5G技术在广播电视的应用

陈纪诚

[摘要]本文在梳理5G技术相关知识的基础上，探讨分析5G为广播电视发展带来的机遇和实践，预测5G技术在广播电视的应用趋势，旨在为不断提高广播电视行业中5G技术的实践应用水平带来更多参考与启迪。

[关键词]5G技术;广播电视;应用

2019年年底，广电5G高峰论坛在杭州举行，国内外专家学者关于5G技术现状及未来趋势进行深入探讨，论述了5G技术与广播电视交互使用、广播通信融合、媒体及智慧广播电视承载能力提升等重要议题。

一、5G技术概述

5G技术是第五代移动网络通信技术，数据传输速度高达10Gb每秒。目前，5G的关键技术指标制定和实践应用场景等已得到绝大多数国家认可，为促进我国互联网经济发展和解决其他行业无线通信障碍问题提供了重要支撑与参考。5G关键技术主要体现在无线空口技术以及组网技术两大方面。5G技术依托现有高科技不断提高空口流量，不断降低链路运行中的开销以实现优化创新，其涉及的技术领域包括高频段通信、新型多载波等诸多类别，组网技术更是进一步朝着低时延、智能化、数字化、全覆盖及高稳定性等诸多方向发展。Option3非独立组网系列在辅站分流方向应用广泛，数据从gNR侧进行分流，为数据稳定做铺垫，独立组网系列Option2系列、Option4系列等理论体系逐步完善，NAS组网中的信令面依托LTE侧提供载流功能。OFDM在5G中参数集如表1：

二、5G为广电带来的发展机遇

（一）以超高传播速率优化广电内容传输路径

5G理论传输速度高达10Gb每秒，比4G网络通信速度提升百倍，整个超高清画质电影在5G技术支撑下能较短时间内下载完成。5G通信系统的广播电视信息数据传输中有着较高速度，实际路径优化较为顺畅，广播电视信号传播安全可靠。广播电视节目在5G技术支撑下能实现实时制作、实时播出，避免了传统模式下轻度压缩造成的广播电视节目原始素材在实时回传过程中的破坏。

（二）以超低延时拓宽广电业务体验

在4G系统中，数据传输时延约为20到30毫秒，而5G通讯系统能实现端到端时延仅为一毫秒的重大突破，以5G技术支撑现场实时体验互动，以及用户自制内容和沉浸式集成媒体等多媒体应用场景，凭借其较低时延大幅度拓宽广播电视业务体验。

（三）以万物互联延伸广电终端平台

5G网络技术具备较高的可连接密度，能实现一千亿个连接数，能提供人与人、人与物甚至物与物的随时随地接入，真正实现万物互联。传统模式的媒体输出端口较有限，通常固定为广播、电视或手机终端等，但在5G技术支持下，物联网信息传播拓宽疆土，任意物体都可成为数据信息的接收端与输入端，从而使智能机器媒体化，万物皆媒体、万物皆平台的模式使新型广播电视节目在内容收集和分发数据时更加多样化。

（四）以超大带宽推动多项技术联合应用

图1为5G与广播电视融合可能的架构示意图。在未来，广播电视节目能以5G网络技术为支撑，应用人工智能、物联网、车联网等相关技术开发全新业务模式，借助云计算、云平台等技术完成制作分发各个环节的整合处理，利用区块链技术强化对5G网络中媒体版权和用户隐私的保护，实现智慧广播电视体系构建。

三、广播电视中5G技术实践

广播电视中5G应用主要体现在5G+人工智能应用、5G+RAR应用和FPGA应用等三大方面。以5G加VR、AR应用为例探讨5G在广播电视的具体应用可知，虚拟现实技术、增强现实技术甚至是混合现实技术，为广播电视节目发展提供强大技术支撑。传统模式的网络传播速率及带宽是阻碍虚拟现实技术发展的重要因素，而5G技术打破这一壁垒和局限，构建全新网络架构模式，提供超高数据传输速率和1毫秒级别的时延，甚至提供超高密度接入等技术支撑，为网络性能快速优化创造了技术条件，此时VR、AR及MR就可在广播电视节目应用中大展身手，研发虚拟现实新闻、虚拟现实购物等应用项目，减少信息传输中的衰减以强化受众的浸入式体验。FPGA技术能利用现场的可编程控制模块实现广播电视电路结构的整体规划与优化改良，不断促进电路结构的功能发挥，是保障广播电视行业朝着数字化、智能化、高清化以及三维立体化方向发展的重要支撑。

四、5G在广播电视应用趋势

（一）搭建平台，提供内容，构建生态圈

5G技术在广播电视应用过程中的重要趋势是搭建平台，提供优质内容，不断构建生态圈。在5G通信时代，视频网站、博主与自媒体坚持内容为王和平台为本的基本策略，在传统模式的有线电视、卫星和地面无线广播电视发射接收模式基础上，加入5G技术构建广播电视业务的生态圈。5G网络通信依托专业化平台，以优质内容吸引观众，不断结合AR、VR，为观众带来更强的感官冲击和更深的沉浸感。AR技术将真实世界信息与计算机网络虚拟信息“无缝”衔接，模拟仿真人类感官，将真实环境与虚拟环境叠加，完成画面及空间的同时存在。同时，广播电视台逐步从制作播出领域向4k化领域过渡，不断推进广播电视台在图像数据采集、成像技术、显示及传输技术方面的研发与进步，增强5G广播电视在视听领域竞争力。

（二）全链路向全IP化过渡

全链路向全IP化过渡是广播电视未来发展的趋势。不论在美国的ATCS3.0还是日本的ASDB-S3基础上，所有广播电视节目都是基于全IP化的传输。今后广播电视节目应在有线传输模式与无线传输模式中，从应用层、协议层向IP化靠拢，使传输方式在原有广电网传输模式上加入更多的固网传输模式和无线互联网传输模式，不断强化广播电视节目源端IP化，保证固网模式和无线互联网传播模式的高效对接与快速融合。利用双协议栈技术，完成全链路IPv6的一站式解决方案改造。

（三）广播电视通过5G进入物联网

物联网不断进入广播电视实践应用是5G技术应用的重要表现。结合我国的宽带中国以及智慧城市建设战略指引和支撑，广播电视节目逐步向5G互联网延伸，开展基于物联网模式的智慧家电、智慧教育、智慧安防和智能家居等。mMTC万物互联网应用可进一步强化家庭场景，使家庭能全过程在较低功耗的广域物联网基础上发展，确保广播电视与mMTC高效融合，为家庭提供更智能的服务。

（四）广播电视进入车联网

广播电视进入车联网是5G在广播电视行业的重要应用。车联网系统是5G技术应用范围拓宽的重要场景，广播电视与车联网结合，为未来无人驾驶汽车添加全新的技术引擎。在5G技术应用于车联网模式时，解决移动网络通讯系统中的延时和丢包效应，开展无人驾驶汽车的线路规划与引导。

（五）广播电视为移动终端提供业务

广播电视具备的较强安全性、可靠性和政治性是广播电视市场竞争力的独特天然优势，广播电视逐步向移动终端推进，确保移动终端的安全性和政治性。传统广播电视可向短视频app或其他模式触发，多屏互动，点播观看，不断适应社会快节奏生活。

（六）人工智能在广播电视行业的应用

人工智能技术与广播电视结合势在必行。借助人工智能技术，不断收集整理用户观看习惯，辨别观看者微表情，实现数据收集、分析、处理与精准推送。例如语音识别技术可让观众与对讲电视机实现自动调频道，代替传统模式下遥控器遥控机制。将人工智能技术应用于5G广播电视行业，采用边缘计算技术，将网络连接到云，完成5G网络分布式架构与边缘需求的匹配，进一步应用于边缘应用程序，实现人工智能前端算法的便捷。

结语

在5G不断发展应用的大背景环境下，广播电视将实现多网络的高效融合和科学发展，不断向深度、广度挖掘拓宽，实现广播电视机制和体系的完善与扩张。广播电视节目不断探索5G技术与传统媒体有效融合的科学策略，不断发展智能化、高效化、科学化的广播电视模式，保证广播电视未来的可持续健康发展和媒体传播机制的逐步完善。

参考文献：

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[2]付光涛，张宇，房磊.5G移动通信对广播电视的影响及对策建议[J].广播与电视技术，2018，45（12）：33-34.

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