5G背景下地面數(shù)字電視廣播的應用與未來發(fā)展

李青林

（湖北省興山縣仙侶山發(fā)射臺，湖北 宜昌 443700）

0 引 言

第五代移動通信技術(shù)（5G）是在2G、3G、4G和WiFi等技術(shù)的基礎(chǔ)上升級發(fā)展而來，不是脫離原有技術(shù)的存在。隨著5G基站的順利開通，5G帶來了新的融合網(wǎng)絡。隨著工業(yè)與信息化部批準將 700 MHz頻段用于移動通信，5G技術(shù)在廣播電視領(lǐng)域得以深入應用，廣播電視的5G時代必將產(chǎn)生新的發(fā)展。5G技術(shù)與各行各業(yè)將會有更加緊密的聯(lián)系，進而推動我國數(shù)字經(jīng)濟邁向新的發(fā)展階段[1]。在通信、廣播等領(lǐng)域，5G帶來的改變也比較直觀。對用戶而言，5G最為明顯的變化就是網(wǎng)速的提升。對傳媒行業(yè)而言，5G所帶來的大帶寬、大容量、高品質(zhì)、低成本等優(yōu)勢，也必將推動廣播電視業(yè)務的發(fā)展。

1 5G技術(shù)與地面數(shù)字電視廣播概述

1.1 5G技術(shù)簡介

2018年4月，華為技術(shù)有限公司完成了基于非獨立組網(wǎng)（Non-Standalone，NSA）的核心網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡功能與業(yè)務流程測試，代表著5G技術(shù)研發(fā)第三階段以100%通過率完成，對運營商推動5G的商用部署有十分現(xiàn)實的意義[2]。5G比3G、4G的技術(shù)水平有較大的提升。3G、4G時代是多媒體移動互聯(lián)網(wǎng)時代，5G時代是萬物互聯(lián)網(wǎng)時代。5G帶來的高速率、高容量、低延時給用戶帶來了更加舒適的體驗，同時也能夠提高網(wǎng)絡運營商的運營效率，降低運營成本。有了5G技術(shù)的支持，4K傳輸、虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）等得以進一步普及。隨著5G技術(shù)的應用，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也必將邁向新的階段。

1.2 地面數(shù)字電視廣播的概念

地面數(shù)字電視廣播（Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting，DTMB）是移動和固定終端的數(shù)字無線電視技術(shù)標準，目前在中國、古巴、澳大利亞等地區(qū)應用。我國的地面數(shù)字電視廣播以公益性、基本性、均等性、便利性為原則，提供免費和公益的廣播電視服務[3]。我國地面數(shù)字電視廣播的標準在不斷完善和發(fā)展，逐漸成為世界范圍內(nèi)第四個數(shù)字電視國際標準，支持32.486 Mb·s-1凈載荷數(shù)據(jù)傳輸率、標準清晰度電視（Standard Definition Television，SDTV）及高清晰度電視（High Definition Television，HDTV）傳輸，同時也支持固定接收和移動接收，單頻組網(wǎng)和多頻組網(wǎng)。

2 5G技術(shù)對地面數(shù)字電視廣播的影響

2.1 5G移動通信對移動廣播電視的影響

5G技術(shù)對移動廣播電視產(chǎn)生了深遠的影響。無論是內(nèi)容方面的豐富還是技術(shù)方面的支持，5G通信技術(shù)提供了更加豐富的業(yè)務選擇，如虛擬現(xiàn)實、超高清、移動視頻等方面，這也極大提升了移動廣播電視的用戶數(shù)量。對移動廣播電視而言，5G技術(shù)是一次新的突破，實現(xiàn)了網(wǎng)絡資源使用的最大化，使得移動廣播電視有著長遠的發(fā)展前景。當前，5G技術(shù)與移動廣播電視的融合還處在初級階段，真正的融合發(fā)展還有很大的空間。

2.2 5G技術(shù)對地面數(shù)字電視廣播的影響

從當前全國地面數(shù)字電視廣播的現(xiàn)狀來看，我國地面數(shù)字電視廣播建設取得了良好的發(fā)展成績，全國范圍內(nèi)覆蓋網(wǎng)基本建成，地面數(shù)字電視接收機也基本普及，這也是響應公益性、基本性、均等性、便利性等要求的體現(xiàn)。5G技術(shù)與地面數(shù)字電視廣播的融合，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字廣播技術(shù)，實現(xiàn)地面數(shù)字電視廣播的多媒體廣播優(yōu)勢；700 MHz的黃金頻段，憑借其信號強度、穿透力、覆蓋面積等方面的優(yōu)勢，極大地降低了地面數(shù)字電視廣播的運營成本。5G技術(shù)與地面數(shù)字電視廣播的融合，能夠?qū)崿F(xiàn)廣播電視信號對5G手機的全面覆蓋，實現(xiàn)固定端、移動端等多終端領(lǐng)域的覆蓋，建立5G時代的傳播新格局。

3 5G背景下地面數(shù)字電視廣播的應用

3.1 地面數(shù)字電視廣播為媒體融合提供渠道

5G背景下，地面數(shù)字電視廣播為媒體的融合提供可供選擇的渠道。在立足傳統(tǒng)廣播電視媒體的前提下，媒體行業(yè)拓展互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字廣播的應用方向，實現(xiàn)電視向互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展。以歐洲數(shù)字電視HbbTV業(yè)務模式為例，其采用傳統(tǒng)電視廣播兼容互聯(lián)網(wǎng)的模式，這種雙模式終端，實現(xiàn)了廣播電視連接與互聯(lián)網(wǎng)端的連接，除了一些傳統(tǒng)的電視節(jié)目外，一些網(wǎng)絡節(jié)目如體育賽事直播、微博等，也可以融入到地面數(shù)字電視廣播中。正是5G技術(shù)的應用，突破了傳統(tǒng)地面廣播電視的限制，為媒體融合提供了技術(shù)支持[4]。

3.2 地面數(shù)字電視廣播與多媒體應用的融合

我國的地面數(shù)字電視廣播標準在2011年被國際電信聯(lián)盟（International Telecommunication Union，ITU）確立為地面數(shù)字電視D系統(tǒng)，實現(xiàn)了地面數(shù)字電視廣播向國際標準的發(fā)展，地面數(shù)字電視廣播能夠?qū)崿F(xiàn)8 MHz帶寬內(nèi)32.486 Mb·s-1的凈載荷數(shù)據(jù)傳輸率，實現(xiàn)固定接收和移動接收。自2011年地面數(shù)字電視廣播發(fā)展至今已經(jīng)有11年的歷史，行業(yè)積累了豐富的具有知識產(chǎn)權(quán)的地面數(shù)字電視廣播標準及技術(shù)。在5G背景下，互聯(lián)網(wǎng)與地面數(shù)字電視廣播的融合傳播平臺構(gòu)建有足夠的技術(shù)支持。發(fā)揮地面數(shù)字電視廣播的特點、優(yōu)勢，以音頻廣播為切入點，實現(xiàn)視頻、音頻、數(shù)據(jù)等具有互聯(lián)網(wǎng)模式的融合媒體平臺，再結(jié)合移動媒體的便捷性、傳播范圍廣、受眾多等優(yōu)勢，利用手機、平板電腦、車載設備等終端，行業(yè)能夠在較短時間內(nèi)建立完整的生態(tài)體系。

4 5G背景下地面數(shù)字電視廣播發(fā)展趨勢

4.1 地面數(shù)字電視廣播發(fā)展趨勢

我國地面數(shù)字廣播發(fā)展經(jīng)歷了持續(xù)發(fā)展的過程。2011年，確立第四個數(shù)字電視國際標準；2015年，數(shù)字電視地面廣播傳輸演進系統(tǒng)DTMB-A；2018年，實現(xiàn)單頻道單點發(fā)射超高清電視無線覆蓋，4K超高清電視地面廣播技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化成為發(fā)展趨勢。2018年，華為5G技術(shù)測試的通過，使得5G技術(shù)在我國廣播電視業(yè)務中有了更多的融合發(fā)展可能。歐洲第二代地面數(shù)字電視廣播標準DVB-T2提出了時間頻率切片這種可提高無線網(wǎng)絡頻譜利用效率的新技術(shù)。美國采用的層分復用技術(shù)，又稱為云廣播，也是運用了5G無線接入技術(shù)。我國地面數(shù)字電視廣播未來也會廣泛地應用5G時代的相關(guān)新技術(shù)，如音視頻編碼技術(shù)、高動態(tài)HDR技術(shù)、全息音頻3D Audio技術(shù)、HTML5呈現(xiàn)技術(shù)、智能操作系統(tǒng)、人工智能語音識別技術(shù)以及音視頻大數(shù)據(jù)分析推薦技術(shù)等。5G技術(shù)的發(fā)展及相關(guān)標準的確立，使未來地面數(shù)字電視廣播逐漸應用單載波頻分復用技術(shù)以及海量用戶的MAC層接入技術(shù)。從發(fā)展趨勢來看，未來地面數(shù)字電視廣播的發(fā)展會呈現(xiàn)出交互性、移動性、應急能力、可管可控等特點。

4.2 5G電視廣播技術(shù)標準與應用

5G背景下，廣播電視網(wǎng)絡與移動通信網(wǎng)絡融合成為重要的趨勢。2020年12月，歐洲廣播聯(lián)盟（European Broadcasting Union，EBU）發(fā)布了技術(shù)規(guī)范《用于線性電視和廣播服務的5G廣播系統(tǒng)：基于LTE的5G地面廣播系統(tǒng)》（ETSI TS 103 720）。2018年，國家廣播電視總局無線交互廣播電視工作組成立。該工作組是針對5G技術(shù)發(fā)展而設立的專門從事無線交互廣播電視技術(shù)研究工作的平臺，負責制定5G背景下的無線廣播行業(yè)標準，其下轄的專題組名稱與職責如表1所示。

表1 無線交互廣播電視工作組技術(shù)組下轄專題組名稱與職責

2020年8月，無線交互廣播電視工作組累計召開了十余次會議，圍繞多項關(guān)于5G廣播的標準制定工作進行了協(xié)商。5G廣播總體技術(shù)要求對5G廣播總體架構(gòu)、架構(gòu)內(nèi)各子平臺的組成模塊及功能、各子平臺相互之間的接口及功能等進行定義，如《5G廣播視音頻業(yè)務安全技術(shù)要求》《5G廣播大塔與終端接口技術(shù)要求》《5G廣播融合智能終端技術(shù)要求和測量方法》等一系列標準。其中，《5G廣播核心網(wǎng)技術(shù)要求》標準組由22家單位組成，主要內(nèi)容涉及對5G廣播核心網(wǎng)功能單元、接口和處理流程（包括傳輸資源配置、鑒權(quán)認證、內(nèi)容保護及播控管理等）的規(guī)定。5G背景下，地面數(shù)字電視廣播可以發(fā)揮自身的優(yōu)勢，通過技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)廣播與通信網(wǎng)絡的融合，將有線與無線的各自優(yōu)勢應用于地面數(shù)字電視廣播，達到內(nèi)容、技術(shù)、網(wǎng)絡相融合的智能化地面數(shù)字電視廣播[5-6]。

5 結(jié) 語

隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展，人們消費水平的不斷升級，傳統(tǒng)的地面數(shù)字電視廣播已經(jīng)難以滿足廣大用戶的現(xiàn)實需求。5G時代的到來，極大提升了移動通信網(wǎng)絡的速度，能夠為地面數(shù)字電視廣播提供更加豐富的音頻內(nèi)容，也為地面數(shù)字電視廣播提供了更加便捷的傳播渠道。2020年，河北廣電網(wǎng)絡集團和中國廣播電視網(wǎng)絡有限公司在北京冬奧會核心區(qū)部署、開通河北省省首張700 MHz 5G試驗網(wǎng)絡，并啟用10個基站，率先打通首個5G VoNR高清通話，成功實現(xiàn)5G高清AI攝像頭端到端業(yè)務測試。5G、云計算、人工智能、機器視覺等技術(shù)得以融合應用，也體現(xiàn)出了廣電700 MHz 5G網(wǎng)絡的優(yōu)越性能。在未來，5G技術(shù)與地面數(shù)字電視廣播的融合，會在安防、環(huán)境監(jiān)控、賽事轉(zhuǎn)播、智慧旅游等更為廣泛的領(lǐng)域應用。