广电5G 在应急广播建设中的应用

王 霞

（泰安市广播电视台技术中心，山东 泰安 271000）

0 引言

应急广播是利用广播电视和新媒体等方式，通过广播电视传输覆盖网和其他信息网络，向公众或特定区域、特定人群发布应急信息的传播系统[1]。传统的应急广播传输网络主要依赖广播电视网，存在接收终端不便携、信息推送不及时等问题。广电5G 可以利用蜂窝网络与广播电视发射塔协同的方式，向特定区域或特定人群推送应急消息，实现单播、组播、广播的灵活切换，提高现有应急广播体系的覆盖范围、传输效率和服务质量。

1 广电5G 概述

5G 广播是一种利用5G 网络实现广播电视信号传输的技术，可以提供高清、超高清等多种媒体服务，满足用户的多样化需求[2]。5G 广播技术主要有两种模式，一种是基于广电机构的长期演进（Long-Term Evolution，LTE）5G 广播模式，另一种是基于移动运营商的5G 新空口（New Radio，NR）广播模式。

LTE 5G 广播模式是基于LTE 标准的第三代广播技术，也称为FeMBMS（Further evolved Multimedia Broadcast Multicast Service）。它可以利用广电机构 的 特 高 频（Ultra High Frequency，UHF）频 段（470 ～694 MHz）或L 频段（1 452 ～1 492 MHz），通过大功率、大塔的方式，实现点对多点的广播传输，具有覆盖范围广、传输效率高、节省频谱资源、不受网络拥塞影响等优点，适合提供大规模的公共服务[3]。LTE 5G 广播模式可以与现有的数字电视技术如地面数字多媒体广播（Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting，DTMB）共存，也可以与移动通信技术（如5G NR）协同，实现广播与通信的互补。LTE 5G 广播模式已经在欧洲、亚洲、非洲等地区进行了试验和应用，展示了良好的技术性能和应用前景。

5G NR广播模式是基于5G NR标准的广播技术，也称为5G 广播，可以利用移动运营商的5G 网络，通过蜂窝小塔的方式实现单播、组播和广播的灵活切换，支持定向推送、按需请求和实时互动等多种业务模式，适合提供个性化的私有服务。5G NR 广播模式可以与现有的移动通信技术（如4G LTE）兼容，也可以与广电机构的广播技术（如LTE 5G 广播）协作，实现广播与通信的融合。5G NR 广播模式已经在美国、中国、印度等国家进行了试验和应用，展示了丰富的应用场景和商业潜力。

2 广电5G 应急广播的建设架构

2.1 端到端的网络架构

广电5G 应急广播端到端的网络架构构建于国家广播电视总局监管中心应急广播平台的核心之上[4]。这一架构的主要构成部分包括国家广播电视总局监管中心、应急广播平台、应急广播集成播控平台、5G 核心网、基站、控制台和应急广播终端等6 个关键要素，如图1 所示。

图1 广电5G 应急广播端到端网络架构图

国家广播电视总局监管中心应急广播平台充当着枢纽的角色，负责整个广电5G 应急广播系统的监管和指导。应急广播集成播控平台承担着协调各环节的任务，实现信息的集成与播发控制。5G 核心网作为基础网络架构，提供高速、低延迟的数据传输通道。基站作为网络的关键节点，负责无线信号的传输与接收。控制台用于监测、管理系统运行，应急广播终端是广大用户接收信息的终端设备。

2.2 系统总体架构

广电5G 应急广播系统总体建设架构思路，以广电5G 网络、大小塔协同覆盖、有线网络的有效补充为基础，遵循“平战结合”原则进行统筹规划建设[5]。该架构主要由应急广播平台、应急广播网络和应急广播终端三个关键组成部分构建。

在这一系统中，应急广播平台是核心部分，负责应急信息的采集、制作、传输和播发，以及对应急广播网络和终端的管理和控制。应急广播网络是传输部分，分为无线接入网和承载网两个层次[6]。无线接入网利用广电5G 网络和广播电视传输覆盖网的结合，实现对各类应急广播终端的广泛覆盖。承载网采用光缆、卫星、微波等多种传输方式，实现应急广播平台之间以及应急广播平台与无线接入网之间的高效互联互通。应急广播终端是接收部分，包括大喇叭、收音机、电视及手机等多种形式。这些终端在紧急情况下能够自动唤醒并主动播发应急信息，从而提高应急信息的到达率和有效性。整个系统的设计目的是充分利用广电5G 网络及其他多种技术手段，构建一个全面高效的广电5G 应急广播系统。

3 广电5G 在应急广播建设工程中的应用

3.1 实时、高效的广播信息传输

广电5G 利用5G NR 技术实现了高效、低延迟、高可靠的应急信息发布。5G NR 是5G 标准的核心技术之一，为广电5G 网络提供了优异的通信性能。它采用更高的频谱利用率和更低的通信时延，使得广电5G 网络能够在紧急情况下快速传输海量数据。广电5G 的广泛用户覆盖包括普通手机终端，通过网络切片技术实现了对不同服务质量的灵活定制，进一步提升了应急信息的传播效率和可靠性。

广电5G 与应急广播平台、网络、终端系统也实现了紧密的技术融合，构建了一个上下贯通的应急广播体系。在技术层面，广电5G 网络通过政务外网与国家级应急广播平台实现数据互联，采用云计算、大数据和人工智能等技术，实现应急信息的自动化制作、传输和播发。同时，广电5G 网络通过政务外网或其他专用网络与各级应急广播平台之间实现数据互通，以满足不同级别、不同地域的信息发布需求。这种技术上的整合为应急广播系统提供了高度协作性，实现了平时建设和战时应急的无缝衔接。

3.2 网络数据的高效调配

网络数据的高效调配是广电5G 在应急广播建设工程中的重要应用。按照“平战结合”原则，广电5G 网络通过巧妙的网络调度与技术手段，实现了在平时商用和紧急应急情况下的高效切换。

广电5G 网络采用了大小塔协同覆盖的方式。通过在城市等密集区域使用小型基站（小塔）和在偏远地区使用大型基站（大塔），广电5G 实现了网络资源的灵活配置。在平时，网络数据的传输主要依赖5G 切片模式。该模式可根据业务需求划分出不同的虚拟网络切片，以提供个性化的网络服务。这种智能切片技术在商用时确保了网络的高效性。

在应急情况下，广电5G 网络通过协同调度机制，将网络资源调配至应急广播服务，确保应急信息的即时传输。这种调度涉及对不同基站、切片以及有线网络的合理分配，以满足应急广播的大容量、低延迟的需求。通过大小塔的协同，广电5G 网络有效覆盖了广大地域，保证了应急广播信息的全面传播。广电5G 网络还通过有线网络的有效补充，实现了对于平时数据的充分保障。有线网络在广电5G 整体网络中充当了备用通道的角色，以确保平时的电视广播节目、商业通信等正常运作，不受应急广播服务的干扰。这种双通道设计保证了在应急情况下，应急广播信息得以优先传输而不干扰其他正常业务。

3.3 数据交换与自动化制作

广电5G 在应急广播建设工程中通过数据交换与自动化制作实现全流程智能化处理。利用云计算、大数据和人工智能技术，确保应急信息从数据接收到信息播发高效覆盖指定地区、家庭和用户，提升了应急广播的效能。在数据交换方面，广电5G网络利用高效的网络通信技术，通过政务外网等专用网络通道与应急广播平台进行可靠的数据交换，采用传输控制协议/网际协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）保障传输的可靠性，并通过数据包的压缩和加密技术保障数据的完整性和保密性。云计算技术为广电5G 提供了弹性计算资源，通过虚拟化技术灵活配置计算资源，适应不同应急情境的数据处理需求。大数据技术在信息分析阶段发挥关键作用，通过分布式计算框架对海量数据进行并行处理，从而提取有关应急广播的关键信息。数据挖掘和机器学习算法帮助发现潜在的信息模式和趋势。人工智能技术实现了应急信息的自动化制作，语音识别技术将语音信息转化为文本，图像识别技术通过深度学习模型解析图像内容，涉及神经网络、模型训练和推理等人工智能基础原理。

4 结语

广电5G 在应急广播建设中的应用，不仅满足了现代社会对高效、精准、安全的信息传播的需求，也为我国的应急广播体系建设提供了可靠的技术支撑。对广电5G 的研究和应用，将进一步推动应急广播的现代化进程，为社会的安全稳定贡献更大的力量。