5G背景下地面數字電視廣播的應用與未來發展

李青林

（湖北省興山縣仙侶山發射臺，湖北 宜昌 443700）

0 引 言

第五代移動通信技術（5G）是在2G、3G、4G和WiFi等技術的基礎上升級發展而來，不是脫離原有技術的存在。隨著5G基站的順利開通，5G帶來了新的融合網絡。隨著工業與信息化部批準將 700 MHz頻段用于移動通信，5G技術在廣播電視領域得以深入應用，廣播電視的5G時代必將產生新的發展。5G技術與各行各業將會有更加緊密的聯系，進而推動我國數字經濟邁向新的發展階段[1]。在通信、廣播等領域，5G帶來的改變也比較直觀。對用戶而言，5G最為明顯的變化就是網速的提升。對傳媒行業而言，5G所帶來的大帶寬、大容量、高品質、低成本等優勢，也必將推動廣播電視業務的發展。

1 5G技術與地面數字電視廣播概述

1.1 5G技術簡介

2018年4月，華為技術有限公司完成了基于非獨立組網（Non-Standalone，NSA）的核心網系統網絡功能與業務流程測試，代表著5G技術研發第三階段以100%通過率完成，對運營商推動5G的商用部署有十分現實的意義[2]。5G比3G、4G的技術水平有較大的提升。3G、4G時代是多媒體移動互聯網時代，5G時代是萬物互聯網時代。5G帶來的高速率、高容量、低延時給用戶帶來了更加舒適的體驗，同時也能夠提高網絡運營商的運營效率，降低運營成本。有了5G技術的支持，4K傳輸、虛擬現實（Virtual Reality，VR）等得以進一步普及。隨著5G技術的應用，物聯網的發展也必將邁向新的階段。

1.2 地面數字電視廣播的概念

地面數字電視廣播（Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting，DTMB）是移動和固定終端的數字無線電視技術標準，目前在中國、古巴、澳大利亞等地區應用。我國的地面數字電視廣播以公益性、基本性、均等性、便利性為原則，提供免費和公益的廣播電視服務[3]。我國地面數字電視廣播的標準在不斷完善和發展，逐漸成為世界范圍內第四個數字電視國際標準，支持32.486 Mb·s-1凈載荷數據傳輸率、標準清晰度電視（Standard Definition Television，SDTV）及高清晰度電視（High Definition Television，HDTV）傳輸，同時也支持固定接收和移動接收，單頻組網和多頻組網。

2 5G技術對地面數字電視廣播的影響

2.1 5G移動通信對移動廣播電視的影響

5G技術對移動廣播電視產生了深遠的影響。無論是內容方面的豐富還是技術方面的支持，5G通信技術提供了更加豐富的業務選擇，如虛擬現實、超高清、移動視頻等方面，這也極大提升了移動廣播電視的用戶數量。對移動廣播電視而言，5G技術是一次新的突破，實現了網絡資源使用的最大化，使得移動廣播電視有著長遠的發展前景。當前，5G技術與移動廣播電視的融合還處在初級階段，真正的融合發展還有很大的空間。

2.2 5G技術對地面數字電視廣播的影響

從當前全國地面數字電視廣播的現狀來看，我國地面數字電視廣播建設取得了良好的發展成績，全國范圍內覆蓋網基本建成，地面數字電視接收機也基本普及，這也是響應公益性、基本性、均等性、便利性等要求的體現。5G技術與地面數字電視廣播的融合，結合互聯網數字廣播技術，實現地面數字電視廣播的多媒體廣播優勢；700 MHz的黃金頻段，憑借其信號強度、穿透力、覆蓋面積等方面的優勢，極大地降低了地面數字電視廣播的運營成本。5G技術與地面數字電視廣播的融合，能夠實現廣播電視信號對5G手機的全面覆蓋，實現固定端、移動端等多終端領域的覆蓋，建立5G時代的傳播新格局。

3 5G背景下地面數字電視廣播的應用

3.1 地面數字電視廣播為媒體融合提供渠道

5G背景下，地面數字電視廣播為媒體的融合提供可供選擇的渠道。在立足傳統廣播電視媒體的前提下，媒體行業拓展互聯網數字廣播的應用方向，實現電視向互聯網融合發展。以歐洲數字電視HbbTV業務模式為例，其采用傳統電視廣播兼容互聯網的模式，這種雙模式終端，實現了廣播電視連接與互聯網端的連接，除了一些傳統的電視節目外，一些網絡節目如體育賽事直播、微博等，也可以融入到地面數字電視廣播中。正是5G技術的應用，突破了傳統地面廣播電視的限制，為媒體融合提供了技術支持[4]。

3.2 地面數字電視廣播與多媒體應用的融合

我國的地面數字電視廣播標準在2011年被國際電信聯盟（International Telecommunication Union，ITU）確立為地面數字電視D系統，實現了地面數字電視廣播向國際標準的發展，地面數字電視廣播能夠實現8 MHz帶寬內32.486 Mb·s-1的凈載荷數據傳輸率，實現固定接收和移動接收。自2011年地面數字電視廣播發展至今已經有11年的歷史，行業積累了豐富的具有知識產權的地面數字電視廣播標準及技術。在5G背景下，互聯網與地面數字電視廣播的融合傳播平臺構建有足夠的技術支持。發揮地面數字電視廣播的特點、優勢，以音頻廣播為切入點，實現視頻、音頻、數據等具有互聯網模式的融合媒體平臺，再結合移動媒體的便捷性、傳播范圍廣、受眾多等優勢，利用手機、平板電腦、車載設備等終端，行業能夠在較短時間內建立完整的生態體系。

4 5G背景下地面數字電視廣播發展趨勢

4.1 地面數字電視廣播發展趨勢

我國地面數字廣播發展經歷了持續發展的過程。2011年，確立第四個數字電視國際標準；2015年，數字電視地面廣播傳輸演進系統DTMB-A；2018年，實現單頻道單點發射超高清電視無線覆蓋，4K超高清電視地面廣播技術和產業化成為發展趨勢。2018年，華為5G技術測試的通過，使得5G技術在我國廣播電視業務中有了更多的融合發展可能。歐洲第二代地面數字電視廣播標準DVB-T2提出了時間頻率切片這種可提高無線網絡頻譜利用效率的新技術。美國采用的層分復用技術，又稱為云廣播，也是運用了5G無線接入技術。我國地面數字電視廣播未來也會廣泛地應用5G時代的相關新技術，如音視頻編碼技術、高動態HDR技術、全息音頻3D Audio技術、HTML5呈現技術、智能操作系統、人工智能語音識別技術以及音視頻大數據分析推薦技術等。5G技術的發展及相關標準的確立，使未來地面數字電視廣播逐漸應用單載波頻分復用技術以及海量用戶的MAC層接入技術。從發展趨勢來看，未來地面數字電視廣播的發展會呈現出交互性、移動性、應急能力、可管可控等特點。

4.2 5G電視廣播技術標準與應用

5G背景下，廣播電視網絡與移動通信網絡融合成為重要的趨勢。2020年12月，歐洲廣播聯盟（European Broadcasting Union，EBU）發布了技術規范《用于線性電視和廣播服務的5G廣播系統：基于LTE的5G地面廣播系統》（ETSI TS 103 720）。2018年，國家廣播電視總局無線交互廣播電視工作組成立。該工作組是針對5G技術發展而設立的專門從事無線交互廣播電視技術研究工作的平臺，負責制定5G背景下的無線廣播行業標準，其下轄的專題組名稱與職責如表1所示。

表1 無線交互廣播電視工作組技術組下轄專題組名稱與職責

2020年8月，無線交互廣播電視工作組累計召開了十余次會議，圍繞多項關于5G廣播的標準制定工作進行了協商。5G廣播總體技術要求對5G廣播總體架構、架構內各子平臺的組成模塊及功能、各子平臺相互之間的接口及功能等進行定義，如《5G廣播視音頻業務安全技術要求》《5G廣播大塔與終端接口技術要求》《5G廣播融合智能終端技術要求和測量方法》等一系列標準。其中，《5G廣播核心網技術要求》標準組由22家單位組成，主要內容涉及對5G廣播核心網功能單元、接口和處理流程（包括傳輸資源配置、鑒權認證、內容保護及播控管理等）的規定。5G背景下，地面數字電視廣播可以發揮自身的優勢，通過技術創新，實現廣播與通信網絡的融合，將有線與無線的各自優勢應用于地面數字電視廣播，達到內容、技術、網絡相融合的智能化地面數字電視廣播[5-6]。

5 結 語

隨著互聯網時代的發展，人們消費水平的不斷升級，傳統的地面數字電視廣播已經難以滿足廣大用戶的現實需求。5G時代的到來，極大提升了移動通信網絡的速度，能夠為地面數字電視廣播提供更加豐富的音頻內容，也為地面數字電視廣播提供了更加便捷的傳播渠道。2020年，河北廣電網絡集團和中國廣播電視網絡有限公司在北京冬奧會核心區部署、開通河北省省首張700 MHz 5G試驗網絡，并啟用10個基站，率先打通首個5G VoNR高清通話，成功實現5G高清AI攝像頭端到端業務測試。5G、云計算、人工智能、機器視覺等技術得以融合應用，也體現出了廣電700 MHz 5G網絡的優越性能。在未來，5G技術與地面數字電視廣播的融合，會在安防、環境監控、賽事轉播、智慧旅游等更為廣泛的領域應用。