广电总局广科院张宇:国内外5G广播电视最新进展情况

4月24日,在第30届中国国际广播电视信息网络展览会(CCBN2024)开展期间,中国广播电视网络集团有限公司、国家广播电视总局广播电视科学研究院共同举办了“广电5G峰会”,国家广播电视总局广播电视科学研究院5G广播技术首席科学家张宇在会上分享了关于《5G广播电视技术发展现状》的主旨发言。

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根据张宇的介绍,“5G广播电视”技术是采用基于5G国际标准(在3GPP的R16版本中规定,ITU正式发布)的广播电视传输技术,结合广电业务需求和基础设施,形成新一代端到端的无线数字广播电视系统,由广播电视大塔发射信号,支持电视大屏和手机小屏接收,能为用户提供包括直播广播电视、应急广播和数据传输在内的多种视听业务及公共服务。

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5G广播电视的关键技术

其关键技术表现方面,支持单向下行广播(Receive Only Mode,ROM),并且是完全下行、不支持双向;支持开放接收(Free-to-Air,FTA),其CAS子帧包含所有接入所需信息,无需SIM卡、无需接入网络,不需要接入认证;支持广播单频网(Single Frequency Network,SFN)的连续覆盖;支持独立组网(Dedicated Mode),不需要依赖移动通信基站资源,仅通过5G广播发射机/大塔便可形成广播电视网络独立组网覆盖。

标准制定方面,3GPP从2018年—2022年已制定完了基于广播发射塔的5G广播电视技术标准,如2022年3月,3GPP“扩展支持6/7/8MHz带宽”标准制定第一阶段完成。作为首个5G广播电视技术标准,支持覆盖半径100公里、时速250公里/小时及大规模单频网组网。

2020年12月,ETSI发布了ETSITS 103 720(5G BroadcastSystem for linear TV and radio services),应用了3GPP的广播标准,使得欧洲采用5G广播电视技术作为新一代地面数字电视标准。

2021年2月,ITU-R(SG5)正式发布的IMT-2020/5G国际标准中,也包含了5G广播电视的5G通信国际标准。

2022年9月,ITU-R(SG6)发布的文件中,5G广播电视被纳入到了ITU-R广播电视系列候选标准。

频率规划方面,3GPP专门定义了B107和B108(470MHZ-698MHz)给R16大塔5G广播使用,并制定了适配广播电视行业的6/7/8MHz带宽标准。

5G广播电视的应用场景

5G广播电视基础设施还能承载应急广播业务,其是基于物理层信令而承载的,并非是数据通道,因此能直接将应急信息送入终端。此外,由于广播电视基础设施抗灾等级及能力较高,且能采用双备份方式,可以保障应急广播信号稳定的传送。

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5G广播电视可实现广播通信的融合,除了提供广播电视业务外,还可实现与通信系统的合作改造进而提供个性化的业务,当然各自网络是彼此独立的,可基于广播电视频率与双向通信网络实现“相加”,以及业务的“相融”。

2019年,在国际标准制定的同时,广科院组织了“无线交互广播电视工作组”的各成员单位共同开展5G广播电视技术标准体系的制定和产业化工作,部署启动12项5G广播电视配套技术标准研究工作。

目前已制定完成总体技术要求、核心网技术要求、大塔与终端接口技术要求、数据广播业务数据封装与传输技术要求、电子业务指南数据封装与传输技术要求等5项标准草案,为构建5G广播电视标准体系奠定了良好基础。

另外,广科院也已经在广州、成都等地进行了地面数字电视发射机改造、室内覆盖和移动接收、应急广播、通信为广播补包等具体的试验验证。

广科院也开发了5G广播电视的终端APP,也进行了端到端的联合调试,在巴塞罗那信息通信展览会(MWC2023)上,广科院、高通、罗德与施瓦茨共同携5G广播电视系统参展。

国外5G广播试验进展

自2017年起,全球5G广播电视试验(大塔)不断取得进展,包括欧洲的德国、英国、法国、西班牙、挪威、丹麦、奥地利、意大利、爱沙尼亚、捷克俄罗斯等,还有美洲的巴西、哥伦比亚、美国等,亚洲的中国、韩国等。

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在2023年世界无线电大会前,欧洲几家主要广播电视运营商签署了共同推进5G大塔广播商用的谅解备忘录,包括法国电视台(France Télévisions)、意大利广播电视公司(RAI)、德国西南广播电视台(SWR)、德国巴伐利亚广播电视台(BR)、荷兰公共广播集团(NPO)、爱尔兰广播公司(RT)、奥地利广播电视台/奥地利广播公司(ORF/ORS)。

2023年,美国广播电视公司XGen Network(XGN)、传媒集团Milachi Media和台站拥有者,于2023年7月获得美国联邦通信委员会(FCC)授权进行了5G广播网络试验(3GPP Release 16 5G大塔广播)。而后还有另外两个公司已提出申请加入第二阶段5G广播试验,第二阶段将试验应急广播等场景,FCC已向XGN颁发了更多的临时试验牌照以在三个区域进行5G广播的验证。

值得注意的是,XGen Network(XGN)、传媒集团MilachiMedia联合了低功率电视广播协会(LPTVBA)在今年不久前宣布成立5G广播联合体(5G Broadcast Collective),其将作为一个新的广播行业非营利组织,旨在促进和帮助在全球范围内部署5G广播。(注:LPTV,在全美国已有5374个低功率电视台,数量占全国电视台的75%以上。)

国内5G广播电视试验网进展

在国内5G广播电视试验进展方面,2023年,为贯彻移动优先策略,经广电总局传输司批准,四川省广播电视局、广播电视科学研究院组织了产学研用相关单位,拟在四川省成都市开展新一代无线广播电视(5G广播电视)试验工作,为我国无线广播电视发展演进提供科学依据,带动传统广播电视媒体转型升级。

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四川的试验网已在去年取得了一些进展。

在最新进展中,广科院已与国内芯片公司签署“5G广播电视芯片和终端研发协议”,将实现5G广播芯片国产化,也正在牵头制定《5G广播电视接收终端技术要求》的标准草案,支持终端研发。

还完成了国内标准与3GPP标准应急广播消息映射,推进5G广播电视成为应急广播新的传输通道。后续还将继续完善四川试验网建设和测试,并为芯片、终端研发提供试验环境。

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