蘇 洪，潘 麟

（四川廣播電視臺，四川 成都 610041）

0 引言

隨著新興媒體競爭，傳統(tǒng)廣播節(jié)目傳播渠道面臨嚴峻考驗。進入移動互聯(lián)網(wǎng)時代以來，作為廣播主要用戶終端的車載廣播在車內(nèi)場景不再具有壟斷優(yōu)勢，用戶更傾向于選擇多元化、定制化精準推送的互聯(lián)網(wǎng)音頻節(jié)目，調(diào)頻廣播的市場占有率及影響力急劇下降。隨著技術迭代更新以及車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，汽車會越來越像不支持廣播標準的移動互聯(lián)網(wǎng)終端，調(diào)頻廣播在車內(nèi)的生存地位岌岌可危。

如何讓更多的聽眾依然可以選擇廣播，如何讓廣播傳播渠道依然成為主流，如何從傳播層面去支撐廣播節(jié)目制作創(chuàng)新，這是擺在廣播技術工作者面前的重要課題。在過去十年里，廣播行業(yè)緊隨時代發(fā)展，主動探索，不管從節(jié)目制作形式還是媒體傳播途徑都進行了很多嘗試，但受限于資金、技術體系等客觀條件，目前尚未找到一條較好的發(fā)展路線。隨著廣播與通信網(wǎng)技術標準的逐步融合，高通用性、低成本、擴展豐富的廣播業(yè)務成為可能，對于傳統(tǒng)廣播而言，在困境中可能出現(xiàn)了一絲曙光。

1 數(shù)字廣播的播出

數(shù)字廣播是繼AM、FM傳統(tǒng)模擬廣播之后的第三代廣播，它提供了接近CD質(zhì)量的廣播及附加數(shù)據(jù)服務，具有抗噪聲、抗干擾、抗電波傳播衰落、適合高速移動接收等優(yōu)點。中國數(shù)字廣播（CDR）適用范圍為87～108 MHz，可與模擬調(diào)頻廣播同頻播出，在原有模擬調(diào)頻廣播的頻點上可以傳輸更多的音頻節(jié)目，節(jié)約頻率資源。CDR采用中國自主研發(fā)的DRA+編碼技術，輸出碼率范圍為16～384 kb/s，在較低的碼率下能夠提供較高的聲音質(zhì)量[1]。

自CDR標準發(fā)布以來，中央臺和多家省級電臺以數(shù)模同播的方式進行數(shù)字廣播發(fā)射播出，廣播行業(yè)也投入了大量資金進行相關研發(fā)和測試。但CDR高開低走，發(fā)展遠不如預期，目前廣播節(jié)目覆蓋播出更多還是采用調(diào)頻廣播的方式，CDR相關的業(yè)務拓展已基本處于停滯狀態(tài)。

CDR發(fā)展受阻的原因主要有：一是CDR的音質(zhì)和調(diào)頻廣播相比并沒有顯著的提升；二是CDR需要專用的芯片，主流移動終端不能通用，不利于推廣；三是CDR專利授權費等原因?qū)е翪DR芯片價格居高不下；四是隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術的日趨成熟，CDR雙向交互的優(yōu)勢蕩然無存。

2 融媒體探索

融媒體近年來成為廣播的熱門詞匯和發(fā)展方向，廣播行業(yè)投入了大量的人力、物力進行探索，包括建設融媒體直播間進行視頻直播，開發(fā)音頻應用將廣播節(jié)目進行網(wǎng)絡傳播等。

經(jīng)過多年的發(fā)展摸索，雖然傳統(tǒng)廣播在技術體系和運營上都在向新興媒體靠攏，但大多數(shù)廣播開展的融媒體業(yè)務都是有其形而無其神，傳播效果和產(chǎn)生的效益相當有限。傳統(tǒng)廣播在與新興媒體競爭時存在很多劣勢：首先傳統(tǒng)廣播之間獨立發(fā)展，沒有形成體系，融媒體業(yè)務存在大量重復建設以及資金浪費現(xiàn)象；其次傳統(tǒng)廣播在融媒體業(yè)務拓展上的資金投入相對不足，相關的軟件開發(fā)、硬件支持和市場推廣與資本支持下的新興媒體不在同一個量級；最后傳統(tǒng)廣播在內(nèi)容生產(chǎn)、活動策劃、廣告回報等方面很難順應平臺化、交互性、社交化的趨勢，相關投入產(chǎn)出難以形成良性循環(huán)，導致推廣困難，影響力有限。近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)音頻應用迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)廣播的互聯(lián)網(wǎng)相關探索基本停滯不前，更多是作為第三方音頻應用的內(nèi)容產(chǎn)出方。通過互聯(lián)網(wǎng)傳播廣播節(jié)目失去了傳播渠道的獨特性，廣播聽眾基礎和影響力逐漸弱化，媒體競爭形勢依然嚴峻。

3 5G廣播展望

3.1 5G廣播技術介紹

本文討論的5G廣播是指3GPP組織制定的符合移動通信標準要求的廣播傳輸技術及其構建的廣播電視系統(tǒng)。5G廣播利用基站和廣播電視發(fā)射塔，在單播服務和廣播服務之間動態(tài)轉(zhuǎn)換，向各種類智能終端提供交互化視頻廣播服務和融合信息服務[2]。

3 G P P 組織為實現(xiàn)特定范圍內(nèi)點到多的數(shù)據(jù)傳輸，在Rel-6中提出了基于UMTS(3G)的MBMS（Multimedia Broadcast Multicast Services），實現(xiàn)在單一網(wǎng)絡中提供單播、多播以及廣播服務。Rel-7定義了基于單頻網(wǎng)工作模式MBSFN（Multimedia Broadcast Single Frequency Network），用于在同一時間以相同頻率在多個小區(qū)之間進行同步傳輸來提高效率。LTE（4G）時代，Rel-9提出了eMBMS（en hanced Multimedia Broadcast Multicast Services），具有更高速率及更靈活業(yè)務配置，增加更高分辨率的視頻編碼和幀率，引入前向糾錯（FEC）等技術用于提高MBMS的傳輸性能。

后續(xù)的Rel-10 ～Rel-12等版本新增了計數(shù)功能用于統(tǒng)計MBSFN區(qū)域內(nèi)對某MBMS業(yè)務感興趣的終端數(shù)量；新增接納控制功能，根據(jù)當前無線資源情況、eMBMS業(yè)務之間的優(yōu)先級、計數(shù)結果等因素，由MCE（Multi-cell/multicast Coordination Entity）對業(yè)務資源進行控制；采用循環(huán)前綴技術來擴大MBSFN運行范圍。

Rel-14提出了FeMBMS（Forward enhanced Multimedia Broadcast Multicast Services），相較之前的eMBMS版本提供了HPHT（High Power High Tower）廣播，取消了載波資源的限制，擴大循環(huán)前綴長度以支持采用大塔進行更大范圍的覆蓋。同時，F(xiàn)eMBMS支持無SIM卡的單收模式，支持高清、超高清業(yè)務的傳輸，自帶系統(tǒng)信息和同步信號，同時引入了多種傳統(tǒng)的地面數(shù)字電視廣播技術，頻率使用效率進一步提升，能夠更好滿足MBMS業(yè)務的應用需求。3GPP Rel-14還基于廣播行業(yè)的場景和需求對eMBMS進行了功能擴展，簡化系統(tǒng)架構和界面，新增用于車聯(lián)網(wǎng)通信的MBSFN（Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network）和SC PTM（Single Cell Point To Multiploint），以及用于物聯(lián)網(wǎng)的SC PTM。Rel-16進一步優(yōu)化FeMBMS，支持120～250 km/h高速移動，并通過將循環(huán)前綴長度進一步擴大到300 μs來支持100 km覆蓋范圍。3GPP Rel-17開始立項研究NR MBS小塔廣播標準，目前標準尚未完成。3GPP提出的廣播技術主要有eMBMS、FeMBMS和NR MBS。

eMBMS是4G LTE框架下適用于蜂窩基站（小塔）的廣播技術。eMBMS基于LTE網(wǎng)絡通用架構，新增BM-SC、MBMS GW、MCE三個網(wǎng)元以支持eMBMS業(yè)務。BM-SC （Broadcast Multicast Service Center）負責提供用戶管理、會話傳輸、業(yè)務聲明、安全管理和內(nèi)容同步等功能；MBMS GW（eMBMS Gateway）負責將用戶面的數(shù)據(jù)以IP組播流的形式傳送到基站，同時通過MME處理接入網(wǎng)中MBMS業(yè)務的會話控制信令；MCE負責為eMBMS分配時域和頻域資源，并確定無線信道的編碼和調(diào)制方式。

Fe M BM S是從e M BM S 演進而來的，采用與e M BM S相似的LT E網(wǎng)絡架構，在高功率高站址大塔上進行廣播業(yè)務，由3GPP LTE進行底層承載。FeMBMS相比eMBMS其單站發(fā)送功率增大，一般可達到1000 W，覆蓋范圍增加至100 km。FeMBMS采用全新的幀結構，可使用廣播技術的專屬頻譜，突破eMBMS只能使用60%載波資源的限制。同時，F(xiàn)eMBMS支持無SIM卡單收模式，終端無需插入SIM卡。

NR MBS是基于Rel-17 5G NR框架下的蜂窩基站（小塔）廣播技術。NR MBS在設計上盡量簡化、盡量復用現(xiàn)有NR設計，能夠低成本實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。NR MBS主要技術點如下：①簡化核心網(wǎng)流程和設計，在5G SA網(wǎng)絡架構基礎上，新增和改造部分網(wǎng)元，包括用于鑒權及計費的應用層網(wǎng)元，以及業(yè)務控制、業(yè)務傳輸網(wǎng)元；②NR MBS不設計專用的物理信道及幀結構，完全復用PDCCH（Physical Downlink Control CHannel）/PDSCH（Physical Downlink Shared CHannel），與單播采用相同的動態(tài)調(diào)度方式，提高空口資源利用效率；③廣播發(fā)送控制信號可以精準到單小區(qū)范圍；④對組播業(yè)務引入反饋機制，基于上行反饋結果，支持PTM（Point To Multipoint）與PTP（Point To Point）的轉(zhuǎn)換。

3.2 5G廣播推動情況

2020年7月，廣科院牽頭成立了5G廣播與視頻工作組，主要進行網(wǎng)絡架構與協(xié)議棧設計，以滿足面向5G+廣播的云網(wǎng)融合架構、廣播單播融合的系統(tǒng)設計、集成、用例驗證等研究。在世界5G大會上，工作組發(fā)布了“5G廣播技術方案”及“5G廣播技術應用”兩份白皮書。

在標準方面，中國廣電注重于Rel-17 5G NR廣播技術架構，牽頭推動5G NR廣播標準制定，推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展及5G NR廣播商用。中國廣電已加入了3GPP、ITU等國際標準組織，以及工信部互聯(lián)互通標準工作組、中國通信標準化協(xié)會等國內(nèi)標準組織，為5G NR廣播的標準立項提供支持。

3.3 5G廣播相關測試

2019年，廣科院在北京市中央塔、京廣、名人等三座發(fā)射站安裝了由德國羅德與施瓦茨（RS）公司提供的5G廣播發(fā)射機，構建形成“品”字形覆蓋區(qū)域的5G廣播試驗網(wǎng)，采用軟件無線電定義的接收機來模擬移動終端，成功進行了5G廣播發(fā)射和接收測試，驗證了5G廣播傳輸?shù)挠行浴?/p>

2020年，在中國廣電的指導下，華為基于Rel-17 5G NR廣播標準，在700 MHz網(wǎng)絡上進行了5G NR廣播高清視頻數(shù)據(jù)流通信基站傳輸覆蓋和實時播放測試，實現(xiàn)了5G NR廣播的端到端視頻服務，有效驗證了5G NR廣播技術的可行性、通用性和高效性。

2021年10月26日，德國公共廣播公司NDR與網(wǎng)絡運營商Media Broadcast在漢堡進行了5G廣播網(wǎng)絡測試。測試通過兩座發(fā)射塔，成功將直播和測試內(nèi)容在漢堡-洛克斯泰特的播出中心頻道K34頻道（578 MHz）上進行了播出，對5G廣播的發(fā)射和接收條件進行分析，同時對測試內(nèi)容產(chǎn)品并進行相應場景用例的開發(fā)。

3.4 5G廣播應用探討

相較于調(diào)頻廣播、數(shù)字廣播等傳統(tǒng)廣播傳播渠道，5G廣播最大的優(yōu)勢是通用性。廣播和通信網(wǎng)第一次采用相同標準實現(xiàn)了融合，可以利用通用的芯片、終端及應用來實現(xiàn)廣播節(jié)目的傳播。現(xiàn)有5G終端、5G基站的硬件和現(xiàn)有的核心網(wǎng)，可通過軟件升級來適配5G廣播。高通用性不但意味著更低的建設成本、推廣成本和用戶成本，也意味著廣播能夠在主流終端占有一席之地，為后續(xù)的廣播技術應用和業(yè)務拓展提供基礎條件。

圖1 廣播與通信標準演進

5G廣播采用廣播網(wǎng)和通信網(wǎng)優(yōu)勢互補聯(lián)合覆蓋的方式，廣播節(jié)目通過移動通信基站和廣播電視大塔以協(xié)同混搭傳輸方式傳送到移動終端，單播和廣播多播之間可以動態(tài)轉(zhuǎn)換并且保證業(yè)務的連續(xù)性。大小塔聯(lián)合模式充分利用大塔的廣域覆蓋能力和小塔的小區(qū)覆蓋增強能力，同時還能利用通信網(wǎng)小塔的雙向交互能力來拓展廣播節(jié)目制作形式，開展公共服務等業(yè)務。

圖2 大小塔聯(lián)合模式

如何低成本、高效率地提供大范圍音視頻數(shù)據(jù)服務是移動通信的痛點，小塔小功率基站的覆蓋范圍本就相當有限，5G通信站間距進一步減小，5G廣域覆蓋的成本較上代通信技術直線上升。對于偏遠地區(qū)，更需要考慮這種高投入的效益問題。在這點上，傳統(tǒng)廣播開展5G廣播業(yè)務具備先天優(yōu)勢，5G廣播采用大塔大功率，發(fā)射功率可達1 000 W，站間距可以達到100 km以上，能夠最大限度地利用現(xiàn)有廣播電視無線發(fā)射大塔資源，通過對目前調(diào)頻廣播使用的發(fā)射臺站和調(diào)頻覆蓋點進行改造，以較低的建設成本實現(xiàn)廣播信號及視頻服務的全覆蓋，完成從調(diào)頻廣播到5G廣播的平滑升級。

當前移動互聯(lián)網(wǎng)技術十分成熟，可以方便快捷地提供數(shù)據(jù)服務，但這并不意味著廣播就沒有存在的必要。通信網(wǎng)的帶寬不是無限的，通信基站的用戶群之間信道競爭和碰撞不可避免，隨著用戶應用帶寬需求的增加，通信網(wǎng)帶寬的壓力會越來越大。廣播則不存在這個問題，廣播可在相同頻率資源條件下不受用戶數(shù)量限制進行數(shù)據(jù)傳輸，而且5G廣播的頻譜利用率極高，能夠以較小帶寬傳輸2K、4K視頻流甚至開展VR/AR等業(yè)務。采用5G廣播的方式，實現(xiàn)跨運營商無須流量費的數(shù)據(jù)傳輸，不管是對于緩解信道擁堵，釋放頻譜資源，降低用戶流量成本，還是在未來擴展VR/AR等高數(shù)據(jù)流量業(yè)務，都是完全可行且高效的一種技術方案。從這個角度來說，廣播并不是過時的技術，完全可以在主流終端上發(fā)揮自身優(yōu)勢，和移動互聯(lián)網(wǎng)進行差異化競爭，成為傳播音視頻數(shù)據(jù)和開展社會公共服務的重要渠道。

5G廣播在廣播業(yè)務拓展方面也具備很大的優(yōu)勢，其可通過開展視頻相關服務，實現(xiàn)2K、4K、AR、VR高清視頻、高保真音質(zhì)沉浸式的多媒體視頻流傳播，拓展廣播傳播模式和受眾群體。5G廣播帶來的體驗視頻化、節(jié)目社交化、場景移動化非常契合未來受眾切實需求以及市場環(huán)境的發(fā)展趨勢。借助5G廣播，廣播能從內(nèi)容、互動、渠道、商業(yè)化等多維度創(chuàng)新，豐富節(jié)目形式，深化聽眾互動，擴充傳播渠道，實現(xiàn)廣播的媒體價值，有力推動廣播在移動互聯(lián)網(wǎng)時代的融合發(fā)展。

4 結束語

5G廣播結合了廣播和移動通信的部分優(yōu)勢，其通用性、低成本、多擴展業(yè)務等技術特點帶來的應用前景值得期待。同時，鑒于目前整個廣電行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀以及激烈的媒體競爭環(huán)境，5G廣播的應用及相關業(yè)務拓展仍然困難重重，要讓5G廣播成為傳統(tǒng)廣播突破困境的重要手段，成為主流媒體傳播正能量和權威聲音的有力支撐，以及國家思想文化宣傳的戰(zhàn)略基礎設施，還需要大量的政策、資金支持，以及廣電技術工作者們不懈的探索?！?/p>