基于5G 技术在三维电视数据通信中的模型设计分析

2020-12-31李沛锋张纯艳

数字通信世界 2020年7期

李沛锋，张纯艳

（陕西广电网络传媒（集团）股份有限公司西安分公司，西安 710061）

随着3D 电视产业的飞速发展，节目领域不断扩展，在体育、动漫、专题片、影视等多个方面有所涉及。近年来，科学技术不断更新换代，4K 电视技术的诞生对3D 电视产生较大冲击，为了突破3D 电视信号传输的局限，将5G 技术引入其中，构建数据通信模型，力求为用户呈现带有立体效果的电视节目。

1 5G 技术概述

与以往各代移动通信技术相比，5G 技术在数据传输速率上有很大的优势，可以将速率提高到几十Gb/s，峰值速率比上一代高，使用户的负荷量需求得到充分满足，端与端之间的延时以毫秒为单位，覆盖范围更广，在VR、AR 以及3D 等多个领域得到广泛应用。在5G 背景下关键技术如下：

（1）高频传输技术。之前的通信频率低于3GHz，为了扩充频谱资源，降低频谱数值，5G 可以在更多的频率上运行，与3D 电视信号传输的带宽需求充分符合。

（2）有源天线技术。在天线设计方面将垂直方向波束加入其中，在横纵两个方面均可放置天线，有效克服传统天线在安装方面的弊端，将有源天线接入后，还可减少天线之间的干扰，形成密集网络，使覆盖范围得到进一步扩展。

（3）D2D 技术。该技术可实现设备之间的直接铜线，对于临近的设备来说，无需增加节点便可完成数据传输，机器之间真实实现瞬时通信，节约大量能源消耗，使数据服务效率得到显著提升[1]。

2 3D 电视的传输原理

该设备运行的技术基础为：3D 程序通过高效压缩可以满足存储空间和带宽的要求，从而压缩传输时间。我国的3D 电视实验频道通过卫星覆盖、加密传输等方式覆盖多个领域，同时在全国范围内的数字电视基础频道进行传送，在安装3D 电视机后，用户便可接收到带有立体效果的节目。当前电视传输技术为：所有的电视信号通过电视转播车加载到微波信号中，由电缆传输到发射塔，再通过天线传输；也可以在电视台经过卫星中继完成信号传输工作，使人们足不出户便可观看更多电视节目。

3 5G 技术在3D 电视中的模型设计

近年来，电视机在人们生活中日益普及，对质量与音视频效果的要求不断提升，如VR、AR 与3D 等，如若将新科技与电视相结合，人们便可居家观看立体化的电视节目。但是，由于以往受到技术、节目量等方面的限制，使3D 电视的发展较为缓慢。在5G 技术背景下，可以应用于多个领域，在三维电视的发展中起着关键的作用。5G 是由多个基站组成的融合网络，覆盖面积广，甚至覆盖全国，在网速、传输延迟等方面均较短，适用于3D 节目传播，例如，以3D 电视直播为模型进行说明。

3.1 模型设计

在3D 电视直播中，TV 转播车选择3D 电视转播车，与2D、3D 系统的车辆相比，转播车仍然主要采用2D、以3D 为辅助，系统信号格式是双重3G 和1.5G 的3D 压缩信号，输出功能包括3D 处理层、2D 相机以及3D 转换站、整车智能监控系统。电视中继车可转换成由5个基站发送的三维电视信号。目前，电视应用最多的是卫星覆盖、有线接收等，可通过带有3D 功能的电视进行观看。当前，电视与网络的融合可通过网线来完成，以电信为例，将网线的一端与路由器LAN 口相连，另一端与电视网络端口相连，然后主机接口设置，电视可以自动识别并获取地址TP 路由器，这样电视就可以顺利访问网络，如果它是一个5G 网络，其协议802.11ac，传统3D 电视可以作为承运方将智能箱连接到5G 网络，由于智能盒子采用的是安卓系统，具有众多功能，可借助5G 技术将3D 电视转入到电视机中，由此打破3D 电视传播方面的瓶颈，获得更大的发展[2]。

3.2 融合网络构建

现阶段，5G 技术与3D 电视的融合已成主流趋势，为了满足各项业务与功能需求，应积极构建融合网络，具有个性化服务、移动接收、覆盖面积广等优势，在网络架构方案制定时应结合移动通信网络技术优势，使二者优势互补，实现深度融合。在融合网络构建中，应以5G 系统规范为基础，将LPLT 与HPHT 紧密联系起来；在核心网构建时，使用户面与控制面之间处于独立状态，对于前者来说，5G 网络对传输网络共用，可将传统网络中的前端系统当作网络化数据源，使该系统的内控功能进行分离后，再安装到5G 网络架构之中；对于后者来说，利用5G 服务架构对5G 网络接入、客户管理、资源调度等模块进行共享。在5G 网架之中，用户画像功能、内容分发控制、媒体控制、广播宽带等均面向用户、服务内容与信息流量，在双向传输中进行优化转换，以此实现网络功能的拓展。