5G时代背景下8K超高清视频的发展展望

郑革

摘要：与4K视频相比，8K视频拥有更高的分辨率与清晰度，同时8K电视的水平观看视角能够达到100°，拥有更加宽广的可视角度，对用户更加友好。但是，8K超高清视频的传输要求更高的传输速率，5G技术的发展为8K超高清视频的发展提供了更加良好的环境，本文对5G时代背景下8K超高清视频的发展进行了展望，仅供参考。

关键词：5G;8K超高清视频;分辨率

与4K超高清视频相比，8K超高清视频画面中能够为观众展现更多视频信息和细节，随着人们对于视频性能要求的不断提升，8K超高清视频已经成为当前我国各个视频业务运营商备受青睐的重点对象，因此技术压力也随之而来。5G技术的发展为8K超高清视频产业的发展提供更好的环境。

进入新世紀以来，移动通信技术取得了巨大的进步，并迅速成为人们日常生活中重要的组成部分，并且，随着智能机的迅猛发展，移动通信技术已经与传统的移动通信平台存在了巨大的差异，其当前的表征，更像是一种集合了各种服务与信息于一体的综合化服务终端，而互联网+ 时代的到来，更是让传统获取诸如视频等信息资源的方式产生了巨大的变革。

5G 通信与电视视频网络的融合，对于移动通信行业及电视视频网络行业，同时具有战略意义。同时，这一融合过程在技术上是完全可以实现的。在两者进行融合过程中，对应的网络需要两种数据传递模式，分别为同步支持双向点对点以及单向单点对多点，同步将业务与传输方式相互匹配，根据实际的应用场景进行切换，达到网络的灵活优化，对应的服务也将更有针对性。近几年，3GPP 组织所全面推行的5G 通信技术具有前向兼容的全新接口，并且，其网络架构更是基于实际服务而进行设定，这些技术为不同通信网络之间的融合提供了强有力的支持，同时，也让5G 通信与电视视频网络的融合提供了平台与发展机会。

随着视频技术的蓬勃发展，多屏互动、网络电视以及互联网移动视频的出现，极大的满足了受众的娱乐需求，同时也为工作与生活方式注入了新的活力。所以在视频技术不断推陈出新的今天，受众对观看视频时的流畅性与清晰度，提出了更加明确的要求。网络支持作为影响视频传输质量的重要因素，因此需要一种保持网络性能高度稳定的传输技术，才能满足受众对视频流畅性与清晰度的要求。8K超高清视频传输中5G技术的发展和利用，可以有效保证视频传输质量，被广泛应用于机顶盒中，成为当前视频业务迅速发展的不竭动力。8K超高清视频需要依托于较大的网络宽带与传输速度，因此也会受到服务器传输质量的影响，所以电视端的管理活动的有效开展，也是维持超高清视频平稳运行的重点内容。与此同时，各个视频运营商也逐渐意识到监测超高清视频的传输效率，对提高视频传输质量的重要作用。这就需要运营商通过对视频传输质量监测体系的构建与完善，为视频传输状态的稳定性起到有效的保驾护航作用，在提高其传输质量与效率的同时，增加自身的行业领域市场核心竞争力，从而在复杂的市场经济条件背景下，获得长久的发展。5G 移动通信技术的最突出特点就是快，其数据传输速度远超以往，甚至以数十倍来计算。所以，将5G 通信与电视视频网络融合，可以极大的改善当前电视视频网络播放质量，实现高速视频点播与传输，并可优化速率，实现8K 超高清视频资源的全面普及，对电视视频网络的全面发展有着不可替代的作用。

通俗来讲，5G 就是指第五代数据通信技术，是一种将无线接入技术与其他辅助性技术相互融合而诞生的全新数据通信解决方案，可以让物联网的设想得到真正的实现，其对于技术的充分融合与全面利用，已经远远超越了传统的4G 通信技术，为所有可以接触到互联网的人，提供了更为高效稳定的数据传输与通信途径，同时也有力推动了8K 技术、VR 技术以及增强现实技术等各类新技术的应用范围及发展速度，让整个信息社会迈向全新的台阶，极大的改变了人们的日常生活。同时，对于电视视频网络的发展，5G通信技术的作用更是不可取代。

从速度上分析，5G 的数据传输速度在一秒内可以达到10G甚至更高的层级，因此，为5G 通信与电视视频网络之间的融合提供足够的技术支撑，更是满了8K 超高清视频资源在传输过程中对于速度方面的硬性需求，进而可以实现三维立体、多视角视频等业务功能的发展，让电视视频网络业务更为丰富多彩，与观众之间的互动更为紧密。

3.1.1 5G网络部署策略

2019年5G预商用试点，新建5G NR（SA），CU/DU合设部署。5G NR优先部署在密集市区、热点区域;64TR AAU部署在密集城区、CU/DU合设部署在站点机房;面向eMBB，并进行低时延业务探索，如：超/高清视频、AR/VR、无人机等。2020年5G商用推广，5G NR商用，加快虚拟化平台建设。5G 16TR AAU部署在一般城区，满足覆盖和 容量的同时，兼顾性价比;采用4TR的5G QCELL设备完善室内覆盖;进行VoNR技术验证，面向eMBB大带宽、低时延业务，如：AR/VR、无人机、远程控 制、辅助驾驶。

3.1.2 5G建设关键问题探讨

（1）覆盖问题

5G相对于4G的覆盖能力提升的关键技术：终端增强（单天线发射变为双天线发射）、多天线技术（多天线技术带来的灵活波束赋形 能力，可以极大提高基站的接收 灵敏度，降低用户之间的干扰）、带宽优势（带宽资源优势，可以通过降低基站间干扰以及为边缘UE分配更长的发 射时长而转换为覆盖优势）。

3.5GHz连续覆盖能力讨论：3.5G NR上行优势（①UE 26dBm高发功②UE 双发Pre-coding③基站16/64天线接收④ 基站高维抗干扰及MU-MIMO）

3.5G NR下行优势（①单载波100M资源优势②基站16/64天线发射③基站多天线抗干扰④基站 MU-MIMO）

（2）室分覆盖解决方案

传统DAS中的无源器件带来三大问题：

1）现网DAS无源器件不支持3.5G频段（现在DAS支持800M～2.7GHz）;

2）5G 4T4R@Sub6GHz流信源形态给DAS部署带来的成本和工程挑战;

3）大量无源器件引入巨大的传播损耗，要求RRU满足更高的功率。

传统DAS中给新业务部署及运维带来的挑战：

1）3D Video/VR：DAS通常只支持SISO;由于期间损耗链路不平衡，MIMO性能急剧恶化，无法支撑室内大带宽业务。

2）精确定位：5G时代室内定位精度要求预计1m;DAS无源系统无法实现精准的室内定位，无法实现基于室内LBS新业务的部署。

3）E2E运维：DAS无源系统无法实现端头可视化，故障监控和排查带来极大的困难，运维 复杂，成本高。传统DAS不适合5G时代的室内部署场景，Qcell数字化室分是最好的选择。5G室分QCELL方案，基本可与4G Qcell同点部署，简化工程及维护。

3.2.1 8K超高清电视视频的发展

从技术角度分析，5G 不仅拥有着双向性的优势，让电视视频网络资源与观众之间形成全新的互动，同时，还兼容着单向广播的模式，将通信资源的调动模式彻底改变，以智能化满足观众对于电视视频网络业务的各类需求。传统通信模式中，单向基站受到严苛的传输距离限制，所以，这种模式下其通信数据质量与地面的高功率数字电视技术有着天地之差，5G 通信在解决这一问题的基础上，更是极大拓展了广播线路在覆盖范围上的优势，所以，从这个角度去分析，5G 移动是可以与电视视频网络形成组网的。对于融合网络的设计，需要注意个性化服务的提供，实际的融合网络架构，可以参考无漫游架构方式，HPHT 和LPLT 要进行同时部署，共同完成无线通信阶段，对于有限网络部分，需要根据实际情况进行区分，服务架构来实现控制面，而传输架构则可以实现用户面，而这些结构中的数据来源，则是传统广播网络的前端，这样，充分发挥各方面的优势，进而完成5G 移动以电视视频网络。

3.2.2 汽車高清视频监控领域的发展

汽车的视频监控在5G之前，主要用在行车记录仪的视频采集，倒车视频的应用，视频全方位采集，以及通过4G实现车内外的远程监控，由于4G的带宽和速率的局限性，更进一步的发展受到影响。5G的出现，带来了汽车行业的革命，自动驾驶、远程驾驶都得以实现，特别是汽车自动驾驶，现在很多公司已经实现了，它颠覆了汽车行业，不久的将来，就会没有司机这个职业，由于自动驾驶会更安全、更可靠、更快捷，人工开车可能会被禁止。

3.2.3 视频教学行业的发展

在视频教学中，视频监控的发展和在医疗的发展应用，非常相似，在有线高清数字监控中，主要是记录老师的讲课以及学生的学习情况，在考试中记录考试纪律，为考试的公正性提供证据，也可以通过有线网络、4G网络，监控教室、考场情况，但由于有线网络的延迟性，4G网络的带宽和速率达不到实时监控的条件，所以无线网络的应用仍达不到理想的效果。而5G的开发应用，带来了巨大变革，很多公司已经实现了实时授课、在线教育，5G网络互动教学，等等，随着5G的发展与普及，一些更多的方式方法会涌现出来，也会彻底改变这个行业。

综上所述，面对未来8K超高清视频网络终端对于视频资源以及互动模式的全新需求，5G 技术的发展为8K超高清视频行业的发展提供了良好的技术支持，使其不仅仅具备着技术可行性，也将让人们的生活变得更为信息化。

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