5G與未來電視廣播技術應用

肖榆

摘要：即將到來的5G技術將滲透到未來生活的各個領域，圍繞以用戶為中心的信息生態系統構建一切。以便為用戶提供光纖接入層、“零”延遲體驗、數千億設備連接、超高流量密度、和超高移動性等多種情況下的一致服務、智能服務優化和用戶感知，而由此，網絡能效提高了100多倍.

關鍵詞：5G;未來電視;廣播技術;應用研究

引言

對于中國的電視傳輸技術來說，在移動終端上播放電視內容一直是一個難點。與3G和4G技術不同，5G是在傳統技術的基礎上開發的。同時，增加了額外的無線技術，并集成了各種技術以形成綜合解決方案。目前，5G網絡的測試是成功的。

一、5G技術與其特點

5G（第5代）是第5代移動技術的首字母縮寫，但與4G、3G和2G無線技術不同，5G不是獨立的全新無線接入技術，而是現有無線接入技術（包括2G、3G、4G和WiFi）和一些新解決方案在集成了其他無線接入技術后的技術發展的常用術語。在一定程度上5G將成為真正的融合網絡。

提供人與人，物與物之間快速、安全、自由的溝通。對于普通用戶來說，5G帶來的最直觀的感覺將是網絡速度的顯著提高。當前，4G/LTE傳輸峰值速度達到100m/秒，5G傳輸峰值速度將達到10g/秒。

例如，從4G下載電影可能需要1分鐘，而從5G下載電影只需要1秒鐘左右。從專業角度來看，5G不僅要滿足超高速傳輸的要求，還要滿足超高帶寬、超高容量、超重型站點的要求，超過隨時隨地的可靠性和可用性。因此，通信行業普遍認為5G是寬帶、無處不在、智能、集成、綠色和節能網絡。

2G是短新聞時代，3G和4G是多媒體移動互聯網時代，5G將為所有東西帶來很多上網機會。5G具有高速、高容量、低延遲的特點。隨著傳感技術、大數據和人工智能的發展，5G將在未來大力促進工業應用和消費體驗。

5G的性能優于4G，支持0.1×1 GB/s的便捷體驗、每平方公里100萬個連接密度、毫秒延遲結束、每平方公里數十個tbps的移動密度、500多公里/小時的移動性以及峰值速度其中，用戶體驗速度、連接密度和延遲是5G的三個主要性能計數器。同時，5G需要顯著提高網絡部署和運行效率。與4G相比，頻率效率提高了5-15倍，能效和成本效率提高了100多倍。

與4G時段相比，5G網絡服務具有更接近用戶需求、進一步改善適應能力、網絡和服務寬度的特點，包括具有代表性的網絡功能：切碎網絡、移動邊緣計算，根據移動網絡的要求，面向無線用戶和切片網絡是網絡功能虛擬化（NFV）的關鍵特征，在5G階段使用，網絡切片形成邏輯網絡，按切片需求方的需求靈活地提供一種或多種網絡服務。

MobileEdgeComputing （MEC）改變了4G系統中網絡服務的分離狀態，將服務平臺降低到網絡邊緣，提供附近的計算和數據緩存服務功能，并實現了網絡從接入管道到信息服務激活平臺的關鍵飛躍，這是5G的代表性功能。

2018年4月，華為率先完成了非獨立網絡核心網絡系統（NSA）的網絡功能和業務流程測試，這是由ImT 2020 （5G）支持團隊以100%的通過率組織的中國5G技術開發實驗的第三階段。這項5G集成（NSA）測試是中國5G技術測試的重要組成部分，對于運營商早期實現5G的商業使用具有重要意義。5G、4K傳輸和虛擬現實（VR）會有非常好的應用，5G可以進一步推廣4K。VR被認為是真正的5G啟動子。從長遠來看，與4G消費應用相比，5G應用將是工業應用。此外，AR（補充現實）的應用也是5G的一大賣點，因為AR需要大量的數據，并且5G可以提供流暢的體驗。5GIoT（物聯網）也是值得預見的。它仍處于5G的早期階段，許多4G和NB-IoT仍在上升。

二、5G技術在電視廣播中的應用

（一）移動通信網絡與單項廣播

在移動網絡中，雙就緒通信可以被設計為單向廣播中的一個優勢。在兩種通信模式下，通信資源可以根據具體要求靈活工作，從而實現5G技術和移動廣播之間的深度融合。目前，傳輸塔的高度和傳輸頻率將在一定程度上影響單向廣播的運行，保證單向傳輸基站之間的距離控制在10公里以內。與單向廣播相比，中國的地面數字電視有很大的性能差距，這是高性能和高塔傳輸技術的一部分，復蓋范圍有10到20倍的差距。雖然中國近年來擁有廣泛的廣播網絡，但也會在一定程度上限制相應的回撤能力。5G技術與廣播電視媒體技術的融合，可以為用戶提供廣泛的復蓋范圍和個性化的服務，同時支持移動接收等功能。在建筑系統設計中，廣播網絡和移動網絡技術是最重要的滿足需求的技術，并保證它們將學習借鑒彼此的優勢，彌補彼此在深度融合中的不足。

（二）系統功能模塊設計

網絡用戶和控制層之間不存在關系，但處于相對斷開的狀態。用戶層首先由定義網絡的軟件實現，它也可以在某種程度上支持網絡資源的虛擬化。在控制層，它支持的網絡資源虛擬化完全滿足業務需求，并增加了具體的虛擬網絡功能模塊，旨在更好地滿足業務需求，整合不同類型的服務。在網絡架構設計階段，5G系統架構技術規范是主要基礎，漫游網絡鏈接架構不參與這一過程，因此惠普和LPLT共同提供的無線網絡包含在集成過程中。此外，用戶層和控制面板按有效和主劃分，控制層首先依靠5G技術提供服務。訪問控制、認證和用戶權限是功能模塊設計內容的一部分。5G網絡技術和用戶層承擔相同的傳輸網絡。

（三）應用場景分析

在廣播電視領域，5G技術包括三個要素：服務、終端和環境，這三個要素共同構成了終端用戶相對完整的應用場景。應用場景基于屏幕大小和移動性。終端可以分為兩種類型： 應用場景所采用的依據為屏幕尺寸以及移動性，可以將終端劃分為小屏可移動終端與大屏固定終端兩種類型，前者包括車載終端、智能手機與便攜式電腦;后者包括室內與室外兩種應用環境，步行、車輛與高速車輛三種類型的移動速度。服務可分為五類：內容交互、視頻點播、個性化內容、線性視頻傳輸和高分辨率內容。目前，中國5G網絡的業務要求主要是單端和雙端通信。以上兩種模式的優化可以實現網絡無線應用和網絡流量無縫切換的高效率。

結語

隨著近年來VR /AR、智能手機和屏幕投影技術在中國的快速發展，高質量的屏幕投影、手機短視頻觀看和精彩視頻成為熱點。運營商已經從傳統的簡單管道服務發展為集成視頻段服務，關注管道使用效率和內容定制，因此有必要通過廣播和電視信號終端與大家進行溝通。值得注意的是，如果我們只依賴運營商和移動網絡，這一目標很難實現。但是，在5G技術和傳統電視廣播的深度融合之后，移動廣播技術可以在未來得到一定程度的推廣，以滿足當前消費者對高質量音視頻服務的需求。

參考文獻：

[1]張宇，解偉.5G移動與廣播電視融合網絡[J].網絡新媒體技術，2018，7（05）：6-12.

[2]張東.5G等新技術在廣播電視中的應用[J].西部廣播電視，2019，4（07）：180.

[3]潘維涵.5G時代廣播電視技術的升級轉型探究[J].中國傳媒科技，2019，（03）：112-114.

[4]王永利，程宏，郭禹喆等.5G與未來電視廣播技術應用[J].現代電視技術，2018，（10）：110-113，87.