【流媒体网】摘要：融合是当前广电发展的主流趋势，创新是引领发展的第一动力。为推动广电行业开创媒体融合新局面，开启科技创新新征程，《广播与电视技术》杂志自2018年第6期起特别开设“融合•创新”常规栏目。

　　“融合•创新”栏目主要刊发跨界不同行业、跨越不同领域的科技论文，旨在为广大作者、读者搭建一个交流思想，互通有无，凝聚共识的沟通平台，更好地加强广电科技创新引领，促进广电媒体融合不断深化发展。

　　本期为大家带来《5G技术现状及4K over 5G业务前景》文章精要。欢迎大家通过《广播与电视技术》和广电猎酷与业界同仁分享融合创新的见解、成果和经验，共同推进广电行业的创新发展。

　　0 引言

　　2017 年11 月，总局下发了《关于规范和促进4K 超高清电视发展的通知》，确定了4K 超高清电视发展的推进时间表、任务书、基本规范和原则。除了4K节目的制作，4K 的节目的网络传输与终端呈现也将是需要重点研究和突破的关键点。

　　第五代移动通信系统(5G)的出现，将更加有效地应对由于移动互联网和物联网的蓬勃发展所带来的超高移动数据流量增长、超低时延数据传输和海量设备相互连接等多种新兴业务需求。更加高速、高效和智能的5G 网络将助力4K节目的高效传输和极致呈现。

　　1 5G技术背景与需求

　　从第二代移动通信开始，一直以来解决的问题就是让数据速率越来越快，而即将到来的5G 时代将不再局限于速度的提升，而是高速度、泛在网、低功耗、低时延、万物互联等特性的统筹实现。5G 移动通信系统不再是简单地以某个单一技术或者业务能力来定义，5G 将是一系列无线技术的深度融合。

　　5G 网络主要针对5种业务需求：

　　1)超高速体验

　　主要关注移动宽带用户更高的接入速率，保证终端用户瞬时连接以及时延无感知的业务体验，业务类型包括超高清视频、增强现实等。

　　2)超高用户密度

　　主要关注诸如密集住宅、办公室、体育场等用户高密度分布场景下的用户业务体验。现有移动网络，会拒绝用户接入或者降低用户业务体验。

　　3)超高速移动

　　主要考虑用户在快速路、高铁等快速移动情况下的业务体验，5G 网络希望能够在高速移动场景下提供给用户与在低速环境下一致的业务体验。

　　4)低时延高可靠连接

　　主要考虑未来新业务在时延和可靠性方面存在苛刻要求的场景。如未来机器被用于工业控制、智能交通等，对数据的端到端传输，在时延和可靠性方面具有严格要求。

　　5)海量终端连接场景

　　主要考虑设备以及传感器等设备大量连接，且业务特征差异化。

　　2 5G应用场景与标准进展

　　2.1 5G应用场景

　　截止目前，ITU 确定了三类5G 主要应用场景：

　　1)增强移动宽带eMBB

　　增强移动宽带，指的是在目前宽带移动通信业务基础上，以改变和提升用户体验等为目标的尝试和改进。性能的提升可支撑3D/超高清视频等大流量移动宽带业务的高效部署。

　　2)大规模机器类通信mMTC

　　物联网的应用场景，该场景的特性是大量的连接终端，小量时延不敏感数据，终端成本低廉，电池寿命长。

　　3)高可靠低时延通信URLLC

　　高可靠低时延通信场景对吞吐率、时延、可用性等能力有严格的要求。典型的应用实例如：通过无线系统控制工业制造或生产过程、远程医疗、智能电网的自动配电、传输安全等。

　　2.2 5G标准进展

　　中国于2013年即成立 IMT-2020(5G) 推进组，开展5G 策略、需求、技术、频谱、标准和知识产权的研究和国际合作。先后发布了《5G 愿景与需求白皮书》、《5G 概念白皮书》、《5G 无线技术架构白皮书》和《5G 网络技术架构》。

　　参照3GPP 5G路标与规划，5G 新空口NR(New Radio)部署计划暂分为两个阶段：

　　第一阶段Rel.15版本的目标和计划为在2018年6月前完成制定，2020年完成前期部署;

　　第二阶段Rel.16版本标准力争实现与第一阶段标准的兼容，计划在2019年底前制定完成，推动其向ITU-R IMT-2020的提交，并计划2021年前完成商用系统部署。

　　2.3 5G商用计划

　　参照工信部发布的《信息通信行业发展规划(2016-2020年)》，将于2020年启动5G商用服务。同时根据工信部5G推进部署和三大运营商5G商用推进计划，在2017年即已展开第二阶段的5G网络测试，2018年内也已启动规模性组网试验。2019年内将在前期测试和试验的基础上，正式启动5G网络建设进程和预商用计划，力争在2020年能够正式推出商用服务。

　　韩国5G 商用计划将以2018年平昌奥运会为正式起点，日本则计划借2020年东京奥运会为契机，正式启动5G 商用服务。

　　3 5G关键技术

　　《5G 概念》白皮书提出，5G 将由大规模天线阵列、超密集组网、新型多址技术、全频谱接入，以及新型网络架构等一些关键技术共同定义和构成。

　　大规模天线阵列定位于实现系统频谱效率的大幅度提升;

　　超密集组网通过增加基站部署密度，实现系统容量的百倍量级提升;

　　新型多址技术通过发送信号的增加传输来提升系统的接入能力，从而使5G 网络具有千亿设备连接能力;

　　全频谱接入技术则可有效和充分利用各类频谱资源，提升频率利用率和价值;

　　新型网络架构，即采用软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV) 等实现更加灵活、更加智能、更加高效的5G 网络。

　　4 4K over 5G业务场景

　　5G 网络所能支撑超高数据速率和超低时延的网络和系统能力，将有效推动多种4K 超高清视频业务的承载、落地与实现。未来在5G 网络下，将可真正实现随时随地看4K。除此之外，另举两个在5G 网络下将可以获得巨大提升和改善的业务场景。

　　4.1 4K over 5G素材采集汇总

　　高质量的视频素材的采集回传在4G 时代受限于网络能力，往往更多的采用有线或者微波的方式进行传输。而5G 网络所具有的高度灵活性、扩展性和定制能力的新型移动网络架构则有望满足该项需求。

　　5G网络实现软件化定义，具备可配置能力;

　　5G网络还具有切片能力，可在同一物理平台上部署不同的逻辑网络;

　　5G网络将计算与服务能力部署于移动接入网络边缘，使得无线接入网络具备了业务本地化、低时延高带宽的传输、无线网络上下文信息的感知能力;

　　5G网络将加入类似Cloud RAN(云端无线接入)的全新架构;

　　5G网络中还支持终端直连(D2D)通信技术，网络中的设备之间在没有核心网参与情况下可直接连接通信。

　　以上5G 网络的关键技术和网络架构设计，都为现场高质量视频素材回传领域的应用开拓了可能。以5G 产业当下发展的进展程度，使用 C band频率，基站侧和终端侧采用16*2的 Massive MiMo 架构，eMBB 场景下采用64QAM高阶调制，100MHz 频谱带宽，在上下行资源1：4的固定配比模式下，网络共可以实现1.5Gbps的数据传输速率，其中上行传输速率可以达到300Mbps 的传输速率，可满足4K超高清视频素材的上行传输需求。

　　4.2 终端锚点多制式协作4K 视频呈现

　　随着智能终端与手机的广泛应用，终端的处理能力越来越强，终端也普遍集成了多种通信模块，具有了同时采用多个通信连接共同输出多路数据流的能力。可尝试考虑以 UE为锚点的多制式协作共同呈现技术，具体可以设计三种业务形态：

　　1)“直播+扩展”

　　利用5G 网络的高系统传输容量，可以将多维度的视音频信号传输到手机，手机作为该场景的中心节点，智能调度家庭中的电视大屏、AI 音响和 VR 眼镜等音视频呈现设备，利用 WIFI和蓝牙等实现多元视频画面和多轨音效在电视端、Pad 端、AR/VR眼镜端和智能音频设备上的智慧呈现，从而实现“直播+多维度扩展”的业务场景。

　　2)“内容+社交”和“广告+交互”

　　通过将以匹配诸多社交信息和商业的视频内容在各终端呈现，使得电视内容与社交信息、商业信息同步到达用户端，进而利用不同终端的各自独立呈现，实现“内容+社交”和“广告+交互”的业务场景。

　　5 应对策略

　　中国广播电视网络有限公司(国网公司) 将紧密跟踪与借鉴5G 标准制定进程和业务推进计划，梳理现有基础、明确行业特点、规划技术方向、设计业务模式，建设全国移动多媒体交互广播电视网，实现网络升级、角色转换以及模式创新。

　　全国移动多媒体交互广播电视网立足于现有广播电视有线无线卫星覆盖网络，通过对网络进行进一步的延伸和补充，实现对现有网络双向化、IP化、移动化不足的有效弥补。并努力实现广播电视网的低成本覆盖优势和移动宽带网络的业务承载能力的优势结合，重新构造一张融合交互泛在的广播电视网，从而实现广播电视无处不在、随时随地接收。

　　通过移动多媒体交互广播电视网的建设实施，将实现广播电视网络向移动交互多媒体新发展方向延伸，实现广电业务与周边各类业务服务的相融相通和共生共赢，逐步完成广电媒体从广播电视服务主体向现代传媒与综合信息服务主体的转变，发挥广播影视优势，创新文化信息服务。

责任编辑：侯亚丽