基于5G时代广播电视无线发射技术的创新

徐国坚

（清远广播电视台，广东 清远 511500）

1 广播电视无线发射技术的优势

1.1 信号的稳定性

通常情况下，可以通过电磁波进行无线电发射的信号传输工作。在广播电视无线技术应用中，为了增强广播电视节目信号的稳定效果，提升受众群体的欣赏满意度，必须保证发射设备释放一定程度的高频电磁波。5G通信技术的应用使传播速度大大提升，已经应用的无线发射技术可以自动统计部分相关信号传达信息，提升整体无线发射设备运行水平的同时，强化信号输送的稳定性[1]。

1.2 优化操作程序

传统的广播电视信号是工作人员手动调控操作的，使工作人员费时费力的同时承担很大的工作强度，如果想保证广播电视节目播出的良好效果，工作人员要付出巨大的努力。而无线发射技术智能化和自动化的普及，提升了广播电视节目播出的稳定效果，明显优化了操作的程序，并降低了工作人员的工作强度[2]。

1.3 降低故障率

影响广播电视节目播出的因素很多，如人为破坏、不可抗力以及设备故障等，这些都会影响广播电视节目正常播出及播出质量。一旦发生自然灾害，广播电视节目就可能会难以播出，因受到外力的严重干扰，导致广播电视节目的播放效果难以稳定。而无线发射技术的应用可以有效应对以上的突发故障，降低这些故障对广播电视播出质量的影响，还可以利用该技术优化配置线路，有效降低相关设备的故障率。

2 5G在广播电视发射系统应用价值

5G技术不仅可以百倍地提升网络信息的传输速度，更能显著增加音频和视频的内容，必然会对传统的广播电视行业构成极大的挑战[3]。尽管广播电视的传播形式有了很大的进步，但主体模式还是基于设备的播放和收听，对于播放形式、播出时间以及节目内容方面都有局限性，而5G移动通信技术可以进行海量视频和音频的随时随地观看，实现了无死角和实时性的观赏效果。将5G技术应用到广播电视中，完全可以打破播出的局限性，达到实效性，显著提升信号的传输速度。同时以5G技术为依托的相关网络媒体更具备信息传播迅速的优势，可以对热点新闻进行实时发布和滚动播放，利用手机客户端和便携电子设备让受众者及时了解新闻信息，不仅节省了人们的时间，更提升了信息获得的效率和数量。

在5G技术研发之初，人们需要的媒体技术是可以随时随地收听和观看到音频及视频，并且将与人思维类似的虚拟仿真技术融入到GPS导航中，使人们的生活和出行更便捷。目前，这些虚幻的要求通过5G技术基本得以实现，并能够大规模地填充和增加视频、音频以及图像，而增加的端口实现了大批量流量的同时流动，克服了视频观看中的卡顿问题，显著提升了人们的观看体验。5G广播电视无线网络架构如图1所示。

图1 5G广播电视无线网络架构

3 5G时代广播电视无线发射技术的创新途径

3.1 以点带面

5G网络与媒体的融合在2019年初就已经开始，参加的单位包括中央广播电视总台、华为公司以及中国移动。这是我国首次尝试5G网络4K传输的模式，也是新媒体行业对5G技术应用的重大进展。中国移动公司为该试验提供了双频试验点，4K超清信号将通过试验点传输到中央广播电视总台的机房，同时中央广播电视总台将超高清4K信号发送到深圳分会场，接收4K信号的是分会场的转播车。这次以点带面试验为之后5G、4K高清播放的传输奠定了基础[4]。

3.2 应用场景的融合

5G移动通信技术可以从终端层、环境层以及业务层3个层面在广播电视系统中应用，3者构成完整的终端应用场景。分类的根据可以遵照终端尺寸与移动性，将终端分为大屏幕的固定终端和小屏幕（智能手机和平板电脑等）的移动终端，将应用环境划分为室内和室外。另外，根据交互的能力以及数据的流向，又将终端分为视频广播、个性化内容、视频点播、高解析度以及内容交互等。5G技术属于无线信号通信技术，由广播单向与双向通信两种模式构成，经过改善和优化这两种通信模式可实现无线网络的高效利用，同时结合局部与区域的覆盖及室内和室外的覆盖，发挥5G网络的移动优势。5G网络传输的无线信号在支持双向通信的同时，还可以融合多向、高清以及超高清的场景。此外通过优化流量，可以实现无线信号单向与双向的自由切换。

3.3 拓展覆盖面

通过以上的介绍不难看出，双向通信的实现是移动通信网络的最大优势，以此为依托才可以快速发展单向广播，才能进行通信资源中单向广播与双向通信的自由切换，从而加大移动广播融合创新的深度和广度。从当前的技术状况分析，会有诸多因素约束单向广播的传输，其中最直接的因素为发射塔的高度及发射频率的限制，所以单向广播基站的构建间距不能超过10 km，同时必须利用高功率的高发射塔服务于地面数字电视。目前，单向广播性能的缺陷是局限性大和覆盖面小，虽然广播网络的覆盖面在逐渐扩展，但回传能力还难以匹配，最新的上行通信能力远远落后于移动通信技术。广播电视行业对5G技术的应用，务必要达到移动接收的能力满足个性化的需求，有效拓展覆盖范围，在进行构架方案设计过程中，必须依托于广播和移动通信网络，进行深度融合的时候注重取长补短[5]。

3.4 完善系统功能模块设计

无论是移动通信网络还是公用的有线网络，通常都会是用户平面与控制平面分离的状态，用户平面只是借助软件实施网络界定，以谋求网络虚拟化的实现[6]。而控制层面不仅对网络资源虚拟化支持，而且还能够全面考量业务需求，以判断功能模块增加与否，谋求业务需求的满足，有效整合服务框架。该系统模块功能的设计，所依托的技术规范必须结合5G系统框架进行，5G技术服务的范围涵盖核心网络和有线网络中的控制板面，设计模块包括计费认证、权限设置、资源合理调配以及接入控制。传输网络的用户板面必须与5G网络相同，基于传统网络前端的系统功能是提供给用户数据源和内容源，所以完全可以将5G相关技术融入系统前端，构建服务性质的核心构架网络[7]。5G移动通信网络整体框架如图2所示。

图2 5G移动通信网络整体框架

3.5 完善现有监控系统

在5G技术迅速发展的今天，数字化将成为广播电视无线发射技术的发展方向。无论是现在还是未来，新技术的核心都会是数字信息化技术，而5G时代的到来必将冲击广播电视产业。因此，广播电视产业必须在面对挑战的同时寻找发展的机遇，对自身陈旧的技术体系进行改革创新，不断完善无线发射系统的监控系统，加强相关发射设备的管控力度，建立起一套科学合理的无线发射设备监管机制，并在实践中真正落实，实现无线发射监控系统的全面化和智能化，促进广播电视行业与5G网络的有机结合[8]。

3.6 感知性技术的研发

综合应用音频资源是广播电视无线发射机技术的重点所在，是实现信号资源转播高清需求的前提基础。分析目前的广播电视发展状况，最大的困难是收集无线频谱，这也是导致广播电视节目播放过程中传输信息丢失的主要原因，严重降低了受众群体的满意度[9]。5G技术的大容量和稳定性为解决这一应用问题提供了宽泛的途径，借助5G技术的平台优势，加大无线感知技术的研发力度，不断探索研究存在的应用问题，查询分析广播电视系统的相关数据，深度研究无线电对应的频谱，找出高效率的关键连接，真正发挥无线频谱资料的应用价值，给广播电视的受众群体带来新颖且良好的观感体验[10]。

4 结 论

当前，5G移动通信技术在我国的研发基本完成了两个阶段，开始进一步地创新和商业部署，产业生产应用正在有序展开。在5G时代，广播电视无线发射系统迎来了新的发展契机。5G技术在广播电视行业的应用路径和范围都在显著拓展，同时真正实现了传输模式由被动接收向主动接收的转变。但由于新技术的发展日新月异，因此广播电视无线发射技术的发展和创新势在必行，必须努力实现与5G技术的有效连接，从而逐步满足广大人民群众不断增加的信息需求。