5G時代廣播直播技術升級的策略研究

5G技術以其“高帶寬、低延遲、大連通”的特點，推動廣播直播從單向傳輸到互動、超高清和全場景式的跨越。2020一2025年，技術的創新發展不斷倒逼廣播直播行業重新建構技術范式。本文將按照“技術一場景一產業”三個層面相互協同的研究思路，探尋系統化的廣播直播轉型戰略。

一、從單播到廣播底層架構重構

3GNRR17標準和多點廣播業務作為核心技術，利用單播鏈路和共用通道的互補優勢，保證了“一對多”的大范圍覆蓋和用戶個性化業務共存。為了完善NR架構下的MBS功能，3GGPPR17標準增加了MBSF、MBSTF、MB-SMF、MB-UPF等4項與5GNR通信有關的功能模塊。在R17版中，還增加了終端RRC_CONNECTED狀態、RRC_IDLE/RRC_INACTIVE狀態下的組播/廣播接受功能，以及MRB的無線載體等，為5G廣播的發展打下了堅實基礎[1]。

中國移動聯合中國廣電，在海南共同建設300多座5GNR無線電臺，采用700MHz帶寬，使其覆蓋范圍比常規寬帶擴大一倍，單個基站可為10000多個終端提供支持，大幅提高了無線通信系統的覆蓋范圍及用戶訪問容量。

在技術領域，5GNR廣播利用廣播鏈路，使單個用戶的網絡帶寬開銷顯著減少，較傳統方式減少 90% 以上；而在單播鏈路上，還支持插入廣告、互動彈幕等附加業務，形成了“廣覆蓋 + 精確觸達”的雙引擎模型。該模式對網絡資源的有效使用，提高了網絡服務質量，為廣播產業帶來了新的發展機遇。

二、全媒體生態下的多模態服務拓展

在全媒介環境下，以“超高清淺層壓縮技術如JPEGXS編解碼”和“VR全景直播胸痛救治”為核心，構筑“天 + 地 + ?！绷Ⅲw廣播體系，是5G技術驅動下廣播直播行業面向多模式業務發展的重要途徑。該方法放棄了P幀和B幀的預測編碼，而是選擇使用幀內預測編碼，得到了全視頻I幀效果，并且各個幀可以相互獨立譯碼，能夠克服傳統深度壓縮方法的弊端，

京張高速鐵路5GUHD演播廳能夠做到350公里／小時4K信號平穩傳送，延時小于100毫秒，為世界高速鐵路現場直播開創了先河。而在“智慧城市”方面，長沙“智慧小區”的5G云廣播融合一鍵報警、公眾信息推送等多項技術，1秒內便可完成報警、公眾信息推送，提高了信息廣播效能[3]。

在商業前景方面，超高清直播對企業廣告投放效果有明顯的促進作用，其增長幅度可達 30% 左右，相比于傳統方式，VR直播的付費意向提高了 45% 《2024中國新媒體發展報告》顯示。成果表明，多模態服務拓展不僅在技術層面具有可行性，同時將對我國廣播與電視產業產生切實的經濟價值，促進產業發展與應用。

三、從技術驗證到規?；涞氐年P鍵路徑

（一）構建“云一邊一端”協同的極簡網絡

建設“云一邊一端”極簡化的協同網絡架構，是推進廣播直播通信技術轉型的重要途徑。為了最大限度地發揮5G技術的高帶寬和低時延優勢，運營商可以在網絡智能更新過程中，將節點引擎的運算能力融入其中，對節點進行動態資源分配。如海南5GNR廣播示范網，工程師在網絡邊沿節點中配置運算單元，將網絡響應延遲縮短到4毫秒以內，支持多服務平行傳送，提高網絡安全性。同時，借鑒歐洲電視臺5G-EMERGE的混流式傳輸技術，建立“云端一邊緣”協作體系結構，采取“衛星 +5G ”雙鏈路的冗余設計結構，將數據由衛星傳輸到云端，然后利用5G無線廣播技術完成分發，讓邊遠區域網絡得到更加可靠的使用效果。

工作人員需對無線傳送方式進行優化處理，以提高信號傳送效能。在系統功能模塊上，將5G與已有廣播直播網進行結合，其中涉及多方面技術集成，還包括不同類型通信設備的智能化調度[4]。使用無線發射臺對用戶面及控制面做出詳細解析，完成對網絡資源的合理配置，改善系統的反應能力。另外，5G技術的應用升級，可以協助工作人員提高廣播直播的認知度，對網絡中的信號頻譜進行優化，對用戶使用習慣做出詳細分析預測，了解客戶需求，從而為提升高品質與個性化服務對信號傳輸方式進行優化處理。比如，700MHz和 3.5GHz 的協作組網，充分發揮了二者特點，達到單基站為超10000多個終端提供服務，提升頻譜利用率；采用人工智能技術以提高資源的利用效率，對動態頻譜資源進行有效配置。

（二）推動芯片與協議的標準化

各芯片廠商只有采用先進的信號處理算法和電路設計，保證低時延，才能開發出支持無SIM卡接收廣播信號的芯片。其方法主要是對信號譯碼過程進行優化，精簡多余過程，從而縮短從信號接收到轉化為可回放的過程。在此基礎上對芯片硬件結構進一步改進，以提升系統的數據傳輸效率，最終達到信道轉換延遲在0.5s以內的目標。另外，企業希望在不使用SIM卡的前提下，將有效數據同步技術融入芯片，以保證終端與廣播信號實時同步，從而降低系統延時。在實踐中，各芯片廠商可以采取現場試驗措施，對芯片的性能進行持續性調試，提升性能可靠性，保證其能夠在不同的復雜情況下完成信號低延遲接收[5]。

為了滿足多模式兼容的需求，芯片廠商需要為不同通訊協議提供多種接口與模塊，以滿足5GNR廣播、RedCap輕量級等雙模式通訊。基本思路是在芯片基帶處理器中，對各協議進行合理組態，使芯片能夠在協議間有效轉換與協調。與此同時，企業要對芯片RF前端進行優化，以滿足車載、移動電話、CPE等多類型終端應用。制造商還需利用先進的半導體加工技術，在單個芯片上集成更多功能模塊，減小外圍器件的用量，達到降低生產成本的目的。在研究開發階段，企業可以與終端設備廠商密切配合，針對各類終端的特性與要求，有針對性地對芯片進行優化及量身定做，從而保證在多模式兼容性的前提下，為各類終端用戶提供最優性能體驗。

（三）共建“技術一內容一服務”生態鏈

在5G廣播專用網絡建設中，設備商需要與運營商密切配合，開展5G專用網絡標準化研究。組建聯合研究小組，做好技術共享與互補。比如，共同研究5G廣播專用通信裝置，建立通信專用網絡技術規范，保證各終端設備兼容互通。實施過程中，在熱點城市、大型活動場所等關鍵地區開展試驗，從而推動5G廣播專網的規?；瘧肹6]。

云計算供應商與邊緣計算企業可以深度溝通構建“云一邊一端”協作平臺。在云計算環境下，完成海量數據的存儲、處理與分析，并提供AI建模等訓練模型；在邊界側，部署高性能、微型化的計算節點，以滿足局部信息快速處理與反應。為保證云端邊緣間的信息流動與協作，雙方必須聯合制訂相關的接口規格與通信協議，以保證云端與邊緣間的流暢與協作。在此基礎上結合客戶服務等實際需求，在邊緣側引入云計算，以提高整個系統的運行效率及彈性。

（四）完善監管框架與測試體系

有關標準化機構與企業應當主動將廣播直播業務服務質量（QoS）分級標準融入3GPPR18。對5G網絡的時延、丟包率、覆蓋范圍等核心問題進行明確，為世界范圍內的5G網絡服務標準與服務質量保證奠定基礎。3GPP將PDU集的理念引入R18，可以保證多播粒度的QoS和數據包的完整性，從而適應多樣化的服務需求。

各政府部門可以嘗試對頻譜進行科學統籌，加速國家數字電視地基頻移，為5G專用通信提供更多帶寬專網。建議有關部門制定詳盡的頻譜搬遷方案，確定具體的時限與任務，統籌各方面的利益，保證資源高效有序再配置。

四、結語

綜上所述，5G技術正在重新塑造“技術基因”和“場景基因”，包括從海南5GNR廣播示范網絡的大規模建設到高速鐵路攝影棚場景的突破，5G是基礎架構，場景創新是兩翼，產業協同為脈絡。今后隨著R18規范化的實施和新應用場景的出現，廣播直播產業還需不斷加強“標準一技術一生態”的三元戰略，完成由“傳統廣播”到“智慧全媒”飛躍。

參考文獻：

[1]宋曉霞. 5G+8K 移動直播技術在廣播電視工程中的應用[J].

衛星電視與寬帶多媒體，2024，21（24）：4-6.

[2]栗燕. 8K+VR 直播系統在廣播電視行業的應用[J].中國報業，2024，（22）：78-79.

[3]王璇. 5G+8K 移動直播技術在廣播電視工程中的應用[J].電視技術，2024，48（10）：207-209.

[4]陳濤. 5G+8K 移動直播技術在廣播電視工程中的應用研究[J].

電視技術，2024，48（09）：199-201.

[5]許峰．“5G+8K”移動直播技術在廣播電視工程中的應用[J].

電視技術，2024，48（08）：173-175.

[6]張建棟.“5G+8K”移動直播技術在廣播電視工程中的應用[J].

衛星電視與寬帶多媒體，2024，21（14）：16-18.

（作者沈彥潔系山東省臨沂市沂南縣融媒體中心編輯）

責任編輯：曹婧逸