5G背景下地面数字电视广播的应用与未来发展

李青林

（湖北省兴山县仙侣山发射台，湖北 宜昌 443700）

0 引 言

第五代移动通信技术（5G）是在2G、3G、4G和WiFi等技术的基础上升级发展而来，不是脱离原有技术的存在。随着5G基站的顺利开通，5G带来了新的融合网络。随着工业与信息化部批准将 700 MHz频段用于移动通信，5G技术在广播电视领域得以深入应用，广播电视的5G时代必将产生新的发展。5G技术与各行各业将会有更加紧密的联系，进而推动我国数字经济迈向新的发展阶段[1]。在通信、广播等领域，5G带来的改变也比较直观。对用户而言，5G最为明显的变化就是网速的提升。对传媒行业而言，5G所带来的大带宽、大容量、高品质、低成本等优势，也必将推动广播电视业务的发展。

1 5G技术与地面数字电视广播概述

1.1 5G技术简介

2018年4月，华为技术有限公司完成了基于非独立组网（Non-Standalone，NSA）的核心网系统网络功能与业务流程测试，代表着5G技术研发第三阶段以100%通过率完成，对运营商推动5G的商用部署有十分现实的意义[2]。5G比3G、4G的技术水平有较大的提升。3G、4G时代是多媒体移动互联网时代，5G时代是万物互联网时代。5G带来的高速率、高容量、低延时给用户带来了更加舒适的体验，同时也能够提高网络运营商的运营效率，降低运营成本。有了5G技术的支持，4K传输、虚拟现实（Virtual Reality，VR）等得以进一步普及。随着5G技术的应用，物联网的发展也必将迈向新的阶段。

1.2 地面数字电视广播的概念

地面数字电视广播（Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting，DTMB）是移动和固定终端的数字无线电视技术标准，目前在中国、古巴、澳大利亚等地区应用。我国的地面数字电视广播以公益性、基本性、均等性、便利性为原则，提供免费和公益的广播电视服务[3]。我国地面数字电视广播的标准在不断完善和发展，逐渐成为世界范围内第四个数字电视国际标准，支持32.486 Mb·s-1净载荷数据传输率、标准清晰度电视（Standard Definition Television，SDTV）及高清晰度电视（High Definition Television，HDTV）传输，同时也支持固定接收和移动接收，单频组网和多频组网。

2 5G技术对地面数字电视广播的影响

2.1 5G移动通信对移动广播电视的影响

5G技术对移动广播电视产生了深远的影响。无论是内容方面的丰富还是技术方面的支持，5G通信技术提供了更加丰富的业务选择，如虚拟现实、超高清、移动视频等方面，这也极大提升了移动广播电视的用户数量。对移动广播电视而言，5G技术是一次新的突破，实现了网络资源使用的最大化，使得移动广播电视有着长远的发展前景。当前，5G技术与移动广播电视的融合还处在初级阶段，真正的融合发展还有很大的空间。

2.2 5G技术对地面数字电视广播的影响

从当前全国地面数字电视广播的现状来看，我国地面数字电视广播建设取得了良好的发展成绩，全国范围内覆盖网基本建成，地面数字电视接收机也基本普及，这也是响应公益性、基本性、均等性、便利性等要求的体现。5G技术与地面数字电视广播的融合，结合互联网数字广播技术，实现地面数字电视广播的多媒体广播优势；700 MHz的黄金频段，凭借其信号强度、穿透力、覆盖面积等方面的优势，极大地降低了地面数字电视广播的运营成本。5G技术与地面数字电视广播的融合，能够实现广播电视信号对5G手机的全面覆盖，实现固定端、移动端等多终端领域的覆盖，建立5G时代的传播新格局。

3 5G背景下地面数字电视广播的应用

3.1 地面数字电视广播为媒体融合提供渠道

5G背景下，地面数字电视广播为媒体的融合提供可供选择的渠道。在立足传统广播电视媒体的前提下，媒体行业拓展互联网数字广播的应用方向，实现电视向互联网融合发展。以欧洲数字电视HbbTV业务模式为例，其采用传统电视广播兼容互联网的模式，这种双模式终端，实现了广播电视连接与互联网端的连接，除了一些传统的电视节目外，一些网络节目如体育赛事直播、微博等，也可以融入到地面数字电视广播中。正是5G技术的应用，突破了传统地面广播电视的限制，为媒体融合提供了技术支持[4]。

3.2 地面数字电视广播与多媒体应用的融合

我国的地面数字电视广播标准在2011年被国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）确立为地面数字电视D系统，实现了地面数字电视广播向国际标准的发展，地面数字电视广播能够实现8 MHz带宽内32.486 Mb·s-1的净载荷数据传输率，实现固定接收和移动接收。自2011年地面数字电视广播发展至今已经有11年的历史，行业积累了丰富的具有知识产权的地面数字电视广播标准及技术。在5G背景下，互联网与地面数字电视广播的融合传播平台构建有足够的技术支持。发挥地面数字电视广播的特点、优势，以音频广播为切入点，实现视频、音频、数据等具有互联网模式的融合媒体平台，再结合移动媒体的便捷性、传播范围广、受众多等优势，利用手机、平板电脑、车载设备等终端，行业能够在较短时间内建立完整的生态体系。

4 5G背景下地面数字电视广播发展趋势

4.1 地面数字电视广播发展趋势

我国地面数字广播发展经历了持续发展的过程。2011年，确立第四个数字电视国际标准；2015年，数字电视地面广播传输演进系统DTMB-A；2018年，实现单频道单点发射超高清电视无线覆盖，4K超高清电视地面广播技术和产业化成为发展趋势。2018年，华为5G技术测试的通过，使得5G技术在我国广播电视业务中有了更多的融合发展可能。欧洲第二代地面数字电视广播标准DVB-T2提出了时间频率切片这种可提高无线网络频谱利用效率的新技术。美国采用的层分复用技术，又称为云广播，也是运用了5G无线接入技术。我国地面数字电视广播未来也会广泛地应用5G时代的相关新技术，如音视频编码技术、高动态HDR技术、全息音频3D Audio技术、HTML5呈现技术、智能操作系统、人工智能语音识别技术以及音视频大数据分析推荐技术等。5G技术的发展及相关标准的确立，使未来地面数字电视广播逐渐应用单载波频分复用技术以及海量用户的MAC层接入技术。从发展趋势来看，未来地面数字电视广播的发展会呈现出交互性、移动性、应急能力、可管可控等特点。

4.2 5G电视广播技术标准与应用

5G背景下，广播电视网络与移动通信网络融合成为重要的趋势。2020年12月，欧洲广播联盟（European Broadcasting Union，EBU）发布了技术规范《用于线性电视和广播服务的5G广播系统：基于LTE的5G地面广播系统》（ETSI TS 103 720）。2018年，国家广播电视总局无线交互广播电视工作组成立。该工作组是针对5G技术发展而设立的专门从事无线交互广播电视技术研究工作的平台，负责制定5G背景下的无线广播行业标准，其下辖的专题组名称与职责如表1所示。

表1 无线交互广播电视工作组技术组下辖专题组名称与职责

2020年8月，无线交互广播电视工作组累计召开了十余次会议，围绕多项关于5G广播的标准制定工作进行了协商。5G广播总体技术要求对5G广播总体架构、架构内各子平台的组成模块及功能、各子平台相互之间的接口及功能等进行定义，如《5G广播视音频业务安全技术要求》《5G广播大塔与终端接口技术要求》《5G广播融合智能终端技术要求和测量方法》等一系列标准。其中，《5G广播核心网技术要求》标准组由22家单位组成，主要内容涉及对5G广播核心网功能单元、接口和处理流程（包括传输资源配置、鉴权认证、内容保护及播控管理等）的规定。5G背景下，地面数字电视广播可以发挥自身的优势，通过技术创新，实现广播与通信网络的融合，将有线与无线的各自优势应用于地面数字电视广播，达到内容、技术、网络相融合的智能化地面数字电视广播[5-6]。

5 结 语

随着互联网时代的发展，人们消费水平的不断升级，传统的地面数字电视广播已经难以满足广大用户的现实需求。5G时代的到来，极大提升了移动通信网络的速度，能够为地面数字电视广播提供更加丰富的音频内容，也为地面数字电视广播提供了更加便捷的传播渠道。2020年，河北广电网络集团和中国广播电视网络有限公司在北京冬奥会核心区部署、开通河北省省首张700 MHz 5G试验网络，并启用10个基站，率先打通首个5G VoNR高清通话，成功实现5G高清AI摄像头端到端业务测试。5G、云计算、人工智能、机器视觉等技术得以融合应用，也体现出了广电700 MHz 5G网络的优越性能。在未来，5G技术与地面数字电视广播的融合，会在安防、环境监控、赛事转播、智慧旅游等更为广泛的领域应用。