基于5G技术在三维电视数据通信中的模型设计

程芳

摘要：多媒体视频领域的发展方向为三维视频和数字超高清视频，这两类视频要有快速而又准确的数据传输作为基础，如何在有限的存储空间和传输带宽基础上提供高质量的视频数据成为数字视频技术新的研究方向。分析了三维电视发展中的数据传输问题，阐述了5G通信技术，并将两者相结合，以能快速且无失真的数据传送为研究论点，通过模型设计论证5G技术在三维电视通信中能较好地完成所需目标。

关键词：三维视频;5G技术;模型

中图分类号：TP3        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）26-0040-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： The development direction of multimedia video is 3D video and digital ultra HD video. These two types of video should be based on fast and accurate data transmission. How to provide high-quality video data based on limited storage space and transmission bandwidth has become a new research direction of digital video technology. Analyzed the data transmission problem in the development of 3D TV， and expounded the 5G communication technology. And combine the two to make data transmission with fast and distortion-free data. Through the model design， the 5G technology can better accomplish the required goals in 3D TV communication.

Key words： 3D video; 5G technology; model

日本作为3D电视产业发展大国，预计在2030年，实现用户友好型广播服务与全新的3D电视服务。我国从2012年1月1号，开通首个3D电视节目，频道内容主要包括动漫、体育、专题片、影视剧、综艺等类型的3D电视节目以及重大活动的现场转播[1]，3D栏目自开播以来困难重重，且收视效率低.近几年来受4K电视技术的冲击，3D电视进入瓶颈期。另外3D电视节目需要传输的数据比较多，因此就需要研究各地方的信号通道能否承担的起3D电视节目信号的传输。信号传输的局限性使得3D电视的信号无法到达某些地区，从而也导致了3D电视的普及度较低，这也是当前我國3D电视节目面对的主要困境。

1 3D电视传输原理

3D节目需要高效压缩，才能满足存储空间和网络带宽的有限性，减少传输时间。中国的3D电视实验频道是通过中星6A卫星覆盖全国大部分地区，采用卫星通道加密传输，并在全国各地有线数字电视网络的基本频道中传送。拥有有线数字高清机顶盒和3D电视机的用户可以收看到立体效果的电视节目。3D电视传输基本流程如图1所示。

2 5G技术及其关键技术

2.1 5G技术

5G技术能将数据传输速率提高到几十Gb/s，其峰值速率相比较4G技术将增长数十倍，满足用户的负荷量，另外端到端延时5G只需要几毫秒。随着5G技术的发展，5G 广播网络覆盖范围既可以局限于某个特定的区域，也可以扩展到更广阔的区域，甚至能实现全国范围的覆盖。5G技术可以应用到3D、虚拟和增强现实（VR/AR）等媒体和娱乐领域。各代的移动通信特点如表1所示。

2.2 5G的关键技术

（1）新型多天线传输技术

5G技术天线在设计的过程中结合了LSAS技术[3]，加入了垂直方向的波束，这样就可以在垂直方向和水平方向都同时放置天线，可以避免传统天线安装困难，另外引入有源天线可以避免了干扰，降低了天线之间的干扰。5G天线组成了密集的网络（更小的蜂窝）来增大它的覆盖范围。

（2）高频传输技术

传统的通信工作频率是在3GHZ以下，为了能得到更多丰富的频谱资源以及缓解当下的频谱压力，可以使5G在多个频率上运行。这样同时也解决了3D电视信号的传输时需要更宽的带宽。

（3）密集网络技术

随着移动网络流量和用户体验度不断地提高，通过加密小区部署来提升空间的利用率，是解决无线系统容量的关键。5G超密集组网的站点的方案，有传统宏站+室分方式渐渐向宏微协同。

（4）设备间直接通信

设备之间直接通信简称D2D技术，相邻的设备之间不需要通过节点，可以直接数据传输，能实现机器到机器瞬时通信，这样就节约能耗，提高效率和数据服务。

纵观5G的关键技术，我们会发现阻碍3D电视的发展主要是带宽不足以及网络延迟，而在5G电视的关键技术中天线传输技术，高频传输技术以及设备间的通信技术中恰恰能解决。这样就更加确定了5G在3D电视中的运用。

3 当前电视传输技术

全电视信号通过电视台或者是电视转播车将信号加载到微波信号上，通过电缆传送到发射塔上，再通过天线将信号传输出去，或者电视台将信号通过卫星中继传输，再通过光缆传输，再到各家各户，如果是数字电视需要通过电视解调器，进行转换。如图2所示。

4 5G技术在3D电视中的模型设计

近些年来，人们更加追求新兴质量，沉浸式的音视频效果，如3D、VR/AR等，电视机作为普及度较高的电器，如果把这些音视频效果能结合到电视上来，大家就不用足不出户，可以在家观看。3D电视于是应运而来，但是之前3D电视技术的不成熟以及节目数量的限制，使得3D电视很快进入瓶颈期。5G技术的更新，将会应用于各个领域，包括3D电视的发展将会起到很大的促进作用。

5G是通过多个基站的融合组网，覆盖一个较大区域，甚至是实现全国范围的覆盖。网速比较快，以及传输延迟时间非常短，比较适合用于3D电视节目的传播，用一个3D电视直播作为模型加以说明，如图3所示。

这里的TV转播车需要具备一定的功能以全国首辆3D电视转播车为例它需要的配置有2D/3D同播系统，目前还是以2D为主，3D为辅，3D系统信号格式为Dual link 3G，同时具备1.5G 3D压缩信号输出的能力，有3D处理层，2D/3D摄像机，2D/3D兼容切换台，多个3D工位，全车智能监控系统。TV转播车转换成3D电视信号，通过5G基站发射出去，目前3D电视信号采用的是卫星覆盖或者有线接收的形式通过高清机顶盒接收，具备收看3D功能的电视就可以了。

目前电视机接入网络以电信为例可以通过一条网线，一头接入路由器的LAN口，一头插入电视机的网络端口，再通过电视机的主界面进行系统设置，电视机会自动识别并获取路由器分配的TP地址，這样电视机就可以连入网络，如果是换成5G网络，因为它的协议是802.11ac，普通的3D液晶电视可以通过网络智能盒子接入5G网络中，因为智能盒子是安卓系统，网络功能比较丰富。这样我们就可以将3D电视的数据通过5G技术转入到用户的电视机上，就可以解决了3D电视传播的难题。

5 结语

随着5G技术的发展及应用，对3D电视传输起到强力的保障作用，通过5G技术在三维电视数据通信的模型设计，论证了5G技术在3D电视中有着较好的发展可行性。

参考文献：

[1] 王文东.我国3D电视节目的困与路[J].当代电视，2015，7：58-59.

[2] 李继龙.5G 广播技术需求[J].有线电视技术，2018，10：27-30.

[3] 何晓露.5G 无线网络及关键技术[J].电子技术与软件工程，2018，12：12-14.

[4] 钱程.浅谈广播现场直播的信号传输方式[J].无线互联科技，2012，10：238-240.

[5] 郝建民.5G 无线通信技术发展跟踪与分析[J].现代信息科技，2018，12：67-68.

【通联编辑：代影】