5G通信技术与广播电视技术融合发展的研究

秦泗超

【摘要】近年来，随着我国通信市场的快速发展，广播电视传输技术也不断发展更新，并逐渐建设成为一张可承载多业务的综合信息网络。在信息技术飞速发展的今天，如何将5G信息通信技术与广播电视技术相结合是一个亟待解决的问题，也是新一代的广播电视运营商需要思考的问题之一。本文介绍了5G通信技术及其特点，讨论了5G与广播电视技术的融合发展。

【关键词】5G通信广播电视技术;4K超高清;C波段

中图分类号：G241                    文献标识码：A                     DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.07..070

由于5G采用的通信技术具有比以往几代的通信效率更高，速率也更高，延迟率低，容量也较大的特点。可以这样说，这是目前民用通信领域最先进的技术之一。2019年6月6日，工信部已向三大电信运营商和中国广播电视网络有限公司颁发5G业务牌照，标志着5G与广播电视技术的融合发展正式迈入高速发展轨道。目前，中国广电5G商用市场正在加快布局中。近年来，广播电视行业正积极响应国家的号召，逐渐向媒体融合、IP化、大数据、智能化、模块化方向迈进。如何实现5G通信技术与传统广播电视技术更好地融合和发展，使党的主题、党的声音通过5G+广播电视传输得更加响亮、范围更广、老百姓使用更方便，这也是我们身为广播技术人员身上的责任所在。

1. 5G通信技术给广播电视带来的影响

5G通信技术与传统4G技术相比而言，具有高传送速率、大传送容量、低时延等优势。在速率方面，5G的网速是4G网速的10倍以上，在5G网络环境比较好的情况下，一个1GB的文件只需几秒钟就能下载完毕，最高不会超过10秒钟。

5G技术在处理人的延迟感受上取得了巨大进步。人类正常的眨眼时间是100毫秒，而5G技术的延时是以毫秒级计算的，可以达到4G的十分之一。在实际使用过程中，比普通4G用户的下载速度迅速很多，在语音以及视频方面的交互体验也更为流畅。除此之外，在容量上，5G网络的连接容量更大，同一个连接单位可以支持50以上终端的使用。同时，还可以保证100Mbps以上的下载速率体验。

客观来说，4G通信技术已经可以满足广播电视的相关服务。而5G技术下的高传送速度给用户提供了更多，更全面的体验，也为用户提供了更多可能性。这些全新，全面的交互与体验是传统广播电视无法满足的。事实上，现实当广播电视发展上述视频等服务时，会面临终端用户对音视频、图像等服务需求量增加，导致对流量的需求成几何指数型增长。因此，势必会降低移动通信的服务质量。在这样的情况下，单纯的移动宽带已经无法满足这些需求。因此，5G技术在广播电视领域的应用已经成为了必然趋势。例如，通过采用5G技术实现电视终端用户增加方案，抑或是采用5G的邊缘计算技术，通过在边缘设备上执行数据分析，可有效应对数据爆炸，减轻网络的流量压力。边缘计算能够缩短设备的响应时间，减少从设备到云数据中心的数据流量，以便在网络中更有效的分配资源，达到流媒体高效传输服务的目的，进而提高广播电视服务的效率和质量。

2. 5G通信的关键技术与其优势

5G通信技术利用更高的频率资源，使其具有较高的传输速率。5G的核心技术和优势如下：

首先，5G网络应用了切片技术。像是一段公路，5G不只是扩展了赛道，还可以同时通过更多的车辆。根据“车辆”的类型、线宽可分为不同的片层，并可指定不同用途的不同片层。在行驶中，它不仅提高了车速，而且防止了交通堵塞。在上一代的通信技术中，他们只是延伸了“道路”，没有很好的规划和分类。另一方面，5G通过这项技术提高了公路的容量利用率，真真实实地做到了迅速。其次，新型网络架构。当前的4G LTE接入网，应用的架构是网络扁平化结构。这种结构可以一定程度上减小了系统时延，及降低建网与维护成本。而5G则采用C-RAN接入网架构。该结构是基于集中化处理、协作式无线电以及实时云计算的绿色无线接入网构架。在C-RAN构架下的核心技术方案，是以较低成本的高速光传输网络为基础，通过远端天线和集中化的中心节点间传送无线信号，以此搭建出覆盖上百个基站服务区域，甚至可以将无线接入网系统覆盖到上百平方公里。C-RAN架构的优势很多，它适于采用协同技术，能够减小干扰、降低功耗、提升频谱效率。同时，动态化的智能化组网，可以集中处理信息，有利于降低成本，便于维护，减少运营支出。第三，5G通信也应用了波束赋形的技术。波束赋形是一种使用传感器阵列定向发送和接收信号的信号处理技术，能实现在所有方向上传输的无线电波固定在用户的一个方向上，使无线传输的方向会随着用户的方向而改变。因此，5G通信采用微基站、波束赋形、多布局等模式，大大提高了网络通信的稳定性和质量。最后，5G通信部分放弃传统蜂窝通信组网方式，也就是说5G不采用以基站为中心的方式实现小区覆盖。因为传统蜂窝通信基站无法实现移动，灵活性上的限制极大。考虑到用户增量的不断扩大，5G通信技术采用D2D技术方式来实现用户多场景、多环境、个性化的需求。由于D2D技术的理念和逻辑是以去中心化来实现终端间通信，进一步完成拓展终端接入。D2D技术特点是通信距离短，信道传送质量高。因此，D2D技术可以实现高效率数据传输、低传输延时以及低运载功耗等效果。由于可以利用广泛分布的终端，建立灵活的网络构架，进一步增加覆盖面积。为用户提供更为灵活和稳定的网络服务。

3.  5G技术在广播电视技术融合发展

目前，广播平台的网络服务主要通过通信技术提供个性化服务，容易浪费大量的宽带和服务器资源，网络服务质量不高。因此，为了减少宽带和服务器的消耗，提高网络质量，5G采用了内容发布技术，内容发布技术主要包括缓存、基于广播的索引等技术，内容被传递到最近的用户服务点。这个过程是通过整体网络负载均衡技术，通过共享重建机制，通过远程pop来解决用户的需求，并将用户的需求传递到最近的内容服务点，来获得内容源的响应。

3.1 应用5G技术提升广播网抗干扰

目前，移动互联网终端产生了大量的电磁波信号。在空中，不同频率的电磁波相互交叉。电磁波在传播过程中，受到各种障碍物的影响，许多电磁波在同一端相互干扰，由于5G技术优势在于高穿透力，以及高效能。因此，使用5G技术进行数据汇集传递，再分发至终端，可以减少信号障碍和干扰，使信息传输更加快速准确，为用户提供更好的服务。

3.2  5G技术应用模式更新

目前，ATSC编码是我国广泛采用的数字电视标准，各种网络技术和电子技术也在其中得到应用。多层数据信号和信息传输平台设置采用分层复用技术，这种技术是指在发射端将重叠频谱等多个信号混合，在同一信道中发射。如果能在一定技术支持下提高接收信号的质量，就可以完成所接收信号的分离。进而获得良好质量的多个信号。应用5G技术恰好可以完成高质量信号的发射与接收，再应用信号分离设备，就可以完成多项信号的使用，这样不仅可以播放或传输电视领域的高质量视频，也可以实现提升更多终端上软件的运行效果，进一步完成升级应用技术的效果。

3.3  5G高科技融合设备

5G技术作为第五代移动通信技术，可以同时传输语音信息和视频信息，提高数据传输的速度和效率，满足广播行业的需求。与目前的4G技术相比，5G技术具有自动加密功能，可以传输信号和信息;另外，5G设备由于体积小、运输和携带方便，集成度高、安装方便，这种设备质量高，可以长期使用，体验感远高于其他设备。最后5G设备大多属于块类型，可以满足不同用户的个性化需求。

3.4  C波段广播电视卫星接收与5G干扰

根据电视卫星接收系统设备的构成以及目前所使用的C频段LNB工作频率3400MHz——4200MHz，与5G基站所使用的频率3400MHz——3600MHz来看。当卫星接收站的干扰信号总功率超过-60dBm时，低噪声变频放大器将产生饱和干扰。另一方面，经过变频的L频段5G信号到达接收器的功率过高。当5G干扰信号接近LNB功率-60dBm时，L频段输出的信号功率为0dBm。根据广电行业标准，卫星接收功率范围应为-65dBm～-30dBm。过高的电频会造成下级卫星接收机发生饱和干扰以及阻塞干扰。

3.5  5G智能移动广播技术

在未来的发展过程中，广电5G技术的融合也将推动智能电台、智能广电设备等模块的发展。5G技術的应用可以促进智能技术的发展，智能移动通信领域有更多的传感器将广泛应用在智能移动广播行业中，5G技术的应用同时还可以构建一个完整的移动编辑系统，使编辑人员在现场接收到信息后，可以通过智能手机等移动设备访问支持5G的后台系统，使媒体稿件的制作不受时间空间的限制，并使信息传输系统更加完善形式更流畅、更丰富。

3.6  5G通信技术在广电行业的其他应用

最近几年来，广播电视不只在传播领域产生了改变，而且逐渐发展成为以移动优先为核心理念的融合媒体。现在网站上建立了全媒体移动处理系统，使编辑者可以在第一新闻现场基于互联网和移动终端，真实促成全媒体稿件的制作流程。5G通讯技术的综合运用，使得稿件制作效率更高。

4. 5G通信技术与广播电视技术的融合保障策略

以上分析表明，5G技术与广播电视的全面融合提供了丰富的战略成果。然而，要保证两者的融合效果，需要采取多种保护措施。广播行业各公司要通过5G技术和5G技术分析的应用模式和具体路径，加快对新变化的认识。在此过程中，各个公司要在融合5G技术方面提供一定的资金投入支持，以提高5G设备的使用率。对于每一位管理层，都应该全面落实5G技术的战略变革，真正把5G技术与广播电视在战略层面上融合起来。另外，5G技术与广播电视技术的融合，需要一批高素质人才为支撑，广播公司要加快引进和培养高素质人才，特别是在引进各类5G新技术时，要进行全面的内部培训活动，确保5G新技术的全面应用。

5.总结

5G技术与广播电视的全面融合具有良好的战略效应，是我国广播电视产业发展的重要方向。在发展过程中，中国广播业要积极厘清5G尖端技术带来的动态内容，厘清5G技术为广播业带来的各种可能性，结合5G技术相关内容，实现广播电视的创新和产业发展。对于广电行业的员工来说，要在自己的工作过程中学习5G技术和广电融合的知识，落实终身学习的理念，提高对5G技术和广电融合的认识，最终促进5G背景下广电产业的长期稳定发展。

参考文献：

[1]李海军.5G时代媒体融合发展对策研究[J].中国广播电视学刊，2019，（5）：49-52.

[2]王治博.试论5G在下一代广播电视网中的应用[J].中国有线电视，2019，（3）：236-238.

[3]邹峰.5G广播电视演进和主要技术特点[J].广播与电视技术，2020，47（3）：16-20.