上一期,我們探討了5G+工業互聯網的技術優勢、應用場景和關鍵技術等問題(點擊回顧)。在其關鍵技術中,支持廣播多播是一大優勢。截至目前,紫光展銳已在業界首發了5G R17 NR廣播端到端業務演示,進一步助力5G NR廣播產業鏈生態成熟。
本期,我們將一起了解關于5G廣播技術的發展脈絡,探究它如何提供“免流量刷視頻”等多元豐富的視聽服務。
從直播帶貨到短視頻洪流,視頻如今已占據了大眾媒介信息交互的主流地位。互聯網用戶對傳播內容的及時性、高清化、沉浸式提出了更多訴求,視頻在更多業務場景如物聯網、車聯網、公共服務等領域,涌現了龐大的應用需求。如何在大帶寬和高性能要求的壓力下,實現更高效集約化地視頻內容生產和商業模式轉型,是視頻時代需回答的一項重要課題。
5G NR 廣播解決方案可以視作對移動通信功能的升級,滿足人們對便捷性、低延遲、高安全的移動視聽服務需求。
作為芯片科技創新的先鋒,紫光展銳參與了業界首次產業鏈全鏈條——包括中國廣電集團、中興通訊核心網及無線接入網、紫光展銳手機參考樣機等聯合構建的5G NR廣播700MHz頻段端到端業務網絡,并業界首發5G R17 NR廣播端到端業務演示,為移動端差異化視聽體驗注入新的活力。
融合5G,拓展視頻價值影響力版圖
廣播電視具有傳播覆蓋面廣、內容多樣化、傳播速度快以及信息傳遞實時性等特點,承擔著公共服務的重要任務,一經面世便迅速成為被大眾廣泛接受的信息傳播媒介。
然而,進入移動互聯網時代后,智能終端的涌現擠占了傳統廣播電視終端市場,導致其出現出貨率及開機率逐年下降的趨勢。另一方面,海量視聽需求爆炸式增長則為5G通信網絡帶來了更大的傳輸壓力。
那么,是否可以將廣播系統和通信網絡融合,從而讓廣播與通信網絡的優勢互補?
5G廣播從技術理論和實踐上給出了答案。“5G廣播+5G通信”既可以充分發揮廣播網絡低遲延、傳播高效的優勢,同時又借助移動通信網的靈活特征,拓展出更多的新型廣播電視業務,為移動終端用戶提供差異化的服務,例如,用戶能夠隨時隨地觀看廣播電視節目或推送數據服務,不消耗任何音視頻數據通信流量,節約手機的電能損耗。
5G廣播標準化歷程
5G廣播標準化過程依照移動網絡演進的過程分為4個階段。2/3G時代的多媒體廣播組播服務(MBMS,Multimedia Broadcast Multicast Services);4G時代的增強性多媒體廣播組播服務(eMBMS,enhanced MBMS);4/5G過渡時代的進一步增強性多媒體廣播組播服務(FeMBMS,Further eMBMS)以及5G時代的新無線組播廣播服務(NR Multicast Broad‐ cast Services)。
移動通信進入2/3G時代后,網絡服務不再滿足于簡單的通話以及短信業務,網絡服務開始向多媒體業務方向發展,隨著3GPP Release6版本凍結,第一個MBMS標準面世,它提供了點對多點 (Point-to-Multipoint, PTM)傳輸服務,規定了廣播和組播兩種工作模式。
MBMS利用 PTM 傳輸方式提供了高速率多媒體服務的完整架構和機制,使得移動通信網絡具備了提供實時音視頻直播服務的能力,為后續廣播、組播功能的演進奠定了基礎。
隨著3GPP Release8版本凍結,移動通信網絡進入4G時代,基于4G核心網的MBMS演進工作進一步開展,并在后續版本中成為eMBMS。但在垂直業務場景落地情況差強人意,商用實驗浪潮褪去后并未如期成為移動通信常態化服務。
2017年,移動通信國際標準化組織3GPP 凍結了 4G的最后一個版本——Release 14,在以歐廣聯 為主的各廣播電視機構和組織的積極推動下,在該版本中形成了移動通信中第一個面向高塔高功率(High Power High Tower,HPHT)應用的多媒體廣播多播標準 FeMBMS(Further enhanced MBMS),將原有廣播電視傳輸網絡中的發射塔納入到移動通信體系當中,作為一種特殊的基站,提供大范圍的非線性廣播內容服務。用戶可以在不同設備上根據自己的時間表和興趣,選擇觀看或聽取更高質量的廣播內容,而不受傳統廣播時間表的限制。
隨著3GPP由4G向5G演進,FeMBMS也在持續增強,Release16重點對地面廣播進行了支持,Release17將專用的物理信道PMCH(Physical multicast channel)的帶寬擴展至6/7/8MHz。
與Release16的增強FeMBMS在全國范圍內提供常態化廣播電視服務的目標不同,5G NR MBS更加側重于單個小區或者一定范圍內的多個小區對熱點內容采用廣播或組播方式進行流量卸載,以緩解峰值流量壓力;支持每個小區范圍內的廣播,廣播發送粒度進一步減小。在應急廣播、冬奧會等實戰場景中,5G NR廣播已讓用戶體驗到了免流量、多機位直播、VR/XR虛擬現實沉浸式的收視服務。
NR MBS不設計專用的物理信道及幀結構,可以完全復用PDCCH/PDSCH。無線網絡設備不需要額外的硬件升級,空口資源利用效率更高,使得業務和終端都能實現靈活的適配。
讓廣播電視服務走向終端通、人人通
為了實現融合發展,業界對于5G廣播技術在頻譜效率、移動性支持、互操作性、內容保護、網絡優化以及多屏體驗等方面正在努力克服技術難點并取得了一定的成果。例如,更高效的頻譜利用技術,如波束賦形(beamforming)和多天線技術,以提高頻譜效率;支持移動終端用戶在高速列車、汽車等移動環境下仍能享受穩定的廣播服務;整合增強現實(AR)和虛擬現實(VR)等技術以提供更個性化的廣播內容、更豐富的互動功能和更高的視聽質量等。
2023年9月,在中國廣電集團的統一指導下,紫光展銳聯合中興通訊等行業伙伴,全面實現了基于3GPP R17標準的5G NR廣播,這意味著未來搭載紫光展銳5G芯片的手機將具備接收5G廣播的能力,進一步助力5G NR廣播產業鏈生態成熟和商用部署。
5G廣播產品成熟化將隨著3GPP和更多標準化進程持續演進,也將隨著產業鏈上下游廣泛的合作拓寬垂直行業的應用空間。
視頻化超越了文字和圖片,讓人們以新的方式彼此“看見”和聯結,圍繞這種全民記錄的社會形態,5G廣播正在釋放持續的價值創造力。
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原文標題:紫光展銳先進技術科普 | “免流量刷視頻”,5G 廣播的前世今生
文章出處:【微信號:gh_2c8fa897d02f,微信公眾號:紫光展銳UNISOC】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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