5G和UHD 8K——正在形成共生关系

孙琳琳

为了加快美国5G部署，FCC正在推行它所谓的“5G FAST（促进美国在5G技术上的优势）计划”。该计划的策略之一是向市场释放更多频谱。届时将释放约5GHz带宽的高频段频谱，覆盖24GHz、28GHz、37GHz、39GHz和47GHz频段。

更具穿透性的中频带是一个在进行中的工作，目标带宽为844MHz，覆盖2.5GHz、3.5GHz和3.7-4.2GHz频段。5G所需的这些频谱带宽将通過如正交调幅（QAM）、载波聚合（CA））和多输入多输出（MIMO）等技术，被用于每个基站提供20Gb/s下载和10Gb/s的上传能力。

新兴服务

5G技术具有新兴服务必备的特征：增强移动宽带（eMBB）、海量机器类通信（mMTC）和超可靠低延迟通信（URLLC）。这些服务将提供一个“随时随地”访问实时广播媒体的平台，用于内容采集和内容分配（5G和超高质量内容创建和分发、广播和有线电视）。5G网络中的服务质量（QoS）和弹性将从根本上提高终端用户的体验质量（QoE），这是决定用户参与度和忠诚度的最重要因素，尤其是对于如UHD 8K这样的高质量内容。

Q o E被定义为“衡量客户服务体验的愉悦或厌烦程度”，它关注的是整个服务体验，而不仅仅是5G提供的服务质量。UHD 8K每帧有超过3300万像素和680亿种可能的颜色，包含了待被制作成艺术、新闻报道和知识模式节目的巨量数字比特。

事实上，UHD 8K几乎产生一种“3D”效果，在像素密度、视场和色域方面都接近人类的视力。它提供了一种类似于“从开着的窗户往外看”的体验，并引起更强烈的QoE感官体验（表1）。技术变革是观众习惯的驱动力，而UHD 8K提供了一个将观众带回大屏幕的好机会。

驱动力

对5G提供的高速低延迟传输网络的需求非常适合UHD 8K。在120Hz帧率、12位色深和4：4：4采样时，UHD 8K数据速率为143Gb/s。采用HEVC编码，可以达到200Mb/s的比特率。未来的视频压缩标准通用视频编码（VVC）的效率比HEVC高出40%，进一步降低了UHD 8K的比特率，并接近每台设备100Mb/s的最小5G网络容量。

很明显，UHD 8K是5G商业投资的一个应用场景和驱动力，并且很可能作为最初的5G应用。此外，5G网络架构确保了UHD 8K分发的QoS和QoE。观众的参与度和忠诚度将反过来提高5G网络和UHD 8K内容创作的投资回报率。5G和超高清8K之间的互利关系使它们形成真正的共生关系。

广播并不存在于真空中——它与环境共存，而5G和UHD 8K技术是未来和相关的环境。要想生存，广播公司必须与它们共同发展和转型（VSON管理网络复杂性）。

为了管理这种转换的复杂性，应该采用一种可行的系统方法。在可行系统（VSON）方法中，5G网络和广播网络是VSON运行中的两种服务。我们可以将VSON的这种特殊应用称为“融合媒体系统”（CMS）（图1）。

C M S为U H D 8K视频用户提供了从内容创建到分发的端到端解决方案。我们立即认识到策略、控制、编排、监测和智能在此转换过程中的重要作用。换句话说，这种产业转型绝非易事：它需要一个系统来改造一个系统。B&P