廣電5G 在應急廣播建設中的應用

王 霞

（泰安市廣播電視臺技術中心，山東 泰安 271000）

0 引言

應急廣播是利用廣播電視和新媒體等方式，通過廣播電視傳輸覆蓋網和其他信息網絡，向公眾或特定區域、特定人群發布應急信息的傳播系統[1]。傳統的應急廣播傳輸網絡主要依賴廣播電視網，存在接收終端不便攜、信息推送不及時等問題。廣電5G 可以利用蜂窩網絡與廣播電視發射塔協同的方式，向特定區域或特定人群推送應急消息，實現單播、組播、廣播的靈活切換，提高現有應急廣播體系的覆蓋范圍、傳輸效率和服務質量。

1 廣電5G 概述

5G 廣播是一種利用5G 網絡實現廣播電視信號傳輸的技術，可以提供高清、超高清等多種媒體服務，滿足用戶的多樣化需求[2]。5G 廣播技術主要有兩種模式，一種是基于廣電機構的長期演進（Long-Term Evolution，LTE）5G 廣播模式，另一種是基于移動運營商的5G 新空口（New Radio，NR）廣播模式。

LTE 5G 廣播模式是基于LTE 標準的第三代廣播技術，也稱為FeMBMS（Further evolved Multimedia Broadcast Multicast Service）。它可以利用廣電機構 的 特 高 頻（Ultra High Frequency，UHF）頻 段（470 ～694 MHz）或L 頻段（1 452 ～1 492 MHz），通過大功率、大塔的方式，實現點對多點的廣播傳輸，具有覆蓋范圍廣、傳輸效率高、節省頻譜資源、不受網絡擁塞影響等優點，適合提供大規模的公共服務[3]。LTE 5G 廣播模式可以與現有的數字電視技術如地面數字多媒體廣播（Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting，DTMB）共存，也可以與移動通信技術（如5G NR）協同，實現廣播與通信的互補。LTE 5G 廣播模式已經在歐洲、亞洲、非洲等地區進行了試驗和應用，展示了良好的技術性能和應用前景。

5G NR廣播模式是基于5G NR標準的廣播技術，也稱為5G 廣播，可以利用移動運營商的5G 網絡，通過蜂窩小塔的方式實現單播、組播和廣播的靈活切換，支持定向推送、按需請求和實時互動等多種業務模式，適合提供個性化的私有服務。5G NR 廣播模式可以與現有的移動通信技術（如4G LTE）兼容，也可以與廣電機構的廣播技術（如LTE 5G 廣播）協作，實現廣播與通信的融合。5G NR 廣播模式已經在美國、中國、印度等國家進行了試驗和應用，展示了豐富的應用場景和商業潛力。

2 廣電5G 應急廣播的建設架構

2.1 端到端的網絡架構

廣電5G 應急廣播端到端的網絡架構構建于國家廣播電視總局監管中心應急廣播平臺的核心之上[4]。這一架構的主要構成部分包括國家廣播電視總局監管中心、應急廣播平臺、應急廣播集成播控平臺、5G 核心網、基站、控制臺和應急廣播終端等6 個關鍵要素，如圖1 所示。

圖1 廣電5G 應急廣播端到端網絡架構圖

國家廣播電視總局監管中心應急廣播平臺充當著樞紐的角色，負責整個廣電5G 應急廣播系統的監管和指導。應急廣播集成播控平臺承擔著協調各環節的任務，實現信息的集成與播發控制。5G 核心網作為基礎網絡架構，提供高速、低延遲的數據傳輸通道。基站作為網絡的關鍵節點，負責無線信號的傳輸與接收。控制臺用于監測、管理系統運行，應急廣播終端是廣大用戶接收信息的終端設備。

2.2 系統總體架構

廣電5G 應急廣播系統總體建設架構思路，以廣電5G 網絡、大小塔協同覆蓋、有線網絡的有效補充為基礎，遵循“平戰結合”原則進行統籌規劃建設[5]。該架構主要由應急廣播平臺、應急廣播網絡和應急廣播終端三個關鍵組成部分構建。

在這一系統中，應急廣播平臺是核心部分，負責應急信息的采集、制作、傳輸和播發，以及對應急廣播網絡和終端的管理和控制。應急廣播網絡是傳輸部分，分為無線接入網和承載網兩個層次[6]。無線接入網利用廣電5G 網絡和廣播電視傳輸覆蓋網的結合，實現對各類應急廣播終端的廣泛覆蓋。承載網采用光纜、衛星、微波等多種傳輸方式，實現應急廣播平臺之間以及應急廣播平臺與無線接入網之間的高效互聯互通。應急廣播終端是接收部分，包括大喇叭、收音機、電視及手機等多種形式。這些終端在緊急情況下能夠自動喚醒并主動播發應急信息，從而提高應急信息的到達率和有效性。整個系統的設計目的是充分利用廣電5G 網絡及其他多種技術手段，構建一個全面高效的廣電5G 應急廣播系統。

3 廣電5G 在應急廣播建設工程中的應用

3.1 實時、高效的廣播信息傳輸

廣電5G 利用5G NR 技術實現了高效、低延遲、高可靠的應急信息發布。5G NR 是5G 標準的核心技術之一，為廣電5G 網絡提供了優異的通信性能。它采用更高的頻譜利用率和更低的通信時延，使得廣電5G 網絡能夠在緊急情況下快速傳輸海量數據。廣電5G 的廣泛用戶覆蓋包括普通手機終端，通過網絡切片技術實現了對不同服務質量的靈活定制，進一步提升了應急信息的傳播效率和可靠性。

廣電5G 與應急廣播平臺、網絡、終端系統也實現了緊密的技術融合，構建了一個上下貫通的應急廣播體系。在技術層面，廣電5G 網絡通過政務外網與國家級應急廣播平臺實現數據互聯，采用云計算、大數據和人工智能等技術，實現應急信息的自動化制作、傳輸和播發。同時，廣電5G 網絡通過政務外網或其他專用網絡與各級應急廣播平臺之間實現數據互通，以滿足不同級別、不同地域的信息發布需求。這種技術上的整合為應急廣播系統提供了高度協作性，實現了平時建設和戰時應急的無縫銜接。

3.2 網絡數據的高效調配

網絡數據的高效調配是廣電5G 在應急廣播建設工程中的重要應用。按照“平戰結合”原則，廣電5G 網絡通過巧妙的網絡調度與技術手段，實現了在平時商用和緊急應急情況下的高效切換。

廣電5G 網絡采用了大小塔協同覆蓋的方式。通過在城市等密集區域使用小型基站（小塔）和在偏遠地區使用大型基站（大塔），廣電5G 實現了網絡資源的靈活配置。在平時，網絡數據的傳輸主要依賴5G 切片模式。該模式可根據業務需求劃分出不同的虛擬網絡切片，以提供個性化的網絡服務。這種智能切片技術在商用時確保了網絡的高效性。

在應急情況下，廣電5G 網絡通過協同調度機制，將網絡資源調配至應急廣播服務，確保應急信息的即時傳輸。這種調度涉及對不同基站、切片以及有線網絡的合理分配，以滿足應急廣播的大容量、低延遲的需求。通過大小塔的協同，廣電5G 網絡有效覆蓋了廣大地域，保證了應急廣播信息的全面傳播。廣電5G 網絡還通過有線網絡的有效補充，實現了對于平時數據的充分保障。有線網絡在廣電5G 整體網絡中充當了備用通道的角色，以確保平時的電視廣播節目、商業通信等正常運作，不受應急廣播服務的干擾。這種雙通道設計保證了在應急情況下，應急廣播信息得以優先傳輸而不干擾其他正常業務。

3.3 數據交換與自動化制作

廣電5G 在應急廣播建設工程中通過數據交換與自動化制作實現全流程智能化處理。利用云計算、大數據和人工智能技術，確保應急信息從數據接收到信息播發高效覆蓋指定地區、家庭和用戶，提升了應急廣播的效能。在數據交換方面，廣電5G網絡利用高效的網絡通信技術，通過政務外網等專用網絡通道與應急廣播平臺進行可靠的數據交換，采用傳輸控制協議/網際協議（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）保障傳輸的可靠性，并通過數據包的壓縮和加密技術保障數據的完整性和保密性。云計算技術為廣電5G 提供了彈性計算資源，通過虛擬化技術靈活配置計算資源，適應不同應急情境的數據處理需求。大數據技術在信息分析階段發揮關鍵作用，通過分布式計算框架對海量數據進行并行處理，從而提取有關應急廣播的關鍵信息。數據挖掘和機器學習算法幫助發現潛在的信息模式和趨勢。人工智能技術實現了應急信息的自動化制作，語音識別技術將語音信息轉化為文本，圖像識別技術通過深度學習模型解析圖像內容，涉及神經網絡、模型訓練和推理等人工智能基礎原理。

4 結語

廣電5G 在應急廣播建設中的應用，不僅滿足了現代社會對高效、精準、安全的信息傳播的需求，也為我國的應急廣播體系建設提供了可靠的技術支撐。對廣電5G 的研究和應用，將進一步推動應急廣播的現代化進程，為社會的安全穩定貢獻更大的力量。