基于5G技術的廣播電視信號傳輸研究

黑重程，王 輝

（綏德縣融媒體中心，陜西 綏德 718000）

0 引 言

近年來，在科技創新力量的加持下，廣電媒體逐漸由傳統模式轉變為以數字化為主導的新型發展模式，這使得廣播電視信號傳輸的范圍更加廣，傳輸過程更加流暢。然而，受設備、技術、自然以及空間環境等因素的影響，目前廣播電視媒體的信號傳輸能力和效果尚未完全滿足觀眾對于超高清廣播電視節目收視的需求，而解決這一問題的關鍵就在于提高廣播電視信號傳輸的技術能力，保證信號傳輸質量的穩定、精準和安全。隨著5G技術在廣播電視信號傳輸方面的逐步應用，盡快將5G技術的傳輸優勢轉換為廣播電視信號傳輸優勢，真正彌補廣播電視信號傳輸的技術短板，逐漸成為迫切需要實現的目標。

1 5G技術概述

5G技術是第五代移動通信技術的簡稱。與以往的通信技術不同，5G技術被認為是能夠讓蜂窩網絡擴展至全新使用和垂直市場的無線網絡技術，其突破了網絡原有的功能界限，促使網絡融入到機器世界之中，形成萬物互聯的全新狀態[1]。從網絡性能方面看，5G技術具有如表1所示的3方面特征。

表1 5G技術的特征

2 5G技術在廣播電視信號傳輸中應用的優勢

廣播電視信號主要采用無線電方式進行傳輸，傳輸的過程通常是利用無線數據傳輸網絡發射廣播電視信號，然后利用接收端接收各種數據信息，并將信息轉化為特定的節目格式[2]。簡單地說，廣播電視信號傳輸是將廣播電視媒體制作的節目以信號的方式傳輸出去，同時保證用戶的接收端能夠有效接收并準確轉化和播放節目的內容。就廣播電視信號傳輸而言，5G技術應用的優勢主要體現在3個方面。

2.1 提高信號傳輸速度

信號傳輸速度是打造超高清廣播電視節目的前提和基礎。正如上文介紹5G技術時提到的，5G技術的傳輸速率是4G技術的百倍，這種高傳輸速率使得5G技術可以在短時間內實現快速的廣播電視信號傳輸。并且5G技術在信號傳輸方面具有自動規避外界因素干擾的功能，這使得其作為信號傳輸技術在保障信號傳輸的間距等方面具有更加穩定和持續的效果[3]。

2.2 擴大信號傳輸范圍

在傳統的廣播電視信號傳輸中，信號的傳輸主要通過設置在不同位置的發射臺承擔，而發射臺建設的成本相對比較高，并且容易受地形和天氣等因素的影響，這使得發射臺的數量相對比較少，在信號傳輸的范圍上也存在較大的局限性[4]。而在5G技術環境下，信號傳輸通過5G基站就可以實現。相對于發射臺的建設而言，5G基站的建設在成本與效益等方面都具有明顯的優勢，這也促使國家、廣播媒體以及通信公司等多元主體愿意投入大量的資源進行基站的配置。廣泛的5G基站建設顯然增加了可以用于傳輸廣播電視信號的基站數量和覆蓋范圍，使廣播電視信號的傳輸范圍得到了極大拓展[5]。

2.3 保證信號傳輸穩定性

5G技術除了傳輸速度快以外，還具有“穩”的優勢，這主要體現為低時延和高可靠性方面，即在任何環境下都能夠保證信號傳輸的穩定性。在信號傳輸過程中，5G技術能夠確保信號被準確地送達新媒體制作中心和有線網絡機房，并確保中心和機房的解碼設備能夠將接收到的信號轉換為相應的數字信號。此外，在不同距離的信號傳輸中，5G技術都能夠保證接收到的音頻、視頻信號與重播站點原始信號的一致性，幾乎不會出現頻率損失等問題，確保轉播節目信號傳輸的穩定性[6]。

3 5G技術在廣播電視信號傳輸中的具體應用

雖然5G技術在廣播電視信號傳輸方面具有突出的優勢，是廣播電視媒體普遍應用的信號傳輸技術，但是由于目前5G技術應用尤其是在廣播電視領域的應用尚處于探索階段，因此應用的范圍比較有限[7]。具體來說，就廣播電視信號傳輸而言，5G技術的當前應用主要集中在以下兩方面。

3.1 5G技術在廣播電視發射信源傳輸方面的應用

廣播電視信號傳輸的過程可以簡單地概括為信源→信道→信宿，其中信源是廣播電視信號的發布者，是信號傳輸的起點。信源傳輸的質量會直接影響到廣播電視信號傳輸的整體質量和效果，也正因此，廣播電視媒體普遍將5G技術在廣播電視發射信源傳輸方面的應用作為重要關注點[8]。目前，在廣播電視發射信源傳輸方面，5G技術主要應用于信源內容的傳輸方面，即使用5G無線信號傳輸替代光纖傳輸和微波傳輸等傳輸穩定性欠佳的方式，借助5G高傳輸速率、低時延的優勢來保證信源傳輸的質量和效果。例如，一些廣電媒體會在信源發射臺等重點區域有限部署5G基站，用于提高信源傳輸的效果。

3.2 5G技術在廣播電視信號傳輸方式選擇方面的應用

信號傳輸方式主要體現為用于傳輸信號的信道的確定。在4G技術背景下，信號傳輸所使用的信道往往是固定的，即信號按照單項移動的方式進行傳輸，這雖然保證了信號的定向傳播，但在滿足移動網絡環境下的信號接收需求方面則面臨較大的挑戰，并且用于傳輸信號的信道在配置方面也有相對的要求[9]。如圖1所示，信號是在信道上傳輸的，信號帶寬不能大于信道帶寬，否則將無法實現通信。5G技術作為以無線網絡為特點的網絡傳輸方式，其在信號傳輸方式方面存在明顯的靈活性和多樣性。在信號傳輸的信道選擇中，5G技術可以支持廣播電視系統建立信道模型，對不同環境下的無線網絡環境的質量進行綜合評估，并通過評估數據的分析來確定無線環境的狀況，進而建立信道模型。根據模型來確定無線信號傳輸的具體方式及信道，盡可能地提高信號傳輸的信道帶寬，使信道能夠同時容納多路信號的同時傳輸。

4 5G技術在廣播電視信號傳輸領域進一步應用的策略

5G技術作為未來通信領域的關鍵技術，在廣播電視信號傳輸方面擁有廣闊的應用空間，而具體的應用需要結合觀眾廣播電視節目收聽的需求進行逐步的探索、實踐以及優化。當然，對于廣播電視媒體來說，5G技術在廣播電視信號傳輸方面的應用更多地還應聚焦于信號傳輸范圍和傳輸速率的提升方面，并且要進行應用方面的持續優化和升級。結合當前現狀來看，5G技術在廣播電視信號傳輸領域的進一步應用需要重點圍繞以下兩方面開展實踐。

4.1 構建以5G基站為載體的廣播電視信號傳輸網絡

以5G基站為載體的廣播電視信號傳輸模式將是未來廣播電視信號傳輸的主要方式[10]。相較于以發射臺尤其是高山發射臺為載體的信號傳輸方式而言，以5G基站為載體的傳輸方式不僅具有成本低與功能豐富的特點，還縮短了基站與用戶接收終端的距離，使信號傳輸的安全性和穩定性方面得到了更大的保證。當然，以5G基站為載體的信號傳輸還面臨設備功能開發和基站布局等現實性的問題，需要廣播電視媒體結合信號傳輸的實際需要，積極研發具有信號傳輸功能的5G基站，并根據信號傳輸的現實需要，逐步推動5G基站在各個地區的布局。

4.2 開發綜合性的廣播電視信號傳輸綜合體

5G技術在廣播電視信號傳輸方面的應用，并不是用5G技術替代所有原來的廣播電視信號傳輸技術，而是將該技術融入到原來的技術系統中，提高系統的性能和功能。為此，廣播電視媒體就需要科學、理性地分析和應用各類廣播電視信號傳輸技術，將5G技術作為彌補相關技術缺陷的技術工具。為此，廣播電視媒體就要積極開發基于5G技術的廣播電視技術體系。該體系應當將5G通信技術與模擬視頻技術、計算機網絡技術、光纖通信技術等現代化技術進行深度融合，使承擔廣播電視信號傳輸的平臺可以滿足不同音頻與視頻格式的轉換要求，更利于節目的制作、傳輸與播出。

5 結 論

5G技術作為新一代的通信技術，具有網絡傳播速率快、網絡傳輸質量高以及網絡連接能力強的特點。就廣播電視信號傳輸而言，5G技術的優勢主要體現在提高信號傳輸速度、擴大信號傳輸范圍、保證信號傳輸穩定性等方面。雖然目前5G技術的應用主要集中在廣播電視發射信源傳輸和廣播電視信號傳輸方式選擇等方面，但隨著技術的融合和深度應用，構建以5G基站為載體的廣播電視信號傳輸網絡、開發綜合性的廣播電視信號傳輸綜合體將成為5G技術在廣播電視信號傳輸方面應用的新趨勢和新成果。