持下，數字電視廣播實現了點對多點的創新模式。使用終端設備完成視頻內容的傳輸。為了緩解數據信息在傳輸過程中帶來的傳輸壓力，數字廣播系統可以通過分發大規模的寬帶信息，通過終端設備提高視頻質量。

（三）拓展廣電業務

與之前的3G和4G移動網絡通信技術相比，5G具有更低的網絡延遲，通?？刂圃谝缓撩胍詢?。這種數據偏差僅為4G網絡通信的1/10到1/25。同時，在廣播電視節目的播出過程中，觀眾可以通過5G資源的低延遲特性，進一步豐富和完善廣播電視服務的內容，例如，超高保真媒體用戶自定義內容、現場恢復等協同體驗傳播方式，實現沉浸式用戶信息傳播，極大拓展和豐富了廣電業務空間，使廣電用戶體驗達到前所未有的高度。

（四）技術優勢

點對面或點對點廣播技術和組播技術的應用具有很強的技術優勢。廣播技術與通信技術的融合一直是移動通信領域的技術發展方向。例如，在4G標準下，3GPP提出將embms技術應用于廣播業務，但沒有得到有效的技術支持，也沒有在實際部署過程中得到有效應用。正是因為embms技術的應用沒有取得好的效果，在5G環境下，3GPP進一步提出了廣電業務的用戶增強方案、移動寬帶媒體分發技術和高效流媒體傳輸業務的LTE增強技術研究方法[8]。

（五）網絡功能多樣化

5G技術使網絡功能更加多樣化和靈活。未來，當越來越多的新興產業產生所有事物的互聯時，核心網絡中將有更高效、更靈活的控制系統。對于國際上公布的技術研究和設計原則：確保技術靈活、快速，以適應多樣化的開發應用，確保數據傳輸過程中的安全和隱私，并支持新行業中的更多應用。

（六）降低網絡運營成本

在5G網絡中，用戶可以進行網絡自組織，實現自由通信。這樣可以有效減少運營商的參與，降低網絡成本。在這種多樣化的雙工網絡中，將衍生出更多的網絡接入形式，實現多種網絡對接，促進5G移動通信網絡在業務上的有效運營。

五、5G通信技術與廣播電視技術融合發展應用

（一）構建云平臺系統

隨著大數據和云計算技術的快速發展，為傳統廣電產業與新媒體的相互融合提供了更多機遇。在這種情況下，我們應該積極構建云平臺系統，利用現代數據處理手段簡化新聞信息內容，增強整合效果。例如，使用各種新媒體直播平臺加強與觀眾的互動，使用云平臺系統收集和分析不同觀眾的需求和觀點。在直播過程中，主播人員使用圖像和個性化語言發布新聞，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，優化電視畫面

2019年“兩會”期間，廣西廣播電視臺與中國聯通達成合作協議，首次使用5G+4K超高清技術進行相關新聞發布會的直播。在應用過程中，攝像機首先采集信息，形成4K視頻流，然后通過編碼器輸出到IP視頻流中，再通過CPE傳輸。

（三）5G頻譜與廣播電視C波段的干擾處理

中國聯通和中國移動使用的5G頻段與廣播電視領域的C頻段類似。在實際應用過程中容易產生一定的干擾，具體體現在廣播電視信號無法正常傳輸或花屏等問題上。目前，我國5G終端數量仍然較少，干擾程度不高，一旦5G技術實現高速發展和普及應用，這種干擾的影響將顯著增加。因此，當5G技術與廣播電視相結合時，應該努力解決這種干擾。面對這些干擾情況，主要的解決方案是在無線電和電視衛星的接收設備上增加濾波器。

（四）5G智能移動廣播技術

目前，為了順應時代發展，不斷尋求突破和改革，在媒體融合和5G通信技術的支持下，增加智能移動廣播板塊已成為大勢所趨。新聞采編人員獲取信息后，進入智能手機5G技術支持的后臺系統，進行稿件制作，為媒體采編工作提供便利。廣播電視臺整合資源后，可以通過新聞資源共享，有效拓展新聞資源，提高工作效率，使廣播電視系統更加順暢、科學，豐富廣播電視形式。

（五）技術融合發展

未來廣播電視的發展應充分利用SDN、NFV、網絡切片等技術。SDN和NFV的結合可以從專有設備中提取和標準化數據控制，而無須等待網絡硬件設備的升級。網絡分片可以有效地將5G網絡物理基礎設施資源劃分為多個獨立的并行虛擬網絡塊，并可以根據業務需求靈活地進行分片和組網，從而提高網絡資源的擴展彈性、安全性和利用率。此外，廣電行業應積極運用大數據、云計算、人工智能等技術手段，實現高效的網絡資源管理和調度，通過智能分析預測用戶需求。

（六）搭建5G與物聯網結合的廣電新生態

由于5G推動了通信網絡技術的發展，廣電行業迅速制定了智能廣電發展規劃，開展了相關技術整合和平臺建設，并在多個地方開展了基于5G技術的智能家居網絡服務。通過無線和有線廣播電視臺的結合，推出新型智能機頂盒設備，家庭生活中的傳統電視媒體終端通過5G互聯，有效推動智能廣播電視的發展。

六、結語

在5G技術環境下，廣電將實現多網融合，廣電系統的技術應用空間將進一步擴大。廣電應在現有5G網絡技術成果的基礎上，基于5G技術廣電的可操作性，不斷探索5G技術與傳播媒體的有效融合策略，確保媒體傳播體系的健康發展。

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[7]楊燦.5G通信技術與廣播電視技術的融合[J].通信電源技術,2020,37(20):150-152.

[8]周艷峰.5G通信技術與廣播電視技術的融合[J].通信電源技術,2020,37(12):156-158.

作者：肖風剛