基于5G 技術(shù)在三維電視數(shù)據(jù)通信中的模型設(shè)計(jì)分析

李沛鋒，張純艷

（陜西廣電網(wǎng)絡(luò)傳媒（集團(tuán)）股份有限公司西安分公司，西安 710061）

隨著3D 電視產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，節(jié)目領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，在體育、動(dòng)漫、專(zhuān)題片、影視等多個(gè)方面有所涉及。近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)不斷更新?lián)Q代，4K 電視技術(shù)的誕生對(duì)3D 電視產(chǎn)生較大沖擊，為了突破3D 電視信號(hào)傳輸?shù)木窒蓿瑢?G 技術(shù)引入其中，構(gòu)建數(shù)據(jù)通信模型，力求為用戶(hù)呈現(xiàn)帶有立體效果的電視節(jié)目。

1 5G 技術(shù)概述

與以往各代移動(dòng)通信技術(shù)相比，5G 技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸速率上有很大的優(yōu)勢(shì)，可以將速率提高到幾十Gb/s，峰值速率比上一代高，使用戶(hù)的負(fù)荷量需求得到充分滿(mǎn)足，端與端之間的延時(shí)以毫秒為單位，覆蓋范圍更廣，在VR、AR 以及3D 等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在5G 背景下關(guān)鍵技術(shù)如下：

（1）高頻傳輸技術(shù)。之前的通信頻率低于3GHz，為了擴(kuò)充頻譜資源，降低頻譜數(shù)值，5G 可以在更多的頻率上運(yùn)行，與3D 電視信號(hào)傳輸?shù)膸捫枨蟪浞址稀?/p>

（2）有源天線(xiàn)技術(shù)。在天線(xiàn)設(shè)計(jì)方面將垂直方向波束加入其中，在橫縱兩個(gè)方面均可放置天線(xiàn)，有效克服傳統(tǒng)天線(xiàn)在安裝方面的弊端，將有源天線(xiàn)接入后，還可減少天線(xiàn)之間的干擾，形成密集網(wǎng)絡(luò)，使覆蓋范圍得到進(jìn)一步擴(kuò)展。

（3）D2D 技術(shù)。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的直接銅線(xiàn)，對(duì)于臨近的設(shè)備來(lái)說(shuō)，無(wú)需增加節(jié)點(diǎn)便可完成數(shù)據(jù)傳輸，機(jī)器之間真實(shí)實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)通信，節(jié)約大量能源消耗，使數(shù)據(jù)服務(wù)效率得到顯著提升[1]。

2 3D 電視的傳輸原理

該設(shè)備運(yùn)行的技術(shù)基礎(chǔ)為：3D 程序通過(guò)高效壓縮可以滿(mǎn)足存儲(chǔ)空間和帶寬的要求，從而壓縮傳輸時(shí)間。我國(guó)的3D 電視實(shí)驗(yàn)頻道通過(guò)衛(wèi)星覆蓋、加密傳輸?shù)确绞礁采w多個(gè)領(lǐng)域，同時(shí)在全國(guó)范圍內(nèi)的數(shù)字電視基礎(chǔ)頻道進(jìn)行傳送，在安裝3D 電視機(jī)后，用戶(hù)便可接收到帶有立體效果的節(jié)目。當(dāng)前電視傳輸技術(shù)為：所有的電視信號(hào)通過(guò)電視轉(zhuǎn)播車(chē)加載到微波信號(hào)中，由電纜傳輸?shù)桨l(fā)射塔，再通過(guò)天線(xiàn)傳輸；也可以在電視臺(tái)經(jīng)過(guò)衛(wèi)星中繼完成信號(hào)傳輸工作，使人們足不出戶(hù)便可觀(guān)看更多電視節(jié)目。

3 5G 技術(shù)在3D 電視中的模型設(shè)計(jì)

近年來(lái)，電視機(jī)在人們生活中日益普及，對(duì)質(zhì)量與音視頻效果的要求不斷提升，如VR、AR 與3D 等，如若將新科技與電視相結(jié)合，人們便可居家觀(guān)看立體化的電視節(jié)目。但是，由于以往受到技術(shù)、節(jié)目量等方面的限制，使3D 電視的發(fā)展較為緩慢。在5G 技術(shù)背景下，可以應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，在三維電視的發(fā)展中起著關(guān)鍵的作用。5G 是由多個(gè)基站組成的融合網(wǎng)絡(luò)，覆蓋面積廣，甚至覆蓋全國(guó)，在網(wǎng)速、傳輸延遲等方面均較短，適用于3D 節(jié)目傳播，例如，以3D 電視直播為模型進(jìn)行說(shuō)明。

3.1 模型設(shè)計(jì)

在3D 電視直播中，TV 轉(zhuǎn)播車(chē)選擇3D 電視轉(zhuǎn)播車(chē)，與2D、3D 系統(tǒng)的車(chē)輛相比，轉(zhuǎn)播車(chē)仍然主要采用2D、以3D 為輔助，系統(tǒng)信號(hào)格式是雙重3G 和1.5G 的3D 壓縮信號(hào)，輸出功能包括3D 處理層、2D 相機(jī)以及3D 轉(zhuǎn)換站、整車(chē)智能監(jiān)控系統(tǒng)。電視中繼車(chē)可轉(zhuǎn)換成由5個(gè)基站發(fā)送的三維電視信號(hào)。目前，電視應(yīng)用最多的是衛(wèi)星覆蓋、有線(xiàn)接收等，可通過(guò)帶有3D 功能的電視進(jìn)行觀(guān)看。當(dāng)前，電視與網(wǎng)絡(luò)的融合可通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)來(lái)完成，以電信為例，將網(wǎng)線(xiàn)的一端與路由器LAN 口相連，另一端與電視網(wǎng)絡(luò)端口相連，然后主機(jī)接口設(shè)置，電視可以自動(dòng)識(shí)別并獲取地址TP 路由器，這樣電視就可以順利訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，如果它是一個(gè)5G 網(wǎng)絡(luò)，其協(xié)議802.11ac，傳統(tǒng)3D 電視可以作為承運(yùn)方將智能箱連接到5G 網(wǎng)絡(luò)，由于智能盒子采用的是安卓系統(tǒng)，具有眾多功能，可借助5G 技術(shù)將3D 電視轉(zhuǎn)入到電視機(jī)中，由此打破3D 電視傳播方面的瓶頸，獲得更大的發(fā)展[2]。

3.2 融合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

現(xiàn)階段，5G 技術(shù)與3D 電視的融合已成主流趨勢(shì)，為了滿(mǎn)足各項(xiàng)業(yè)務(wù)與功能需求，應(yīng)積極構(gòu)建融合網(wǎng)絡(luò)，具有個(gè)性化服務(wù)、移動(dòng)接收、覆蓋面積廣等優(yōu)勢(shì)，在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方案制定時(shí)應(yīng)結(jié)合移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)深度融合。在融合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中，應(yīng)以5G 系統(tǒng)規(guī)范為基礎(chǔ)，將LPLT 與HPHT 緊密聯(lián)系起來(lái)；在核心網(wǎng)構(gòu)建時(shí)，使用戶(hù)面與控制面之間處于獨(dú)立狀態(tài)，對(duì)于前者來(lái)說(shuō)，5G 網(wǎng)絡(luò)對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)共用，可將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的前端系統(tǒng)當(dāng)作網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)源，使該系統(tǒng)的內(nèi)控功能進(jìn)行分離后，再安裝到5G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之中；對(duì)于后者來(lái)說(shuō)，利用5G 服務(wù)架構(gòu)對(duì)5G 網(wǎng)絡(luò)接入、客戶(hù)管理、資源調(diào)度等模塊進(jìn)行共享。在5G 網(wǎng)架之中，用戶(hù)畫(huà)像功能、內(nèi)容分發(fā)控制、媒體控制、廣播寬帶等均面向用戶(hù)、服務(wù)內(nèi)容與信息流量，在雙向傳輸中進(jìn)行優(yōu)化轉(zhuǎn)換，以此實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的拓展。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在5G 技術(shù)背景下，對(duì)3D 電視傳輸提供充足的技術(shù)支持，并以該技術(shù)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)通信模型，有效突破了3D 電視信號(hào)傳輸?shù)木窒蓿纱顺浞终f(shuō)明5G技術(shù)在3D 電視領(lǐng)域應(yīng)用的可行性，在未來(lái)勢(shì)必會(huì)有更加廣闊的發(fā)展空間，為用戶(hù)帶來(lái)更多豐富多彩的電視節(jié)目。