5G時代廣播電視技術的升級轉型探究

文/潘維涵

隨著現代化信息技術在生活各領域的推廣和應用，各國和組織都在努力開展5G相關試驗，積極將5G技術滲透至各個領域。5G時代可以稱之為真正意義上的融合網絡，不僅實現了4G技術的變革和演進，而且是融合化、綠色節能的網絡。本研究重點對5G時代廣播電視技術的升級轉型加以探討和研究。

1.5G技術與特點

5G是第五代移動通信技術的簡稱。從技術的獨立性層面分析而言，5G并不是一項獨立的全新的無限接入技術，而是在原有2G、3G和4G等技術基礎上逐步集成和演進的技術。5G技術的廣泛應用極大地提高了網速，傳輸速度加快，實現了個體與個體、個體與事物等之間的聯通，同時滿足了隨時可接入的要求，能夠滿足更多用戶的需求。

5G技術在集成2G、3G和4G等技術上形成，同時基于大數據和人工智能化現代化技術，重要特點表現為幾方面：一是高速度。與4G性能相對比，廣大用戶體驗速率為0.1-1Gbps，每小時500km的移動性；二是泛在網，即社會生活和工作的不同地方均需要網絡的存在，網絡幾乎覆蓋了人們生活和工作的各個角落；三是低功耗和低延時。由于運行速度快，5G技術在應用過程中的功耗便會有所降低，而且人與人之間、人與物之間聯通延時降低。縱觀我國5G技術的應用現狀而言，雖然仍處于技術應用的早期階段，但分析技術在不同領域的應用具有一定的必要性。

2.5G時代廣播電視技術的概述

從全球范圍視角來看，各國均在努力推進5G技術的發展和應用，與4G相對比，5G技術推廣之后將在各個領域、不同范圍和場景內得到廣泛應用，與4G的廣播傳輸技術相比，5G的技術水平更為顯著。

從傳輸的方式和特點分析而言，5G時代廣播電視技術實現了面對多個用戶和設備進行同時段的內容傳輸，突破了4G時代下點對點的傳播形式。新時代下廣播電視技術以點對多點為主，同時被廣泛應用于不同的場景和范圍之中。從客觀層面分析而言，雖然傳播機制更加豐富、傳輸速度加快，可應用的范圍得以擴展，但受到廣播傳輸方式的限制，應用場景仍不包括所有的場景。因此，隨著我國進入5G時代以后，應當全面客觀地認知廣播電視技術具有的優勢和不足，為廣泛應用提供認知基礎。

3.5G時代廣播電視技術的升級轉型的現狀

3.1 5G時代廣播電視技術的進展

進入5G時代以來，隨著相關技術優勢的挖掘，5G逐漸實現了與各個領域的融合，垂直行業應用范圍有所擴大，如PTM廣播，廣播技術應用范圍也較為廣泛，如媒體、廣播和物聯網等。近幾年，從5G技術在廣播電視技術的應用現狀來看，在媒體和娛樂方面應用較為廣泛，不僅能夠為特定區域內受眾提供服務，而且還覆蓋了更廣泛的范圍。另外，隨著傳播音頻內容質量的提升，傳統的廣播技術無法體現出高質量音頻，因此，還需要充分應用5G技術。

3.2 5G時代廣播電視技術的多領域應用

5G時代，廣播電視技術在媒體和娛樂、應急廣播等方面均得到廣泛應用。從媒體和娛樂為廣大受眾提供的服務類型來看，大致可分為融合廣播服務、VR/AR廣播和遠程直播。如下從幾方面做出詳細分析。

關于融合廣播服務。在5G時代下廣播電視技術能夠為廣大受眾提供廣播媒體內容，還可以提供訪問實時和非實時視聽內容，不僅如此，傳播內容范圍擴展至文本和數據等方面。與3G和4G時代相對比，全新時代下不再限制并發用戶的數量，也為受眾提供多個基站的融合組網，提供的音頻和文本等內容可以通過多個接入網絡融合傳播。5G時代廣播電視技術在媒體和娛樂方面的應用，在融合方法上實現了不同傳輸技術和網絡間的切換，而且為無縫切換，確保了受眾對娛樂的需求，也感受到多樣化的網絡服務體驗。全新時代下融合廣播服務情況如圖1所示。

關于VR/AR廣播。所謂VR是指一種虛擬現實世界的一種計算機仿真技術，在現代化技術支撐下，借助于計算機等設備模擬一種與真實世界相類似的模擬環境。受眾在使用過程中沉浸于虛擬技術提供的環境之中，但卻有真實性的感受和體驗。VR調動了受眾多種感官，提升受眾真情實感；所謂AR是指一種將現實世界與虛擬世界信息無縫對接且集成的全新技術。運用計算機等硬件設備和相關技術，可以使受眾感受到現實生活中無法獲得的感受和體會。VR/AR廣播需要受眾佩戴專業設備才能夠獲取廣播信息和內容，廣播信息通過5G技術為主接受到高質量信息，而且空口傳輸信息速度超過10Mhps的速率。在5G時代下VR/AR廣播制作和傳輸情況如圖2所示。

關于遠程制播。由于遠程制播面對的受眾人數較多，而且不同個體訪問的視頻內容和途徑等也有較大差異，因此，必須采用科學合理的方式，在5G時代下，可采用5G多個鏈路向制播平臺進行傳輸，然后由該平臺分別向用戶傳播制作的節目和內容等，以極大地滿足廣大用戶提出的多元化的需求，5G技術的應用提高了播放視頻的質量，播放效果也有所提升。遠程制播的情況詳細如圖3所示。

圖2 VR/AR廣播

圖3 遠程制播

另外，關于應急廣播用例來看，從需求程度而言，該項應用的需求度較高，通常為緊急狀況下分發和傳遞的預警消息。傳統廣播電視技術由于技術的限制，無法在同一時間內傳播至較廣范圍的用戶，但由于面臨的情況緊急，于是經常出現網絡擁堵或者業務負荷量加大等狀況。進入5G時代以后，能夠突破傳統技術的不足，確保在同一時間內向多媒體提供應急廣播服務，而且還可以及時向用戶發布緊急信息以通知用戶，便于用戶做出應急準備。在發放和傳輸信息過程中，可發送的信息有多媒體數據、文本信息和音視頻等。應急廣播情況的具體過程見圖4所示。

圖4 多媒體應急廣播

3.3 5G時代廣播電視技術應用的案例

5G時代下，廣播電視技術的實際應用情況較多，本研究中主要介紹應急廣播、物聯網等方面的實踐情況。

3.4 5G時代廣播電視技術的汽車應用案例

近幾年來，隨著我國汽車數量的增加，汽車行業得到快速發展，而汽車相關配件和服務也得以提升。5G時代下廣播電視技術為企業行業提供娛樂信息、道路安全等多方面服務。充分利用點對多點廣播為多個車輛發放傳輸信息和內容。廣播電視技術為汽車同的交通信息包括有交通預警信息，如駕駛車輛前方路段擁擠和堵塞等信息；路標數據，如駕駛車輛行駛路線的限速情況；地圖信息，如動態化的呈現即將行走路段的地圖信息和數據；相關物體的具體位置，5G時代廣播電視技術能夠為駕駛者提供行走街道的車輛、行人等相關信息，可見該項技術已經具備了精準的定位功能。5G時代廣播電視技術在汽車廣播方面的應用情況，如圖5所示。

3.5G時代廣播電視技術的物聯網應用案例

5G時代廣播電視技術突破了4G時代的局限性，傳輸的公共數據范圍更為廣泛，包括接入設備傳輸軟件和操作系統等。從物聯網領域而言，廣播電視技術可以提供軟件和固件升級服務。如智能水表可以展現用水量數據和信息，制造商在終端對軟件更新升級后，每個用戶的智能水表均能夠動態實現數據更新。在物聯網方面的實踐化應用情況，如圖6所示。

圖5 廣播電視技術在汽車服務的應用

圖6 廣播電視技術在物聯網的應用

4.5G時代廣播電視技術的升級轉型的前瞻分析

隨著移動通訊系統技術與業務從4G向5G演進和發展，現代化技術極大地影響著廣大受眾的日常生活和工作，同時也廣泛應用于社會多個領域。5G時代廣播電視技術經歷升級轉型之路：一是，朝著多種廣播電視技術與互聯網的融合方向發展，如新一代音視頻編碼技術、高動態HDR技術等；二是，廣播電視技術的反向信道。未來廣播電視服務將面對更大群體和領域，用帶寬變窄換取低功耗遠距離成為升級轉型的方向，同時單載波頻分復用技術和海量用戶MAC層接入技術等均為未來研究的重點和熱點；三是，從當前5G時代廣播電視技術的應用現狀來看，在未來發展過程中將開展標準化工作，需要從多方面加以努力。例如，中央臺與三大運營商（中國電信、中國移動與中國聯通）5G合作開發利用，通過聯合建設“5G媒體應用實驗室”，全力推動5G核心技術在央視4K超高清節目傳輸中的技術測試與應用。5G技術與4K、8K、VR等超高清視頻結合，在視頻內容的采、編、播和傳等各方面有所變革。在2018年10月1日，中央廣播電視臺成功開播4K超高清視頻。

總而言之，如果將4G時代到來后人們生活和工作環境的變化看作為時代形成的影響力，那么5G時代不僅為人們生活和工作提供了諸多便利性條件，而且也在一定程度上影響著整個社會的發展。5G技術與不同社會領域的融合，推動了社會的進步和發展。本研究主要對5G廣播電視技術的實踐應用情況、案例以及技術升級轉型等作為重點加以研究和探討，以期為技術的更新發展以及廣泛的應用提供可參考的意見和建議。