5G技術(shù)在智能化廣播電視監(jiān)測網(wǎng)中的應用

李發(fā)源

摘 要：為確保廣播電視播放的安全性，廣播電視監(jiān)測網(wǎng)得到廣泛重視，同時對智能化監(jiān)測網(wǎng)的安全、延時以及網(wǎng)速等要求也越來越高。隨著5G技術(shù)的快速發(fā)展及其在智能化廣播電視監(jiān)測網(wǎng)中的運用，能夠通過切片服務等一系列新技術(shù)的引入，對網(wǎng)絡資源配置進行動態(tài)規(guī)劃，使監(jiān)測網(wǎng)網(wǎng)速有效提升，延時降低，并使監(jiān)測站點可選址范圍進一步擴大，使不同時段、不同時期的網(wǎng)絡彈性需求得以有效滿足。文章就5G技術(shù)在智能廣播電視監(jiān)測網(wǎng)建設中的應用方案進行分析和探討。

關(guān)鍵詞：5G技術(shù);智能化;廣播電視監(jiān)測網(wǎng)

0 引言

為了準確了解和掌握廣播電視播出情況，并對播出過程中存在的問題及時發(fā)現(xiàn)和解決，需要對廣播電視監(jiān)測網(wǎng)加強建設，使廣播電視異地遠程監(jiān)測監(jiān)管得以實現(xiàn)。目前，在廣播電視監(jiān)測網(wǎng)建設中，通過編目、音視頻識別技術(shù)、邊緣計算以及云計算等技術(shù)的應用，監(jiān)測技術(shù)朝著智能化、自動化方向發(fā)展。但在實際建設過程中，因受到技術(shù)條件限制，無法對智能化、自動化監(jiān)測需求予以滿足。因此，在5G技術(shù)快速發(fā)展的新時期，需要對此技術(shù)優(yōu)勢提高認識，充分利用其低延遲、高速率、切片服務、多用戶接入等優(yōu)勢，為廣播電視監(jiān)測的智能化發(fā)展提供有力支撐。

1 5G技術(shù)概述及在廣播電視網(wǎng)絡中的運用

作為第五代移動通信技術(shù)，5G技術(shù)在物與物、人與人、人與物等智能互聯(lián)中的應用不斷深入?，F(xiàn)階段其應用場景主要包括了mMTC，eMBB以及uRLLC。在mMTC場景中，通過此技術(shù)的應用，能夠顯著提高其連接能力，使人到物及消費到生產(chǎn)等全場景、全過程的覆蓋得以實現(xiàn)[1]。在eMBB場景中，通過此技術(shù)的應用，能夠有效提升傳輸速率，大幅度增強業(yè)務性能，進一步優(yōu)化用戶使用體驗。在uRLLC場景中，通過此技術(shù)應用，其優(yōu)勢能夠使無人駕駛與工業(yè)自動化等需求得以有效滿足。

在廣播電視網(wǎng)絡等融合中，通過此技術(shù)的應用，能夠使各方面業(yè)務需求得以滿足。首先，針對無線通信方面，能夠使公共廣播服務、局部與區(qū)域覆蓋的開放接入需求得以滿足;針對傳輸網(wǎng)絡方面，支持雙向通信，并進一步對流量進行優(yōu)化;針對業(yè)務控制，使局部廣播及區(qū)域廣播業(yè)務實現(xiàn)共存。其次廣播電視網(wǎng)絡與5G技術(shù)特點有效結(jié)合，能夠滿足移動接收、廣泛覆蓋以及個性化服務等需求。此外，5G技術(shù)與廣播電視網(wǎng)絡的融合架構(gòu)功能主要包括了廣播寬帶切換、內(nèi)容分發(fā)控制、媒體控制及用戶畫像生成等，能夠通過雙向傳輸模式，針對媒體內(nèi)容、流量以及用戶等進行傳輸優(yōu)化，并對新虛擬網(wǎng)絡進行合理切換。

2 現(xiàn)階段廣播電視監(jiān)測網(wǎng)現(xiàn)狀及智能監(jiān)測需求分析

2.1 監(jiān)測網(wǎng)現(xiàn)狀

目前相關(guān)管理部門對廣播電視監(jiān)測網(wǎng)加大了建設力度，其中各級廣播電視監(jiān)測網(wǎng)有著不同的分工和作用，使異地遙控監(jiān)測轄區(qū)短波、中波、開路電視、調(diào)頻、數(shù)字開路電視、有線電視等廣播電視節(jié)目信號的功能得以實現(xiàn)。通過對廣播電視信號的場強、頻帶寬度、調(diào)制度、誤碼率、信噪比等技術(shù)指標進行監(jiān)測，能夠及時掌握收測地廣播電視播出效果，有效維護廣播電視播出安全性[1]。現(xiàn)階段，通常由監(jiān)測臺和裝在轄區(qū)各地的遠程監(jiān)測設備共同構(gòu)成各級廣播電視監(jiān)測網(wǎng)，主要租用中國電信、聯(lián)通、移動三大運營商的數(shù)據(jù)專用線路，或利用有線電視線路SDH中的數(shù)據(jù)專線等。此類線路帶寬通常小于2 M。為了更好地適應不斷升級的業(yè)務需要，以及不斷提高的數(shù)據(jù)線路要求，需要加強新技術(shù)的應用。

2.2 智能監(jiān)測需求

隨著廣播電視監(jiān)測網(wǎng)建設力度的加強，廣播電視播出事故發(fā)生概率大幅度降低，播出事故異態(tài)發(fā)現(xiàn)時間、處理時間有效減少，播出安全性得到保障，在各級廣播電視監(jiān)測網(wǎng)在廣播電視播放效果保障中發(fā)揮著重要作用。目前在廣播電視監(jiān)測中，節(jié)目編目技術(shù)、音視頻識別技術(shù)、邊緣計算、云計算等技術(shù)不斷引入，并朝著智能化、自動化方向逐步發(fā)展。同時，監(jiān)測網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)需要從網(wǎng)絡帶寬、網(wǎng)絡延遲、監(jiān)測站點安裝地點等幾方面入手，確保智能監(jiān)測新需求得以滿足。

現(xiàn)階段不少遠程監(jiān)測站點與監(jiān)測臺之間的連接線路帶寬通常低于2 M，部分線路帶寬能夠?qū)崿F(xiàn)10 M以上。但在監(jiān)測站點，廣播電視節(jié)目的當?shù)剡h程編目仍無法實現(xiàn)，主要采用節(jié)目錄像錄音設置，再將相關(guān)文件傳送至監(jiān)測臺站的當?shù)鼐幠?，從而完成播放任務。另外，廣播電視節(jié)目錄音錄像通常采取MP3或MPGE-4壓縮文件的方式，能夠使文件傳輸時間縮短，但在此狀況下，仍需要監(jiān)測人員投入大量時間和精力，對節(jié)目錄音錄像任務進行設置，并對錄音錄像進行回傳等。

隨著音視頻自動識別技術(shù)等的逐步使用，需要實時對比監(jiān)測對象節(jié)目同特征庫參數(shù)，網(wǎng)絡延遲問題日益凸顯。為了更好地滿足未來基于云計算、邊緣計算的自動化、智能化廣播電視監(jiān)測的網(wǎng)絡延遲指標要求，需要有效保障低網(wǎng)絡延時的網(wǎng)絡服務[2]。

在現(xiàn)有監(jiān)測網(wǎng)中，不少監(jiān)測地點因無法與數(shù)據(jù)線路有效接入，監(jiān)督結(jié)果無法準確反映當?shù)貙嶋H監(jiān)測狀況，導致監(jiān)測需求無法有效滿足。比如部分偏遠農(nóng)村缺乏有線數(shù)據(jù)線路，不在廣播電視播出覆蓋范圍內(nèi)。另外監(jiān)測站點回傳的監(jiān)測結(jié)果，也無法真實反映農(nóng)村實際播出狀況。

3 5G在智能化廣播電視監(jiān)測網(wǎng)中高性能技術(shù)優(yōu)勢應用

3.1 5G頻譜優(yōu)化

相較4G網(wǎng)絡，5G網(wǎng)速能夠提升至少10倍以上。以往可利用的頻譜不僅極容易受到技術(shù)限制，同時作為有限資源，通常由相關(guān)管理部門根據(jù)實際情況進行分配，以頒發(fā)相應通信牌照的方式進行管理，其中三大運營商采用的4G網(wǎng)絡的通信頻率一般為1.8～2.6 GHz?，F(xiàn)階段可利用的頻率資源隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進步也在不斷增加，尤其是5G技術(shù)的投入運行，使高頻率通信達到2.6 GHz以上。

3.2 大規(guī)模多進多出天線技術(shù)

根據(jù)相關(guān)理論，通過提升信道的信噪比，能夠使信道容量也相應增加。在監(jiān)測系統(tǒng)中，應用Massive MIMO技術(shù)的，能夠?qū)崿F(xiàn)空分復用、空間分集、波束賦形等功能。無線電波在基站與終端之間進行通信傳播時，因建筑物等所產(chǎn)生的衍射、遮擋反射、折射等，會導致多個通信路徑的形成，利用多根天線輸入和輸出技術(shù)，能夠使天線增益大幅度提升。通過對信號波束賦型，以及信號波束形狀改變，波束無效方向上的發(fā)射功率有效降低，信號強度切實提高，進一步使信噪比提升，誤碼率有效減少[3]。此天線技術(shù)在4G網(wǎng)絡中得到廣泛應用，隨著5G網(wǎng)絡的推廣，頻率在進一步提高的同時，還能使通信天線尺寸有效縮短。所以Massive MIMO技術(shù)在5G技術(shù)的智能化應用中，具有顯著的應用優(yōu)勢。

3.3 智能廣播電視監(jiān)測網(wǎng)的構(gòu)建

為了有效保障5G技術(shù)在智能廣播電視監(jiān)測網(wǎng)中各項性能指標的實現(xiàn)，除了加強5G頻譜優(yōu)化以及Massive MIMO技術(shù)應用外，還需要加強應用高階調(diào)制技術(shù)、新型多址技術(shù)等多項通信技術(shù)。為了有效滿足現(xiàn)有廣播電視監(jiān)測網(wǎng)的監(jiān)測業(yè)務需要和安全要求，需要采用有線數(shù)據(jù)專網(wǎng)進行網(wǎng)絡的搭建，其中5G網(wǎng)絡的切片技術(shù)能夠切實提高智能廣播電視監(jiān)測網(wǎng)的無線組網(wǎng)的可行性。在實際應用過程中，通信運營商需要根據(jù)行業(yè)用戶的實際網(wǎng)絡需求，對5G網(wǎng)絡進行分割，使其形成若干專用通道。此切片技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)差別網(wǎng)絡服務，不僅可對多連接、大帶寬等不同用戶需求予以支持和滿足，還能夠根據(jù)用戶的實際需求，在不同時間和階段滿足差異動態(tài)Qos服務等級需求。在重要活動或重要保障時期，通過此技術(shù)的應用，能夠增加監(jiān)測站點線路彈性，從而滿足低延時、大帶寬的專線鏈接服務需求。

4 結(jié)語

在廣播電視智能化監(jiān)督網(wǎng)建設中，通過5G網(wǎng)絡的大規(guī)模商用，能夠?qū)崿F(xiàn)為智能化無線組網(wǎng)，同時利用高速無線網(wǎng)絡，突破以往的有線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡監(jiān)測選點限制性，促進廣播電視節(jié)目的實時異地編目的實現(xiàn)，同時為智能自動化監(jiān)測發(fā)展奠定堅實的基礎。

[參考文獻]

[1]何劍峰.5G技術(shù)在廣播電視技術(shù)領(lǐng)域的應用[J].視界觀，2020（8）：1.

[2]李少彬.5G技術(shù)在未來電視廣播技術(shù)中的應用[J].西部廣播電視，2020（8）：257-258.

[3]韓將星.5G時代中國無線電云智能化監(jiān)測網(wǎng)系統(tǒng)研究[J].中國無線電，2019（7）：42-48.

（編輯 傅金睿）