5G 與廣播電視地面?zhèn)鬏斎诤下窂窖芯?/h1>
2021-11-18 07:03:46沈云峰胡麗宏
魅力中國(guó) 2021年43期
沈云峰 胡麗宏
（長(zhǎng)興縣融媒體中心，浙江 湖州 313100）
廣播電視傳輸覆蓋實(shí)行數(shù)字化變革，技術(shù)體系朝著數(shù)字化、模擬化方向過渡。CDR 廣播、地面數(shù)字電視的無線覆蓋也逐漸推廣。工信部向廣電企業(yè)頒發(fā)5G 牌照，廣電傳輸、互聯(lián)網(wǎng)、通信技術(shù)，就會(huì)實(shí)現(xiàn)融合發(fā)展，因此5G 屬于重要趨勢(shì)。
一、廣電地面覆蓋與移動(dòng)通信融合探索
（一）地面廣電智能化擴(kuò)展
傳統(tǒng)意義上，地面數(shù)字電視、廣播技術(shù)成熟度高。地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)中，出現(xiàn)了較多一代標(biāo)準(zhǔn)、二代標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)實(shí)行CDR 標(biāo)準(zhǔn)。部分標(biāo)準(zhǔn)融合新技術(shù)，并且廣播上提供動(dòng)態(tài)化體驗(yàn)，置入動(dòng)態(tài)廣告、個(gè)性化圖形、第二屏應(yīng)用同步等。比如ATSC3.0 標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合OTA 廣播信號(hào)、家庭互聯(lián)網(wǎng)。節(jié)目利用廣播與電視接收；廣告與其他媒體信息，則利用互聯(lián)網(wǎng)提供。但是，上述標(biāo)準(zhǔn)并未獲得運(yùn)營(yíng)商、移動(dòng)設(shè)備支持，且地面廣播電視覆蓋缺陷，導(dǎo)致移動(dòng)視頻業(yè)務(wù)發(fā)展速度快，相應(yīng)縮小傳統(tǒng)覆蓋網(wǎng)，需要應(yīng)用新數(shù)字廣播技術(shù)，實(shí)現(xiàn)交互雙向視音頻業(yè)務(wù)。
（二）移動(dòng)通信的廣播模式拓展
移動(dòng)新技術(shù)，尋求廣播電視融合。第三代移動(dòng)通信中，引入多媒體廣播/組播業(yè)務(wù)，隨著3GPP 技術(shù)演進(jìn)，廣播組播技術(shù)也持續(xù)演進(jìn)，引入多播、廣播單頻網(wǎng)，增強(qiáng)型廣播多播技術(shù)。按照廣播行業(yè)用例與需求，注重?cái)U(kuò)展eMBMS，同時(shí)與EnTV項(xiàng)目整合在一起。項(xiàng)目增強(qiáng)性，多表現(xiàn)在系統(tǒng)架構(gòu)與界面簡(jiǎn)化方面，注重?cái)U(kuò)展LTE 物理層?；谶\(yùn)營(yíng)效果分析，EnTV 項(xiàng)目的商業(yè)成功案例比較少，由于項(xiàng)目性價(jià)比低，因此應(yīng)用成功率不高。所以，4G 以前覆蓋范圍有限，廣播范圍內(nèi)的用戶規(guī)模小，通過點(diǎn)播即可滿足用戶需求，經(jīng)濟(jì)性比較高。此外，廣播載波資源，只可以到達(dá)60%，無法滿足廣播業(yè)務(wù)需求。在Rel-14 中，增強(qiáng)型廣播多播服務(wù)，提供HPHT 廣播，增加保護(hù)間隔選項(xiàng)，將載波效率提升至100%。EnTV 可以滿足歐盟數(shù)字廣播要求，應(yīng)用效率顯著高于DVB-1，釋放頻譜新用途。EnV 與5G 廣播技術(shù)，能夠成為地面數(shù)字電視的新標(biāo)準(zhǔn)。
德國(guó)地區(qū)實(shí)行5G 項(xiàng)目試驗(yàn)，通過高塔、高功率發(fā)射機(jī)，在半徑60km 范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)廣泛、廉價(jià)分發(fā)內(nèi)容。在測(cè)量區(qū)域內(nèi)，能夠不斷提升移動(dòng)電視接收效果。通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果可知，應(yīng)用Rel-14 的信號(hào)分析器，能夠?qū)崿F(xiàn)典型廣播傳輸系統(tǒng)，為5G廣播發(fā)展提供依據(jù)。
（三）5G 廣播實(shí)現(xiàn)形式
在Rel-16 標(biāo)準(zhǔn)下，5G 地面廣播增強(qiáng)方案研究，主要應(yīng)用Rel-14 的EnTV。由于Rel-15 版本，被稱為5G 規(guī)范，因此廣播、多播系統(tǒng)被稱為5G 廣播。在2020 年7 月，Rel-16 標(biāo)準(zhǔn)被凍結(jié)，包括強(qiáng)化LTE EnTV，以此滿足5G 廣播要求。在我國(guó)發(fā)展中，5G廣播利用廣播電視、5G 網(wǎng)絡(luò)、固網(wǎng)絡(luò)，形成融合型網(wǎng)絡(luò)，分發(fā)點(diǎn)-多點(diǎn)內(nèi)容，屬于混合型業(yè)務(wù)，加強(qiáng)經(jīng)典廣播方式的交互性。
二、廣播電視傳輸與5G 融合發(fā)展路線
（一）地面數(shù)字電視、5G 廣播融合內(nèi)容
在地面?zhèn)鬏旑I(lǐng)域，廣播電視應(yīng)當(dāng)與5G 技術(shù)融合，應(yīng)用地面數(shù)字電視廣播、5G 廣播、5G 通信架構(gòu)，確保傳統(tǒng)媒體轉(zhuǎn)型升級(jí)，更好地融合新興媒體。地面數(shù)字電視廣播，針對(duì)傳統(tǒng)大屏、高清服務(wù)。圖1 為數(shù)字電視系統(tǒng)圖。5G 廣播，針對(duì)手機(jī)、智能小屏，終端體積下，可以提供優(yōu)質(zhì)的電視直播業(yè)務(wù)。通過移動(dòng)終端，廣播電視從初級(jí)接收，逐漸過渡到移動(dòng)接收。針對(duì)內(nèi)容方面，5G 廣播的混合電視廣播，不僅包含電視直播，還包含電視點(diǎn)播、用戶自制內(nèi)容、社交媒體內(nèi)容、音頻點(diǎn)播內(nèi)容、交互性廣告等。
（二）廣播電視5G 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展
廣播電視具備頻率優(yōu)勢(shì)，可以達(dá)到700MHz。在建設(shè)5G 技術(shù)架構(gòu)時(shí)，廣播電視可以借助行業(yè)資源、技術(shù)資源等優(yōu)勢(shì)，整合文化創(chuàng)意，內(nèi)容資源，擴(kuò)大覆蓋面，降低組網(wǎng)成本，提供多種服務(wù)內(nèi)容。
當(dāng)前所面對(duì)的問題，多是客戶數(shù)量少，建設(shè)經(jīng)驗(yàn)不足等，硬件基礎(chǔ)設(shè)施非常少，必須加大資金與資源投入力度。在今后發(fā)展中，廣電5G 技術(shù)能夠與電信運(yùn)營(yíng)商、終端設(shè)備商、內(nèi)容提供商相互合作，建立生態(tài)與商業(yè)模式。對(duì)于獨(dú)立公共平臺(tái)，廣電5G 網(wǎng)絡(luò)，可以支持不同運(yùn)營(yíng)商，實(shí)現(xiàn)資源內(nèi)容共享，產(chǎn)業(yè)各方收益頗多，能夠提升廣播電視公共服務(wù)質(zhì)量與效益。
（三）5G 廣播網(wǎng)絡(luò)資源配置
我國(guó)各地區(qū)廣播電視頻率需要“大換血”，改造和置換現(xiàn)有地面數(shù)字電視系統(tǒng)，升級(jí)傳輸臺(tái)站的硬件系統(tǒng)，注重優(yōu)化整合頻率資源、國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)資源。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源、頻率整合順利，打雜廣電5G 網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間仍然較長(zhǎng)。針對(duì)廣電運(yùn)營(yíng)商而言，建成5G體系后，能夠增加經(jīng)濟(jì)效益，深度融合廣電業(yè)務(wù)發(fā)展，屬于戰(zhàn)略性決策。廣電、第三方運(yùn)營(yíng)商合作，能夠靈活配置資源，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。尤其是與中國(guó)移動(dòng)合作，能夠覆蓋5G 所有通用頻段應(yīng)用。
三、適宜5G 廣播體系建設(shè)的技術(shù)路線
（一）組網(wǎng)方案
3GPP 的5G 標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)布NSA 標(biāo)準(zhǔn)，然而SA 為5G 目標(biāo)架構(gòu)。廣播電視無4G 網(wǎng)，因此不能應(yīng)用NSA 組網(wǎng)，廣播電視5G RAN，需要應(yīng)用SA 組網(wǎng)模式。如圖2 所示。SA組網(wǎng)，可以滿足多種業(yè)務(wù)場(chǎng)景應(yīng)用需求，可以實(shí)現(xiàn)E2E 切片、5G VoNR 功能。廣電在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中處于空白，應(yīng)用極簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)方案，無需兼容原有通行標(biāo)準(zhǔn)，可以簡(jiǎn)化站點(diǎn)、架構(gòu)、協(xié)議與運(yùn)維，針對(duì)性較強(qiáng)。
通過共建、共享，可以降低建網(wǎng)成本，增加網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用效益。能夠有效指導(dǎo)5G 建設(shè)。廣電應(yīng)用無線接入網(wǎng)共享、核心網(wǎng)獨(dú)立架構(gòu)。現(xiàn)階段，低頻、中頻采用協(xié)調(diào)覆蓋方式，以協(xié)同組網(wǎng)方式為主。廣電4.9G 頻段產(chǎn)業(yè)鏈成熟度不足，所以必須共享合作商，通過中頻補(bǔ)充容量層。
（二）5G 地面廣播實(shí)現(xiàn)路線設(shè)想
首先，將5G 雙向鏈路，放置在4.9GHz；將5G 廣播，放置在700MHz，不會(huì)對(duì)地面廣播電視頻譜資源造成影響，然而穿透能力不強(qiáng)。其次，將5G 雙向鏈路，放置在4.9GHz、700MHz，同時(shí)將5G 廣播，放置在600MHz，此時(shí)可以確保5G 雙向網(wǎng)覆蓋。然而，5G 廣播侵占數(shù)字地面廣電頻譜資源，要做好頻率規(guī)劃，以5G 地面廣播，取代地面數(shù)字電視與廣播。
（三）地面發(fā)射臺(tái)的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型
5G 廣播技術(shù)發(fā)展過程中，無論是地面電視發(fā)展，還是取代地面電視，建立新的標(biāo)準(zhǔn)，都必須重視地面發(fā)射臺(tái)的資源優(yōu)勢(shì)。如果只是存在業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，卻不會(huì)喪失覆蓋節(jié)點(diǎn)功能。在5G廣播體系中，原有發(fā)射塔為廣播最佳載體，只是將地面電視發(fā)射機(jī)，轉(zhuǎn)變?yōu)?G 廣播發(fā)射機(jī)。在未來發(fā)展中，傳統(tǒng)發(fā)射臺(tái)會(huì)成為地面廣播電視、5G 地面廣播的綜合臺(tái)站。
傳統(tǒng)發(fā)射臺(tái)面應(yīng)用期間，完成地面700MHz 清頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換任務(wù)后，會(huì)釋放臺(tái)站機(jī)房空間、鐵塔空間，促進(jìn)臺(tái)站升級(jí)轉(zhuǎn)型。注重資源建設(shè)與規(guī)劃，為5G 廣播發(fā)展預(yù)留空間，同時(shí)為臺(tái)站業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型升級(jí)做好準(zhǔn)備。處理臺(tái)站覆蓋效果，不管是數(shù)字電視，還是5G 地面大塔廣播；不管是應(yīng)用FeMBMS 技術(shù)，還是DTMB 標(biāo)準(zhǔn)，都需要加強(qiáng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)覆蓋能力，尤其是5G 廣播體系中，協(xié)調(diào)通信網(wǎng)絡(luò)，處理好傳統(tǒng)覆蓋補(bǔ)點(diǎn)問題。主節(jié)點(diǎn)覆蓋效率高，利用技術(shù)升級(jí)方式，可以加強(qiáng)廣播電視天線覆蓋性能，屬于重要研究方向。
現(xiàn)階段，地面廣播電視天線，多應(yīng)用線極化方式，覆蓋效果不理想，且信號(hào)穩(wěn)定性差，穿透能力不足。應(yīng)用線極化天線，吸收和輻射電磁波，電磁波可以在自由空間內(nèi)反射、衍射、散射，改變電磁信號(hào)極化。接收天線接收不到發(fā)射天線信號(hào)，還會(huì)影響接收系統(tǒng)運(yùn)行正常化。廣泛應(yīng)用線極化，多是天線設(shè)計(jì)能力、制造工藝不佳，導(dǎo)致天線系統(tǒng)性能不佳。與線極化相比，圓極化波的特質(zhì)比較多。
第一，圓極化天線，發(fā)射圓極化天波，可以被線極化天線接收。圓極化天線，可以接收線極化天線輻射電磁波，處理天線極化匹配問題。接收天線，可以高效接收天線信號(hào)。第二，圓極化波的電場(chǎng)矢量為旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以圓極化波的穿透能力強(qiáng)。第三，圓極化波入射至反射物體上，能夠降低信號(hào)多徑反射所致多徑衰落影響，可以確保車載移動(dòng)接收效果。圓極化波，抗干擾能力強(qiáng)，可以提升接收信號(hào)信噪比，加強(qiáng)信號(hào)質(zhì)量，降低誤碼率。在惡劣環(huán)境下，可以確保信號(hào)通暢度。自廣播電視領(lǐng)域，圓極化天線的應(yīng)用研究?jī)r(jià)值高。比如在A 發(fā)射臺(tái)站測(cè)試中，對(duì)同一位置、同品牌、同型號(hào)的極化天線，覆蓋區(qū)內(nèi)應(yīng)用垂直方式接收，在平均場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試中，只下降1dB，接收效果相同。通過水平方式接收，能夠提升垂直極化天線接收效果。通過測(cè)試數(shù)據(jù)可知，圓極化天線車載接收效果，顯著優(yōu)于其他天線。將其作為基礎(chǔ)，圓極化天線能夠納入5G 標(biāo)準(zhǔn)中。
四、結(jié)語
綜上所述，5G 技術(shù)能夠改變廣播電視發(fā)展方向。智慧廣電部署中，5G 技術(shù)與地面廣播電視融合應(yīng)用，將成為重要發(fā)展趨勢(shì)，能夠彌補(bǔ)不同廣電節(jié)目短板，加強(qiáng)互補(bǔ)效應(yīng)，擴(kuò)展廣電節(jié)目?jī)?nèi)容覆蓋范圍，全面加強(qiáng)廣電節(jié)目質(zhì)量。
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沈云峰 胡麗宏
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廣播電視傳輸覆蓋實(shí)行數(shù)字化變革，技術(shù)體系朝著數(shù)字化、模擬化方向過渡。CDR 廣播、地面數(shù)字電視的無線覆蓋也逐漸推廣。工信部向廣電企業(yè)頒發(fā)5G 牌照，廣電傳輸、互聯(lián)網(wǎng)、通信技術(shù)，就會(huì)實(shí)現(xiàn)融合發(fā)展，因此5G 屬于重要趨勢(shì)。
一、廣電地面覆蓋與移動(dòng)通信融合探索
（一）地面廣電智能化擴(kuò)展
傳統(tǒng)意義上，地面數(shù)字電視、廣播技術(shù)成熟度高。地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)中，出現(xiàn)了較多一代標(biāo)準(zhǔn)、二代標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)實(shí)行CDR 標(biāo)準(zhǔn)。部分標(biāo)準(zhǔn)融合新技術(shù)，并且廣播上提供動(dòng)態(tài)化體驗(yàn)，置入動(dòng)態(tài)廣告、個(gè)性化圖形、第二屏應(yīng)用同步等。比如ATSC3.0 標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合OTA 廣播信號(hào)、家庭互聯(lián)網(wǎng)。節(jié)目利用廣播與電視接收；廣告與其他媒體信息，則利用互聯(lián)網(wǎng)提供。但是，上述標(biāo)準(zhǔn)并未獲得運(yùn)營(yíng)商、移動(dòng)設(shè)備支持，且地面廣播電視覆蓋缺陷，導(dǎo)致移動(dòng)視頻業(yè)務(wù)發(fā)展速度快，相應(yīng)縮小傳統(tǒng)覆蓋網(wǎng)，需要應(yīng)用新數(shù)字廣播技術(shù)，實(shí)現(xiàn)交互雙向視音頻業(yè)務(wù)。
（二）移動(dòng)通信的廣播模式拓展
移動(dòng)新技術(shù)，尋求廣播電視融合。第三代移動(dòng)通信中，引入多媒體廣播/組播業(yè)務(wù)，隨著3GPP 技術(shù)演進(jìn)，廣播組播技術(shù)也持續(xù)演進(jìn)，引入多播、廣播單頻網(wǎng)，增強(qiáng)型廣播多播技術(shù)。按照廣播行業(yè)用例與需求，注重?cái)U(kuò)展eMBMS，同時(shí)與EnTV項(xiàng)目整合在一起。項(xiàng)目增強(qiáng)性，多表現(xiàn)在系統(tǒng)架構(gòu)與界面簡(jiǎn)化方面，注重?cái)U(kuò)展LTE 物理層?；谶\(yùn)營(yíng)效果分析，EnTV 項(xiàng)目的商業(yè)成功案例比較少，由于項(xiàng)目性價(jià)比低，因此應(yīng)用成功率不高。所以，4G 以前覆蓋范圍有限，廣播范圍內(nèi)的用戶規(guī)模小，通過點(diǎn)播即可滿足用戶需求，經(jīng)濟(jì)性比較高。此外，廣播載波資源，只可以到達(dá)60%，無法滿足廣播業(yè)務(wù)需求。在Rel-14 中，增強(qiáng)型廣播多播服務(wù)，提供HPHT 廣播，增加保護(hù)間隔選項(xiàng)，將載波效率提升至100%。EnTV 可以滿足歐盟數(shù)字廣播要求，應(yīng)用效率顯著高于DVB-1，釋放頻譜新用途。EnV 與5G 廣播技術(shù)，能夠成為地面數(shù)字電視的新標(biāo)準(zhǔn)。
德國(guó)地區(qū)實(shí)行5G 項(xiàng)目試驗(yàn)，通過高塔、高功率發(fā)射機(jī)，在半徑60km 范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)廣泛、廉價(jià)分發(fā)內(nèi)容。在測(cè)量區(qū)域內(nèi)，能夠不斷提升移動(dòng)電視接收效果。通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果可知，應(yīng)用Rel-14 的信號(hào)分析器，能夠?qū)崿F(xiàn)典型廣播傳輸系統(tǒng)，為5G廣播發(fā)展提供依據(jù)。
（三）5G 廣播實(shí)現(xiàn)形式
在Rel-16 標(biāo)準(zhǔn)下，5G 地面廣播增強(qiáng)方案研究，主要應(yīng)用Rel-14 的EnTV。由于Rel-15 版本，被稱為5G 規(guī)范，因此廣播、多播系統(tǒng)被稱為5G 廣播。在2020 年7 月，Rel-16 標(biāo)準(zhǔn)被凍結(jié)，包括強(qiáng)化LTE EnTV，以此滿足5G 廣播要求。在我國(guó)發(fā)展中，5G廣播利用廣播電視、5G 網(wǎng)絡(luò)、固網(wǎng)絡(luò)，形成融合型網(wǎng)絡(luò)，分發(fā)點(diǎn)-多點(diǎn)內(nèi)容，屬于混合型業(yè)務(wù)，加強(qiáng)經(jīng)典廣播方式的交互性。
二、廣播電視傳輸與5G 融合發(fā)展路線
（一）地面數(shù)字電視、5G 廣播融合內(nèi)容
在地面?zhèn)鬏旑I(lǐng)域，廣播電視應(yīng)當(dāng)與5G 技術(shù)融合，應(yīng)用地面數(shù)字電視廣播、5G 廣播、5G 通信架構(gòu)，確保傳統(tǒng)媒體轉(zhuǎn)型升級(jí)，更好地融合新興媒體。地面數(shù)字電視廣播，針對(duì)傳統(tǒng)大屏、高清服務(wù)。圖1 為數(shù)字電視系統(tǒng)圖。5G 廣播，針對(duì)手機(jī)、智能小屏，終端體積下，可以提供優(yōu)質(zhì)的電視直播業(yè)務(wù)。通過移動(dòng)終端，廣播電視從初級(jí)接收，逐漸過渡到移動(dòng)接收。針對(duì)內(nèi)容方面，5G 廣播的混合電視廣播，不僅包含電視直播，還包含電視點(diǎn)播、用戶自制內(nèi)容、社交媒體內(nèi)容、音頻點(diǎn)播內(nèi)容、交互性廣告等。
（二）廣播電視5G 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展
廣播電視具備頻率優(yōu)勢(shì)，可以達(dá)到700MHz。在建設(shè)5G 技術(shù)架構(gòu)時(shí)，廣播電視可以借助行業(yè)資源、技術(shù)資源等優(yōu)勢(shì)，整合文化創(chuàng)意，內(nèi)容資源，擴(kuò)大覆蓋面，降低組網(wǎng)成本，提供多種服務(wù)內(nèi)容。
當(dāng)前所面對(duì)的問題，多是客戶數(shù)量少，建設(shè)經(jīng)驗(yàn)不足等，硬件基礎(chǔ)設(shè)施非常少，必須加大資金與資源投入力度。在今后發(fā)展中，廣電5G 技術(shù)能夠與電信運(yùn)營(yíng)商、終端設(shè)備商、內(nèi)容提供商相互合作，建立生態(tài)與商業(yè)模式。對(duì)于獨(dú)立公共平臺(tái)，廣電5G 網(wǎng)絡(luò)，可以支持不同運(yùn)營(yíng)商，實(shí)現(xiàn)資源內(nèi)容共享，產(chǎn)業(yè)各方收益頗多，能夠提升廣播電視公共服務(wù)質(zhì)量與效益。
（三）5G 廣播網(wǎng)絡(luò)資源配置
我國(guó)各地區(qū)廣播電視頻率需要“大換血”，改造和置換現(xiàn)有地面數(shù)字電視系統(tǒng)，升級(jí)傳輸臺(tái)站的硬件系統(tǒng)，注重優(yōu)化整合頻率資源、國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)資源。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源、頻率整合順利，打雜廣電5G 網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間仍然較長(zhǎng)。針對(duì)廣電運(yùn)營(yíng)商而言，建成5G體系后，能夠增加經(jīng)濟(jì)效益，深度融合廣電業(yè)務(wù)發(fā)展，屬于戰(zhàn)略性決策。廣電、第三方運(yùn)營(yíng)商合作，能夠靈活配置資源，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。尤其是與中國(guó)移動(dòng)合作，能夠覆蓋5G 所有通用頻段應(yīng)用。
三、適宜5G 廣播體系建設(shè)的技術(shù)路線
（一）組網(wǎng)方案
3GPP 的5G 標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)布NSA 標(biāo)準(zhǔn)，然而SA 為5G 目標(biāo)架構(gòu)。廣播電視無4G 網(wǎng)，因此不能應(yīng)用NSA 組網(wǎng)，廣播電視5G RAN，需要應(yīng)用SA 組網(wǎng)模式。如圖2 所示。SA組網(wǎng)，可以滿足多種業(yè)務(wù)場(chǎng)景應(yīng)用需求，可以實(shí)現(xiàn)E2E 切片、5G VoNR 功能。廣電在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中處于空白，應(yīng)用極簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)方案，無需兼容原有通行標(biāo)準(zhǔn)，可以簡(jiǎn)化站點(diǎn)、架構(gòu)、協(xié)議與運(yùn)維，針對(duì)性較強(qiáng)。
通過共建、共享，可以降低建網(wǎng)成本，增加網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用效益。能夠有效指導(dǎo)5G 建設(shè)。廣電應(yīng)用無線接入網(wǎng)共享、核心網(wǎng)獨(dú)立架構(gòu)。現(xiàn)階段，低頻、中頻采用協(xié)調(diào)覆蓋方式，以協(xié)同組網(wǎng)方式為主。廣電4.9G 頻段產(chǎn)業(yè)鏈成熟度不足，所以必須共享合作商，通過中頻補(bǔ)充容量層。
（二）5G 地面廣播實(shí)現(xiàn)路線設(shè)想
首先，將5G 雙向鏈路，放置在4.9GHz；將5G 廣播，放置在700MHz，不會(huì)對(duì)地面廣播電視頻譜資源造成影響，然而穿透能力不強(qiáng)。其次，將5G 雙向鏈路，放置在4.9GHz、700MHz，同時(shí)將5G 廣播，放置在600MHz，此時(shí)可以確保5G 雙向網(wǎng)覆蓋。然而，5G 廣播侵占數(shù)字地面廣電頻譜資源，要做好頻率規(guī)劃，以5G 地面廣播，取代地面數(shù)字電視與廣播。
（三）地面發(fā)射臺(tái)的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型
5G 廣播技術(shù)發(fā)展過程中，無論是地面電視發(fā)展，還是取代地面電視，建立新的標(biāo)準(zhǔn)，都必須重視地面發(fā)射臺(tái)的資源優(yōu)勢(shì)。如果只是存在業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，卻不會(huì)喪失覆蓋節(jié)點(diǎn)功能。在5G廣播體系中，原有發(fā)射塔為廣播最佳載體，只是將地面電視發(fā)射機(jī)，轉(zhuǎn)變?yōu)?G 廣播發(fā)射機(jī)。在未來發(fā)展中，傳統(tǒng)發(fā)射臺(tái)會(huì)成為地面廣播電視、5G 地面廣播的綜合臺(tái)站。
傳統(tǒng)發(fā)射臺(tái)面應(yīng)用期間，完成地面700MHz 清頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換任務(wù)后，會(huì)釋放臺(tái)站機(jī)房空間、鐵塔空間，促進(jìn)臺(tái)站升級(jí)轉(zhuǎn)型。注重資源建設(shè)與規(guī)劃，為5G 廣播發(fā)展預(yù)留空間，同時(shí)為臺(tái)站業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型升級(jí)做好準(zhǔn)備。處理臺(tái)站覆蓋效果，不管是數(shù)字電視，還是5G 地面大塔廣播；不管是應(yīng)用FeMBMS 技術(shù)，還是DTMB 標(biāo)準(zhǔn)，都需要加強(qiáng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)覆蓋能力，尤其是5G 廣播體系中，協(xié)調(diào)通信網(wǎng)絡(luò)，處理好傳統(tǒng)覆蓋補(bǔ)點(diǎn)問題。主節(jié)點(diǎn)覆蓋效率高，利用技術(shù)升級(jí)方式，可以加強(qiáng)廣播電視天線覆蓋性能，屬于重要研究方向。
現(xiàn)階段，地面廣播電視天線，多應(yīng)用線極化方式，覆蓋效果不理想，且信號(hào)穩(wěn)定性差，穿透能力不足。應(yīng)用線極化天線，吸收和輻射電磁波，電磁波可以在自由空間內(nèi)反射、衍射、散射，改變電磁信號(hào)極化。接收天線接收不到發(fā)射天線信號(hào)，還會(huì)影響接收系統(tǒng)運(yùn)行正常化。廣泛應(yīng)用線極化，多是天線設(shè)計(jì)能力、制造工藝不佳，導(dǎo)致天線系統(tǒng)性能不佳。與線極化相比，圓極化波的特質(zhì)比較多。
第一，圓極化天線，發(fā)射圓極化天波，可以被線極化天線接收。圓極化天線，可以接收線極化天線輻射電磁波，處理天線極化匹配問題。接收天線，可以高效接收天線信號(hào)。第二，圓極化波的電場(chǎng)矢量為旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以圓極化波的穿透能力強(qiáng)。第三，圓極化波入射至反射物體上，能夠降低信號(hào)多徑反射所致多徑衰落影響，可以確保車載移動(dòng)接收效果。圓極化波，抗干擾能力強(qiáng)，可以提升接收信號(hào)信噪比，加強(qiáng)信號(hào)質(zhì)量，降低誤碼率。在惡劣環(huán)境下，可以確保信號(hào)通暢度。自廣播電視領(lǐng)域，圓極化天線的應(yīng)用研究?jī)r(jià)值高。比如在A 發(fā)射臺(tái)站測(cè)試中，對(duì)同一位置、同品牌、同型號(hào)的極化天線，覆蓋區(qū)內(nèi)應(yīng)用垂直方式接收，在平均場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試中，只下降1dB，接收效果相同。通過水平方式接收，能夠提升垂直極化天線接收效果。通過測(cè)試數(shù)據(jù)可知，圓極化天線車載接收效果，顯著優(yōu)于其他天線。將其作為基礎(chǔ)，圓極化天線能夠納入5G 標(biāo)準(zhǔn)中。
四、結(jié)語
綜上所述，5G 技術(shù)能夠改變廣播電視發(fā)展方向。智慧廣電部署中，5G 技術(shù)與地面廣播電視融合應(yīng)用，將成為重要發(fā)展趨勢(shì)，能夠彌補(bǔ)不同廣電節(jié)目短板，加強(qiáng)互補(bǔ)效應(yīng)，擴(kuò)展廣電節(jié)目?jī)?nèi)容覆蓋范圍，全面加強(qiáng)廣電節(jié)目質(zhì)量。
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