5G技术在广播电视中的应用与发展

发表时间:2020/6/2   来源:《工程管理前沿》2020年第6卷3月6期   作者:陈禹
[导读] 随着5G时代的到来,需要广电企业开发移动音视频业务

        摘要:随着5G时代的到来,需要广电企业开发移动音视频业务,对原来的广电业务进行优化,升级原有的广电设备,可以为用户带来更多的节目体验。随着广电技术和5G通信技术的不断融合,需要做好资源渠道优化、新型功能的开发,满足人们对广播节目的需求。
        关键词:5G技术;广播电视;应用;发展
15G技术综述
         原来的无线互联网络采用固定端口实现数据传输,是一种独立方式的网络接入技术,5G技术对网络方式带来了变革,在满足基础层功能之后,对通信系统中增设了其他功能,提高了互联网运行速度和容量。可以把网络内容进行更紧密的结合,为人们提供更加高效的数据连接。5G无线通信技术在理论层面上,可以把数据传输速度提升了10G/S,无线网络体系变得更为优化,可以结合广播、电视、通信等多种方式,使5G网络可以发挥出更大的作用。5G技术的实际应用需要以大范围的组合天线来保证信号的传输,基站数量会逐渐变多,通信机房的数据会不断减少,不会产生太大的能耗。
2深化分析5G广播技术架构
         5G广播系统可以在实际应用过程中积极采用LTE数据业务通用网元中主要添加了MBMSGW、MCE以及BM-SC这三种网元,由于突出在MBMSGW业务中。其中MCE主要负责MBMSGW的分配时域或者频域资源,与此同时,还要明确无线信道的编码方式和调制方式,并且还不能将其作为一种独立实体,在基站中还可以作为逻辑实体进行实现。而MBMSGW主要就是采用IP组播流形式将所有的用户面数据有效传输到基站,在通过MME处理接入网中的MBMS业务绘画控制信令。而BM-SC主要就是负责业务声明、内容同步、安全管理以及会话传输等一系列功能。不单单可以对MBSFN进行支持,与此同时还会对SC-PTM支持。
35G通信的关键技术与其优势
         5G通信技术采用较高的频率资源,因此拥有很高的传输速率。5G的关键技术与其优势还有如下几个。
         首先,5G网络采用了切片技术。这就好比一个车道,5G不仅把车道拓宽了,能让更多的车在同一时间通过,还把一个宽车道,按类别分成不同属性的片层,供不同用途的“车”在特定的片层“行驶”,这既提高了速度又防止了因接入过多的设备而带来的拥堵。至于前几代通信技术只是单一地把“道路”拓宽,并没有对“车辆”进行有效地规划分流。5G通过该技术提高了信道的利用率,真正做到快速。
         第二,由于5G所使用的频段很高,频率越高,其波长越短,电波就越容易损耗。根据我国颁发给三大通信运营商的5G频谱资源来看,它们的波长都属于毫米波。因此,5G基站大多采用微基站、多布局的形式。
         第三,5G通信还使用了波束赋形的概念。即把向四处发射的无线电波只向用户一个方向固定,并且该电波方向能根据该用户的方向改变而改变。因此,5G通信凭借微基站、多布局、波束赋形等技术,大大提高了网络通信的稳定性与质量。
         最后,5G通信还使用了D2D技术,即两个用户之间通信不再像前几代通信技术,需要通过基站第三方中转信号,这不仅大大提高了通信的效率,还降低了延时。
4基于5G的广播电视技术研究
         5G网络突出的优点是频谱效率提高。广播电视无线领域,频谱资源是核心资源,更是一种非常有限、珍贵的资源,而通过5G技术,提高利用频谱利用效率,进而提高视音频传输效率,是一项非常有研究价值的课题,与广播电视技术的融合也逐渐兴起。
         4.1与广播技术融合应用研究
         基于5G的广播技术(5GBMS),一般可以通过移动通信基站的蜂窝网络系统来实现,采用广播网络、5G网络(组播和单播)、固网(组播+单播)混合型网络技术,进行一对多的信号分发。5G信号频率高,传输距离近,适合在非常小的范围建设,尤其在公共应急广播领域,可以得到充分应用。

在我国,不少省市“村村响”工程中,小区、村落作为较为独立的网格单元,具备充分应用5G网络的现实条件,可借助5G数据传输带宽高、时延小等特征,提高广播网络双向互动频率,丰富传统广播内容、形式等业态,将国家广播网络触角延伸到各基层单位,供应急状态时备用。
         4.2与视频技术融合研究
         自互联网兴起以来,人们观看广播电视节目的渠道也正逐渐发生变化,尤其移动互联网诞生以来,人们观看电视节目渠道已经由电视机延伸到到手机,甚至是车载电视等移动设备终端。因此,将5G大容量、低时延特点与广播电视节目播出结合起来,在三网融合、媒体融合等方面起到可期的推动作用。通过5G传输,将互联网、大数据、云计算等新兴技术与广播电视节目采、制、传、播打造的广播电视一体化平台。借助5G,电视中心可生产制作4K/8K、3D、VR/AR/MR、高帧率、高动态范围、广色域等高新技术格式的视频。
         5G与视频技术的融合,重点在于高清视频传输信道的编解码。低密度奇偶校验算法(LDPC)是一种基于线性分组码的技术,在高清视频的传输中有着较高的信道编码效率,且纠错能力强,复杂度低,在基于5G的网络环境中有着较好的应用效果。基于PEG算法构造LDPC码,在AWGN信道中,BPSK调制下,已知LDPC码的码长越长,在同一噪声环境下,其误码率较低,且PEG算法构造过程复杂度是接近线性的,这大大降低了编解码的时间、空间复杂度,提高了广播电视传输系统的传输效率。
         4.3与传统广播电视信号干扰分析与应对
         由于我国不少卫星信号C频段的频谱范围为3.7GHz~4.2GHz,与5G基站所使用的频率范围(3.4GHz~3.6GHz)非常接近,所以,当5G信号功率超过-60dBm时,往往会造成卫星接收站低噪声变频放大器(LNB)产生饱和干扰。对此,结合C频段和5G信号特点,可采取以下几种应对措施,一是加装C频段滤波器,二是加装5G信号屏蔽网,三是调整卫星接收站位置,远离5G基站。
5广播电视的发展趋势
         国内已经在很多城市进行了5G信号传输,国外还采用5G信号实现了视频信号的传输,可以用于赛事等信号的转播,给广电行业带来深刻地变革。国内很多广电企业对5G与广播电视信号的融合高度重视,将来的技术应用方向有:
         5.1优化资源渠道
         随着网络传输速度的提升,使得通过网络途径转播广播电视信号变成可能,需要对原有的资源渠道进行优化,提高广电节目的覆盖范围。广电企业应该对4K高清转播设备购买方案进行评审,充分考虑企业资金情况、市场竞争力等多方面的因素,对原有设备进行优化和更新,具备制作高质量视频节目的能力,从而获取到观众的支持。
         5.2新型功能的开发
         很多新生代的观众对电视节目的二次加工热情比较高,原来广播电视信号无法实现截取、存储,一些观众只能通过电脑终端来对电视节目下载,来实现对视频的加工处理。将来的广播电视信号可以提供视频下载和截取功能,可以把广播电视节目上传到云端服务器,满足用户对音视频信号的二次加工要求。
         5.3技术融合
         需要采取信号及反向信道技术,可以对网络资源进行合理配置。反向信号有商务中有着较多地使用,可以结合语音控制、智能操作等技术,利用语音功能实现对网络资源的配置,比如,在办公时可以确定网络设备,或者应用语音操作功能实现操作,让网络设备来对数据比例进行分配。
结束语
         5G通信技术可以给当前的移运网络带来深刻地变革,给工作和生活带来更多的便利。现在的广电网络已经与互联网实现了结合,在实际应用中取得了良好的效果,随着5G时代的到来,网络传输速度会进一步变快,广播电视信号的稳定性会更高。
参考文献
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