5G 在未来广播电视技术中的应用探讨

田 蕾

（安徽省安庆市新闻传媒中心，安徽 安庆 246000）

0 引 言

5G 技术在近几年已经逐步发展开来，在各行各业中的应用逐步形成了一系列配套发展技术支撑，特别是在广播电视行业的发展过程中，5G 技术的一系列优点可以大大拓展广播电视技术自身的发展能力。为此，构建基于未来的5G 广播电视发展融合开发模式，将会确保广播电视在未来的发展转型中取得先机，更好地服务客户，提升自我发展能力，实现可持续发展的战略目标。

1 5G 技术简述

5G 是基于新一代移动蜂窝信息网络技术而形成的无线化、集成化网络通信技术。5G 通信技术的开发是集合多维输出系统（Multiple Input Multiple Output，MIMO）、非 正 交 多 址 接 入 系 统（Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA）、滤波器组多载波（Filter Bank Multi-Carrier，FBMC）等多种系统为一体的、面向群服务架构（Service-Oriented Architecture，SOA）的新一代移动通信技术[1]。

5G 技术能够实现不同网络的融合，大大拓展网络信号传输流量，在广域范围内实现信号传输与智能开发的融合。由于5G 通信技术嵌入了多维输出系统（MIMO）、编码调用系统、新型滤波器（FBMC），输出功率比4G 高出100 倍以上，最高传输速率高达10 ～15 Gb·s-1[2]。由于5G 技术的高传输速率特征，应用5G 通信技术之后，网络信息的传输时间大幅缩减，5G 通信网络的应用实现了低延时、低损耗、高通量的信息数据可以全面快速传输。此外，5G 网络体系以光纤传输为基础，保证了5G信息传输过程的安全性，所以新一代5G 通信技术的推广应用，使得移动互联网领域产生了一轮新的变革，智能化、联网化、场景融合化的多业态开发技术，纷纷利用5G 通信网络，完善自身的系统架构，有效实现了自身效能的提升[3]。

5G 技术通过促进用户终端与网络联通设备之间的融合，网络联通设备与智能应用设备之间的融合，智能应用设备与整个网络节点的融合，从而达到万物互联，形成了低延时信号处理、广覆盖信号分布、大通量信号传输的技术开发应用模式[4]。5G技术的发展继承于4G 技术，但是其流量的及时性、网络信号的广覆盖性和网络信号敏感率均大幅度优于4G 信号，能够使社会生产和生活中的各类智能终端实现信号的瞬时连接和低延时应用，对于推动社会发展、促进技术升级、实现“互联网+”，均能产生巨大的效益。

2 5G 技术与广播电视技术的融合应用

2.1 5G 技术与广播电视传输技术的融合

5G 时代，5G 技术与广播电视传输技术全面融合。在5G 技术中，广播电视声音信号、图像信号等，经由编码器进行信号编码，完成信号编码之后形成无线信号，这些信号被压缩之后成为源码，源码被导入广播电视传输系统中[5]。随后，在广播电视传输系统中的源码会被重新解码，形成全新的数字化信号。这些数字化信号在广播电视传输系统的信道中进行快速的传递。当这些信号到达广播电视信号接收终端时，经由解码系统重新将数字信号进行解调，最终把数字信号重新转换为声音信号、图像信号。这一过程被称为信号的转制。经过转制之后的声音信号、图像信号等，通过终端无线信号接收器接收信号，最终呈现出清晰的声音、图像。

在5G 信息网络时代，广播电视传输系统采用5G 高通量、高速度的信号传播模式，使广播电视传输系统的前端信号压缩、中端信号传输、后端信号转制等过程的效率大幅度提升，信号的清晰度、精准度全面改善，信号的流通量大大扩展。正是由于5G 通信技术的应用，才使广播电视传输技术向大通量、广覆盖、高速度、低延迟的方向进行全面转型。由于5G 通信传输过程采用了新型的非正交多址接入技术（NOMA）、多载波调制技术（FBMC），因此5G 通信技术传输信号的速度最高峰值可以达到15 Gb·s-1，实现毫秒级的传输速度[6]。同时，由于5G 信息传播载体是以光纤网络为基础而形成的，因此它又利用了光纤网络信号无损耗的特征，极大地提高了信息传送过程的稳定性、效率性。

2.2 各类数字信号的合成与呈现

5G 技术与广播电视技术的融合发展，进一步推动了各类数字信号的合成与实现。这种合成与实现在可预计的未来主要集中于3D 立体环绕信号的构造与合成、虚拟现实与增强现实信号的信号模拟、合成高清数字信号传输转换过程的混合合成、多视角360 度立体式数字视频信号的全方位合成，这4个应用领域是当前阶段及未来可能的阶段内数字信号合成发展的主流方向，同时也是广播电视技术依托于5G 技术而实施的技术改造与提升[7]。正是通过这种以5G 技术为基准支持架构的技术流的应用，才使得低延时网络信号得以快速传播，同时也通过5G 技术的应用开发，使得广播电视信号实现了虚拟信号的组播加单播合成模式开发，大大拓展了广播电视信号的多元应用能力[8]。而且这种混合式多通路的主播技术可以实现对不同移动应用终端的信号传输。

2.3 广播技术架构的重整

5G 技术与广播电视技术的融合，还可以大大促进广播电视技术架构的重整。原来4G 时代的广播电视技术架构是基于集成式的信号处理系统而搭建的分层次的广播信号架构。这种传统的分层次式的广播电视信号技术传输架构，具有信号集合约束性强、信号传播稳定性高、信号传播受干扰程度小等优点。但是，也存在着信号分层过多，信号传输过程损耗严重，信号传输过程中的延时相对较长，信号接收系统经常受到其他信号的干扰等问题。此外，这种广播电视信号传输架构所传输的信号通量相对较小，集合发出的信号信息内容承载模式单一化。这些都大大阻碍了在信息化时代广播电视信号多元化、多模式和多城市发展的趋势。而应用融合了5G 技术的广播电视系统，可以很好地克服上述问题[9]。

3 5G 技术在未来电视广播技术中的应用

3.1 推动5G 信号应用下的移动视频业务发展

未来，基于5G 技术开发模式下的广播电视技术应用，必然加速推动广播电视向着移动视频业务转型发展。由于新的以5G 为基础的广播电视信号传播架构改变了原来的广播技术架构组成，实现了由集合式广播电视信号传输向扁平化广播电视信号传播的架构重整。在这种情况下，基于大数据、云计算和交互化的模拟信号处理都能够依托5G 信号的低延时性、大容量性和全覆盖性等特点得以在这种情况下发挥有效功能[10]。广播电视5G 信号依托下的信号传输过程能够智能化、自动化地集合不同客户的信号处理需求，从而推动5G 广播信号的移动视频开发模式效能提升，依据多通路的动态组网模拟信号，在更大信号通量上实现高频谱的信号接收和信号转制，让更多的广播电视信号以移动视频信号的转制结果呈现在移动终端上。

3.2 加强5G 信号应用下的广播电视制播功能提升

5G 技术在未来广播电视应用中还进一步加强了广播电视制播能力的提升。由于随着5G 技术发展起来的交互信号应用、虚拟现实/增强现实信号开发、3D 环绕信号的拓展与超清4K、8K 等广播电视信号的集合能力提升，使得广播电视的采、编、播等环节产生了变革性的发展，最终使得直播信号得以提前通过远程控制、多视角联动、多信号回路组合和低延时、实时化信号传输，达到了对广播电视信号的提前直播。此外，由于5G 信号能够以更高的频谱实施信号的传输和信号的收集，所以对于不同轻量级的演播室，能够在节目播出时实现直接的信号互动和实时连线，减少了信号之间的连线延时程度，拓展了计算传播设备的存储管理能力，大大增强了视频信号编制、管理、存储、播放的效能，从而使得广播电视信号的制作与利用能够极简化，随时随地依据存储的逻辑素材，达到对广播电视信号编排的直接生成和应用。

4 结 语

5G 技术在未来的广播电视技术应用开发中扮演着至关重要的角色。无论是移动视频业务的发展，还是直播功能提升或者多通路信号的接收，5G 技术都对未来广播电视技术的发展壮大、创新开发起着至关重要的作用。5G 技术是推动广播电视实现客户拓展，提高服务水平，强化全面服务效能提升的重要手段。