5G與未來電視廣播技術(shù)應(yīng)用

肖榆

摘要：即將到來的5G技術(shù)將滲透到未來生活的各個領(lǐng)域，圍繞以用戶為中心的信息生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建一切。以便為用戶提供光纖接入層、“零”延遲體驗、數(shù)千億設(shè)備連接、超高流量密度、和超高移動性等多種情況下的一致服務(wù)、智能服務(wù)優(yōu)化和用戶感知，而由此，網(wǎng)絡(luò)能效提高了100多倍.

關(guān)鍵詞：5G;未來電視;廣播技術(shù);應(yīng)用研究

引言

對于中國的電視傳輸技術(shù)來說，在移動終端上播放電視內(nèi)容一直是一個難點。與3G和4G技術(shù)不同，5G是在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)的。同時，增加了額外的無線技術(shù)，并集成了各種技術(shù)以形成綜合解決方案。目前，5G網(wǎng)絡(luò)的測試是成功的。

一、5G技術(shù)與其特點

5G（第5代）是第5代移動技術(shù)的首字母縮寫，但與4G、3G和2G無線技術(shù)不同，5G不是獨立的全新無線接入技術(shù)，而是現(xiàn)有無線接入技術(shù)（包括2G、3G、4G和WiFi）和一些新解決方案在集成了其他無線接入技術(shù)后的技術(shù)發(fā)展的常用術(shù)語。在一定程度上5G將成為真正的融合網(wǎng)絡(luò)。

提供人與人，物與物之間快速、安全、自由的溝通。對于普通用戶來說，5G帶來的最直觀的感覺將是網(wǎng)絡(luò)速度的顯著提高。當(dāng)前，4G/LTE傳輸峰值速度達到100m/秒，5G傳輸峰值速度將達到10g/秒。

例如，從4G下載電影可能需要1分鐘，而從5G下載電影只需要1秒鐘左右。從專業(yè)角度來看，5G不僅要滿足超高速傳輸?shù)囊?，還要滿足超高帶寬、超高容量、超重型站點的要求，超過隨時隨地的可靠性和可用性。因此，通信行業(yè)普遍認(rèn)為5G是寬帶、無處不在、智能、集成、綠色和節(jié)能網(wǎng)絡(luò)。

2G是短新聞時代，3G和4G是多媒體移動互聯(lián)網(wǎng)時代，5G將為所有東西帶來很多上網(wǎng)機會。5G具有高速、高容量、低延遲的特點。隨著傳感技術(shù)、大數(shù)據(jù)和人工智能的發(fā)展，5G將在未來大力促進工業(yè)應(yīng)用和消費體驗。

5G的性能優(yōu)于4G，支持0.1×1 GB/s的便捷體驗、每平方公里100萬個連接密度、毫秒延遲結(jié)束、每平方公里數(shù)十個tbps的移動密度、500多公里/小時的移動性以及峰值速度其中，用戶體驗速度、連接密度和延遲是5G的三個主要性能計數(shù)器。同時，5G需要顯著提高網(wǎng)絡(luò)部署和運行效率。與4G相比，頻率效率提高了5-15倍，能效和成本效率提高了100多倍。

與4G時段相比，5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)具有更接近用戶需求、進一步改善適應(yīng)能力、網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)寬度的特點，包括具有代表性的網(wǎng)絡(luò)功能：切碎網(wǎng)絡(luò)、移動邊緣計算，根據(jù)移動網(wǎng)絡(luò)的要求，面向無線用戶和切片網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）的關(guān)鍵特征，在5G階段使用，網(wǎng)絡(luò)切片形成邏輯網(wǎng)絡(luò)，按切片需求方的需求靈活地提供一種或多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

MobileEdgeComputing （MEC）改變了4G系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的分離狀態(tài)，將服務(wù)平臺降低到網(wǎng)絡(luò)邊緣，提供附近的計算和數(shù)據(jù)緩存服務(wù)功能，并實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)從接入管道到信息服務(wù)激活平臺的關(guān)鍵飛躍，這是5G的代表性功能。

2018年4月，華為率先完成了非獨立網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（NSA）的網(wǎng)絡(luò)功能和業(yè)務(wù)流程測試，這是由ImT 2020 （5G）支持團隊以100%的通過率組織的中國5G技術(shù)開發(fā)實驗的第三階段。這項5G集成（NSA）測試是中國5G技術(shù)測試的重要組成部分，對于運營商早期實現(xiàn)5G的商業(yè)使用具有重要意義。5G、4K傳輸和虛擬現(xiàn)實（VR）會有非常好的應(yīng)用，5G可以進一步推廣4K。VR被認(rèn)為是真正的5G啟動子。從長遠(yuǎn)來看，與4G消費應(yīng)用相比，5G應(yīng)用將是工業(yè)應(yīng)用。此外，AR（補充現(xiàn)實）的應(yīng)用也是5G的一大賣點，因為AR需要大量的數(shù)據(jù)，并且5G可以提供流暢的體驗。5GIoT（物聯(lián)網(wǎng)）也是值得預(yù)見的。它仍處于5G的早期階段，許多4G和NB-IoT仍在上升。

二、5G技術(shù)在電視廣播中的應(yīng)用

（一）移動通信網(wǎng)絡(luò)與單項廣播

在移動網(wǎng)絡(luò)中，雙就緒通信可以被設(shè)計為單向廣播中的一個優(yōu)勢。在兩種通信模式下，通信資源可以根據(jù)具體要求靈活工作，從而實現(xiàn)5G技術(shù)和移動廣播之間的深度融合。目前，傳輸塔的高度和傳輸頻率將在一定程度上影響單向廣播的運行，保證單向傳輸基站之間的距離控制在10公里以內(nèi)。與單向廣播相比，中國的地面數(shù)字電視有很大的性能差距，這是高性能和高塔傳輸技術(shù)的一部分，復(fù)蓋范圍有10到20倍的差距。雖然中國近年來擁有廣泛的廣播網(wǎng)絡(luò)，但也會在一定程度上限制相應(yīng)的回撤能力。5G技術(shù)與廣播電視媒體技術(shù)的融合，可以為用戶提供廣泛的復(fù)蓋范圍和個性化的服務(wù)，同時支持移動接收等功能。在建筑系統(tǒng)設(shè)計中，廣播網(wǎng)絡(luò)和移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是最重要的滿足需求的技術(shù)，并保證它們將學(xué)習(xí)借鑒彼此的優(yōu)勢，彌補彼此在深度融合中的不足。

（二）系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)用戶和控制層之間不存在關(guān)系，但處于相對斷開的狀態(tài)。用戶層首先由定義網(wǎng)絡(luò)的軟件實現(xiàn)，它也可以在某種程度上支持網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬化。在控制層，它支持的網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化完全滿足業(yè)務(wù)需求，并增加了具體的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能模塊，旨在更好地滿足業(yè)務(wù)需求，整合不同類型的服務(wù)。在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計階段，5G系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)規(guī)范是主要基礎(chǔ)，漫游網(wǎng)絡(luò)鏈接架構(gòu)不參與這一過程，因此惠普和LPLT共同提供的無線網(wǎng)絡(luò)包含在集成過程中。此外，用戶層和控制面板按有效和主劃分，控制層首先依靠5G技術(shù)提供服務(wù)。訪問控制、認(rèn)證和用戶權(quán)限是功能模塊設(shè)計內(nèi)容的一部分。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和用戶層承擔(dān)相同的傳輸網(wǎng)絡(luò)。

（三）應(yīng)用場景分析

在廣播電視領(lǐng)域，5G技術(shù)包括三個要素：服務(wù)、終端和環(huán)境，這三個要素共同構(gòu)成了終端用戶相對完整的應(yīng)用場景。應(yīng)用場景基于屏幕大小和移動性。終端可以分為兩種類型： 應(yīng)用場景所采用的依據(jù)為屏幕尺寸以及移動性，可以將終端劃分為小屏可移動終端與大屏固定終端兩種類型，前者包括車載終端、智能手機與便攜式電腦;后者包括室內(nèi)與室外兩種應(yīng)用環(huán)境，步行、車輛與高速車輛三種類型的移動速度。服務(wù)可分為五類：內(nèi)容交互、視頻點播、個性化內(nèi)容、線性視頻傳輸和高分辨率內(nèi)容。目前，中國5G網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)要求主要是單端和雙端通信。以上兩種模式的優(yōu)化可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無線應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)流量無縫切換的高效率。

結(jié)語

隨著近年來VR /AR、智能手機和屏幕投影技術(shù)在中國的快速發(fā)展，高質(zhì)量的屏幕投影、手機短視頻觀看和精彩視頻成為熱點。運營商已經(jīng)從傳統(tǒng)的簡單管道服務(wù)發(fā)展為集成視頻段服務(wù)，關(guān)注管道使用效率和內(nèi)容定制，因此有必要通過廣播和電視信號終端與大家進行溝通。值得注意的是，如果我們只依賴運營商和移動網(wǎng)絡(luò)，這一目標(biāo)很難實現(xiàn)。但是，在5G技術(shù)和傳統(tǒng)電視廣播的深度融合之后，移動廣播技術(shù)可以在未來得到一定程度的推廣，以滿足當(dāng)前消費者對高質(zhì)量音視頻服務(wù)的需求。

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