王勇

摘 要：本文簡要闡釋了5G技術(shù)的優(yōu)勢特征與常見應(yīng)用形式，針對傳統(tǒng)廣播電視業(yè)務(wù)在5G環(huán)境下產(chǎn)生的變化進(jìn)行了大體分析，圍繞網(wǎng)絡(luò)融合架構(gòu)設(shè)計、5G+AI技術(shù)、5G+VR/AR技術(shù)、FPGA技術(shù)、5G與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合五個層面，探討了5G技術(shù)在廣播電視領(lǐng)域的具體應(yīng)用，以期為5G時代廣播電視技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：5G技術(shù);廣播電視;網(wǎng)絡(luò)架構(gòu);物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：G220 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-5079 （2020） 05-00-02

一、引言

當(dāng)前5G技術(shù)與廣播電視技術(shù)的融合已成為廣電行業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)方向，對此還需密切結(jié)合技術(shù)手段與業(yè)務(wù)需求為二者融合創(chuàng)設(shè)有效契合點(diǎn)，進(jìn)一步提升廣電行業(yè)的資源使用效率、內(nèi)容產(chǎn)出質(zhì)量與整體技術(shù)水平，為其實(shí)現(xiàn)更高層次的發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

二、5G技術(shù)的優(yōu)勢特征與常見應(yīng)用形式分析

（一）技術(shù)優(yōu)勢與特征

5G技術(shù)的全稱為第五代移動通信技術(shù)，該技術(shù)以蜂窩移動通信為核心實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的升級，可將網(wǎng)絡(luò)延遲控制在1ms之內(nèi)，促使數(shù)據(jù)傳輸速率得到大幅提升，并且適用于家庭、辦公等常規(guī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，依托有限網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商間的競爭實(shí)現(xiàn)價值效用，具有高速率、低延遲、大容量、低成本、大規(guī)模連接等性能優(yōu)勢，能夠?yàn)橛脩籼峁└觾?yōu)質(zhì)、便捷度更高的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。在技術(shù)特征層面，5G網(wǎng)絡(luò)的峰值速率可達(dá)Gbit/s標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足超高清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)等大型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸需求;利用空中接口模式可實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程、自動化控制，為遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程維修等業(yè)務(wù)的開展提供技術(shù)支持;5G技術(shù)的智能化特性還體現(xiàn)在能夠滿足多用戶需求，在組網(wǎng)條件下實(shí)現(xiàn)對多用戶的自動分組調(diào)整，可為5G用戶提供高達(dá)100Mbit/s的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體驗(yàn)[1]。

（二）常見應(yīng)用形式

1.廣播融合

將5G技術(shù)應(yīng)用于廣播電視技術(shù)領(lǐng)域，可使廣播內(nèi)容、服務(wù)形式得到系統(tǒng)優(yōu)化，為用戶提供實(shí)時訪問、非實(shí)時視聽等多種媒體內(nèi)容，使得媒體信息傳輸形式更加豐富，能夠滿足海量數(shù)據(jù)、文本信息的傳播需求。同時，5G網(wǎng)絡(luò)有效消除了對并發(fā)用戶量的限制，可依托多個基站為用戶帶來融合組網(wǎng)，在多個接入網(wǎng)下完成媒體文本、音頻信息的傳播。

2.遠(yuǎn)程制播

引入5G技術(shù)后可借助多個數(shù)據(jù)鏈路向制播平臺傳輸節(jié)目信息，再利用直播平臺向用戶傳輸節(jié)目制作內(nèi)容，在此過程中有效提升廣播電視節(jié)目的播放效果與視頻質(zhì)量，更好地滿足用戶需求、提高用戶滿意度。

3.應(yīng)急廣播

應(yīng)急廣播的傳輸內(nèi)容包含文本信息、多媒體數(shù)據(jù)、音視頻等，適用于緊急情況下向外界發(fā)出預(yù)警信息，然而受制于傳統(tǒng)廣播電視技術(shù)的影響，其信息傳輸速度有限，難以保障將預(yù)警信息同時發(fā)送給多個用戶，并且在部分緊急情況下生成的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量較為龐大，在傳輸過程中易加大信道業(yè)務(wù)負(fù)荷，甚至造成通信癱瘓問題。通過引入5G技術(shù)既可以保障在緊急狀況發(fā)生時第一時間向多家媒體發(fā)送應(yīng)急廣播，還可以利用廣播直接向用戶發(fā)送緊急信息，為用戶預(yù)留充足時間做好應(yīng)急準(zhǔn)備。

4.VR與AR廣播

VR廣播是指運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)與計算機(jī)設(shè)備模擬出與真實(shí)場景高度相似的虛擬環(huán)境，使用戶在觀看節(jié)目的過程中生成更加真實(shí)、流暢的體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)虛擬場景與現(xiàn)實(shí)世界的有效銜接，賦予用戶更具震撼力的體驗(yàn)與感受。而AR廣播是指將AR技術(shù)、計算機(jī)設(shè)備進(jìn)行高度集成，利用5G技術(shù)提升廣播信息的傳輸速率與傳輸質(zhì)量，其傳播速度可達(dá)10Mhps，使用戶僅需穿戴專用設(shè)備即可直接獲取到多種廣播信息內(nèi)容，進(jìn)一步優(yōu)化用戶對場景的體驗(yàn)[2]。

三、將5G技術(shù)應(yīng)用于廣播電視技術(shù)領(lǐng)域的具體體現(xiàn)探討

（一）傳統(tǒng)廣播電視業(yè)務(wù)在5G環(huán)境下產(chǎn)生的變化

1.業(yè)務(wù)種類得到豐富

5G環(huán)境下廣電行業(yè)創(chuàng)新推出了多種廣播業(yè)務(wù)，例如增強(qiáng)型移動寬帶、超可靠低延時通信、移動帶寬、短距離無線通信模塊等，在無線電通信部門的配合下進(jìn)一步擴(kuò)大了5G技術(shù)的應(yīng)用場景。同時，通過將5G技術(shù)與廣播電視技術(shù)融合，還創(chuàng)設(shè)了涵蓋5G組播業(yè)務(wù)、5G廣播類業(yè)務(wù)在內(nèi)的多項新型業(yè)務(wù)種類，均以廣播電視為載體實(shí)行信息傳播，配合多角度視頻、4K/8K超高清視頻、立體視頻等業(yè)務(wù)項目的推出，更好地滿足了廣播電視業(yè)務(wù)領(lǐng)域的多種訴求。

2.建立數(shù)字化電視廣播系統(tǒng)

在5G環(huán)境下新型數(shù)字化電視廣播系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，當(dāng)前廣播電視領(lǐng)域已采用點(diǎn)到點(diǎn)的內(nèi)容分發(fā)機(jī)制，利用蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)移動端視頻內(nèi)容的分發(fā)，而伴隨5G技術(shù)的引入，新型數(shù)字化電視廣播系統(tǒng)著力推出一種點(diǎn)對多點(diǎn)的內(nèi)容分發(fā)模式，圍繞更多固定終端、移動終端間實(shí)現(xiàn)視頻內(nèi)容的分發(fā)與傳輸，利用網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商完成大規(guī)模寬帶信息的分發(fā)與傳輸，同時有效滿足大規(guī)模視頻終端獲取、觀看視頻的需求，進(jìn)一步緩解了大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)信息傳輸所帶來的傳輸壓力[3]。

3.實(shí)現(xiàn)發(fā)展目標(biāo)重構(gòu)

當(dāng)前廣播電視領(lǐng)域針對其業(yè)務(wù)發(fā)展方向做出了明確規(guī)劃，基于自身業(yè)務(wù)優(yōu)勢進(jìn)行發(fā)展目標(biāo)的重新定位，致力于加大對電視混合業(yè)務(wù)的開發(fā)投入力度，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步增強(qiáng)廣播電視業(yè)務(wù)的交互性，針對廣播電視業(yè)務(wù)的資源渠道與功能性進(jìn)行有效豐富，借此更好地滿足多元用戶群體對于廣播電視業(yè)務(wù)的需求，為廣播電視領(lǐng)域的長效發(fā)展指引明確方向。

4.增強(qiáng)技術(shù)融合趨勢

將5G技術(shù)引入廣播電視技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)一步增強(qiáng)了技術(shù)融合趨勢，諸如反向信道技術(shù)、信道復(fù)用技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用為廣電業(yè)務(wù)中的用戶資源調(diào)配創(chuàng)設(shè)了有力支持，當(dāng)前反向信道技術(shù)已在商務(wù)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，未來廣電領(lǐng)域還將引入智能操作、語音控制等多元技術(shù)手段，供用戶通過語音指示即可完成網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)撥，滿足以辦公為代表的多種應(yīng)用場景需求。

（二）5G技術(shù)在廣播電視領(lǐng)域的具體應(yīng)用

1.網(wǎng)絡(luò)融合架構(gòu)設(shè)計

5G技術(shù)與廣播電視技術(shù)融合的主要目標(biāo)是滿足用戶的實(shí)際業(yè)務(wù)需求，例如實(shí)現(xiàn)無線通信領(lǐng)域的局部與區(qū)域覆蓋，實(shí)現(xiàn)公共廣播服務(wù)的開放接入;為雙向通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支持，并實(shí)現(xiàn)流量優(yōu)化;推進(jìn)局部廣播與區(qū)域廣播業(yè)務(wù)的協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)協(xié)同控制等。為有效滿足上述業(yè)務(wù)需求，還需結(jié)合5G技術(shù)與廣播電視技術(shù)的實(shí)際特征進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計，以無漫游網(wǎng)絡(luò)作為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建立的基礎(chǔ)，基于5G標(biāo)準(zhǔn)與LPLT、HPHT進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)部署，在有限網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)用戶面、控制面的有效分離，使用戶面與5G網(wǎng)絡(luò)共用傳輸網(wǎng)絡(luò)，控制面基于5G服務(wù)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)認(rèn)證計費(fèi)、資源調(diào)度、用戶管理等功能模塊的共享，并且以傳統(tǒng)廣播電視前端系統(tǒng)作為內(nèi)容/數(shù)據(jù)源，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制功能的有效分離，完成5G核心網(wǎng)架構(gòu)的設(shè)計。

在網(wǎng)絡(luò)融合架構(gòu)的功能模塊設(shè)計上，主要涵蓋內(nèi)容分發(fā)控制、廣播寬帶切換、用戶畫像生成、媒體控制等多種類型，致力于在雙向傳輸模式下實(shí)現(xiàn)對傳輸效果的系統(tǒng)優(yōu)化，并結(jié)合實(shí)際情況切換成新的虛擬網(wǎng)絡(luò)。其中UPCF模塊主要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行用戶行為分析、推薦具有針對性的內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)廣告精準(zhǔn)投放等;MCF模塊用于結(jié)合網(wǎng)絡(luò)情況、用戶終端能力、內(nèi)容分發(fā)模式等具體信息，調(diào)整封裝協(xié)議及內(nèi)容編碼，為媒體內(nèi)容、時間的同步化提供支持;CDCF模塊從時間、空間兩個層面出發(fā)，針對內(nèi)容訪問情況實(shí)行動態(tài)監(jiān)測，可在雙向通信模式下為用戶提供點(diǎn)播服務(wù)，并且及時調(diào)整內(nèi)容分發(fā)方式;BBSF模塊主要用于控制用戶的數(shù)據(jù)流量，實(shí)現(xiàn)雙向覆蓋區(qū)域與廣播間的切換，保障用戶能夠連續(xù)獲取到相應(yīng)媒體內(nèi)容，并且當(dāng)某內(nèi)容在某時間、區(qū)域內(nèi)成為熱點(diǎn)時，其熱點(diǎn)內(nèi)容極有可能被CDCF切換成廣播方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)容分發(fā)，在此情況下需依靠BBSF模塊完成無線傳輸層面上的切換。

例如將5G技術(shù)運(yùn)用于汽車廣播領(lǐng)域，可利用點(diǎn)對多點(diǎn)的廣播形式向多個車輛發(fā)送廣播內(nèi)容與信息。其具體功能包括提供交通預(yù)警信息，例如在駕駛員駕駛車輛的過程中提醒其前方路段擁堵情況;提供路標(biāo)數(shù)據(jù)，例如為駕駛員提供車輛行駛路線沿途的限速情況;提供地圖信息，例如依據(jù)駕駛員的行車路線與GPS信息進(jìn)行地圖的動態(tài)化呈現(xiàn);提供物體位置信息，例如為駕駛員提供某一街道上的車輛、行人位置等。除此之外，將5G技術(shù)與廣播電視技術(shù)結(jié)合還能夠?yàn)轳{駛員提供娛樂信息，結(jié)合駕駛員喜好與需求進(jìn)行娛樂信息的針對性推送，實(shí)現(xiàn)服務(wù)功能的完善化設(shè)計。

2.5G+人工智能技術(shù)

在智慧廣電建設(shè)背景下，應(yīng)積極推進(jìn)5G技術(shù)與人工智能技術(shù)（AI）的結(jié)合，圍繞信息語音播報、電視語音指令控制、智能化新聞采編等領(lǐng)域推出多種業(yè)務(wù)服務(wù)，強(qiáng)化人工智能技術(shù)的部署。在人工智能技術(shù)與5G技術(shù)的具體應(yīng)用實(shí)踐上，主要體現(xiàn)在以下三個方面：其一是利用人工智能技術(shù)創(chuàng)造虛擬人物，配合虛擬動畫展示效果向電視觀眾呈現(xiàn)出虛擬網(wǎng)絡(luò)紅人、虛擬主持人等形象，賦予觀眾更具新鮮感、創(chuàng)意性的視覺感官享受;其二是引入人工智能技術(shù)進(jìn)行媒資管理系統(tǒng)的開發(fā)，通過辨識語音、圖像等媒體要素實(shí)現(xiàn)語音、視頻內(nèi)容的標(biāo)簽化、文字化設(shè)計，減少以往在編目工作中的人力投入與成本支出，系統(tǒng)提高編目工作效率;其三是將人工智能技術(shù)應(yīng)用于內(nèi)容分發(fā)層面，利用智能語音助手、會話機(jī)器人等產(chǎn)品與用戶進(jìn)行會話溝通，更好地滿足用戶的信息咨詢需求、提高用戶服務(wù)質(zhì)量。

3.5G+VR/AR技術(shù)

當(dāng)前增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）等技術(shù)已在各行業(yè)得到陸續(xù)使用，引領(lǐng)人工智能時代的到來，將AR、VR等技術(shù)聯(lián)合5G技術(shù)應(yīng)用于廣電行業(yè)中，能夠創(chuàng)造極為顯著的經(jīng)濟(jì)效益、進(jìn)一步拓寬廣電行業(yè)的發(fā)展前景。以往在寬帶傳輸、網(wǎng)絡(luò)傳輸速度等技術(shù)條件的影響下，AR、VR等技術(shù)難以在廣電行業(yè)中發(fā)揮有效利用價值，而伴隨5G技術(shù)的發(fā)展與逐步商用化，為AR、VR技術(shù)的應(yīng)用建立起更加優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)傳輸架構(gòu)，可提供毫秒級時延、超高密度銜接以及峰值大于100GB的帶寬，促使網(wǎng)絡(luò)整體性能得到顯著提升。通過將VR、AR技術(shù)與5G技術(shù)相結(jié)合，能夠生成諸如模擬逼真化、影像交互等新型技術(shù)手段，有效克服以往信息傳輸過程中的衰減問題，使得廣電行業(yè)的發(fā)展空間得以進(jìn)一步拓寬[4]。

4.FPGA技術(shù)

FPGA技術(shù)的引入主要為廣電業(yè)務(wù)運(yùn)營層面提供技術(shù)保障，提供高清化、數(shù)字化、立體化業(yè)務(wù)。FPGA技術(shù)的本質(zhì)為現(xiàn)場可編程陣列，綜合運(yùn)用編程控制器、邏輯單元陣列技術(shù)，將編程數(shù)據(jù)加載至內(nèi)部靜態(tài)存儲單元中，優(yōu)化各模塊間的銜接形式與邏輯單元的邏輯功能，可為整體電路結(jié)構(gòu)規(guī)劃提供技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)視頻資料的高清播放與高質(zhì)量傳輸，進(jìn)一步提升業(yè)務(wù)質(zhì)量。

5.5G與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合

5G環(huán)境下削弱了廣播電視技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中受到的局限性因素，有助于進(jìn)一步擴(kuò)大廣播數(shù)據(jù)的傳輸范圍，當(dāng)前智慧廣電物聯(lián)體系的建設(shè)已成為信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主流趨勢，在智慧城市建設(shè)、智慧廣電網(wǎng)建設(shè)等領(lǐng)域具有較強(qiáng)的應(yīng)用價值。在推進(jìn)5G技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)融合的過程中，需注重結(jié)合廣電業(yè)務(wù)類型選取合理的組網(wǎng)方式，例如在自建組網(wǎng)模式下，主要由廣電網(wǎng)絡(luò)企業(yè)借助LPWAN技術(shù)組建網(wǎng)關(guān)，完成局域物聯(lián)網(wǎng)的部署，利用廣電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)信息的傳輸，使其原有業(yè)務(wù)流程得到優(yōu)化再造;再如在合作組網(wǎng)模式下，需由廣電企業(yè)與通信運(yùn)營商建立協(xié)作關(guān)系，由運(yùn)營商利用NB-loT技術(shù)實(shí)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)計，由廣電企業(yè)利用LoRa技術(shù)進(jìn)行覆蓋補(bǔ)點(diǎn)，將數(shù)據(jù)接入至統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)平臺中，更好地優(yōu)化其業(yè)務(wù)流程、提升實(shí)用價值。

四、結(jié)論

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來與移動通信技術(shù)的創(chuàng)新，為媒體傳播體系的變革與廣播電視技術(shù)體系的拓展提供了可操作性保障。未來5G技術(shù)與廣播電視網(wǎng)絡(luò)的融合已成為必然趨勢，對此還需密切結(jié)合用戶需求進(jìn)行終端、網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)容等資源的協(xié)調(diào)，運(yùn)用智能技術(shù)分析用戶行為、做出合理預(yù)判，推動廣播電視技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的多維度融合，進(jìn)一步推動廣播電視技術(shù)領(lǐng)域在5G時代實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級目標(biāo)。

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