摘要：目前世界各国的科技实力都在飞速发展，一些科技积累深厚的国家，都开始在新一代的移动通信技术上研究发展，以5G为核心的技术迅速延展，并为多个领域提供更高的运行效率。基于对5G技术的原理和优势的分析，以及5G在广播电视中的应用调查，本文将展示现阶段5G技术在广播电视中的应用方式，并以5G技术在广播电视中的优势，提出今后的广播电视依托5G技术更广阔的应用。
关键词：5G技术；广播电视；技术应用和发展
The
application of 5G in radio and television
Abstract: At present, the scientific and
technological strength of all countries in the world is developing rapidly.
Some countries with profound accumulation of science and technology begin to
research and develop in the new generation of mobile communication technology.
The technology with 5g as the core is expanding rapidly and provides higher
operation efficiency for many fields. Based on the analysis of the principle
and advantages of 5g technology, as well as the investigation of 5g application
in radio and television, this paper will show the application mode of 5g
technology in radio and television at this stage, and with the advantages of 5g
technology in radio and television, it is proposed that the future radio and
television rely on 5g technology for wider application.
Key words: 5g technology;
radio and television; technology application and development
引言
正在我们陶醉于4G通信带来的生活便利之时，5G通信技术扑面而来。5G来势之快、来势之迅猛，令人始料不及。如果说4G改变媒体环境，那么5G必将改变生活。习近平总书记提出，全媒体时代，要对信息化大势和发展机遇敏锐把握，要引领中国的媒体融合走上快车道。
面对5G浪潮的来袭，传统媒体和新媒体从“你中有我，我中有你”到“你就是我，我就是你”。为积极应对5G时代的到来，传统媒体纷纷加速推进媒体深度融合。
近半年以来，多家传统电视台纷纷与通信运营商、网络运营商，达成深度合作意向，共同应对和开发5G时代的挑战和机遇。
一、5G技术概述
第五代移动通信技术简称5G是最新一代蜂窝移动通信技术，也是即4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系统之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。5G技术通过对传统网络的优化，依托其高速率低延时的特点，能将网络中信息深度融合，大大的提高了网络中所有内容与周边环境连接的速度与效率。
5G技术的特点：1、5G峰值速率需要达到Gbit/s的标准，以满足高清视频，虚拟现实等大数据量传输。2、空中接口时延水平需要在1ms左右，满足自动驾驶，远程医疗等实时应用。3、超大网络容量，提供千亿设备的连接能力，满足物联网通信。4、频谱效率要比LTE提升10倍以上。5、连续广域覆盖和高移动性下，用户体验速率达100Mbit/s。6、流量密度和连接数密度大幅度提高。7、系统协同化，智能化水平提升，表现为多用户，多点，多天线，多摄取的协同组网，以及网络间灵活地自动调整。从整体上看，网速提高极其明显，其次建立起了优质的网络体系，可与广播电视体系的一系列信号相融合，方便设备组网迁移。5G采取无线空中接口，虽需要区域基站覆盖，但可大幅减少大型交换机，路由器的使用，节约空间且能降低运行成本和功耗。
二、5G的商用与广播电视领域发展
2019年10月31日，三大运营商公布5G商用套餐，并于11月1日正式上线5G商用套餐。标志着中国正式进入5G商用时代。中国广播电视网络有限公司董事长赵景春指出，媒体融合发展对于广播电视来说，既是政治要求、政治使命，也是从技术、业态、生产经营方式、体制机制等的一次深度自我变革，还是动作快慢决定着成败赢输的紧迫课题。广播电视必须以自觉主动、时不我待的态度全力以赴实现与新兴媒体的融合发展，让自身的传播力更强，用户体验更好。5G为广电网络转型发展创造了重要机遇。“随着广播电视传播方式和通信传输方式走向融合，我们要与运营商采用同样的技术，提供差异化的服务，用广电特色来提升广播电视全媒体的传播渠道。”中国广播电视网络有限公司副总经理曾庆军表示，广播电视将在5G时代迎来一次升级换代的机会。
国家广播电视总局广播电视规划院无线所所长冯景锋说，广播电视要积极地拥抱5G，用“地面数字电视广播+5G广播”的形式，实现传统媒体转型升级以及与新兴媒体的融合发展。其中，地面数字电视广播针对大屏、公交移动屏等大尺寸终端，继续承载4K或8K超高清无线网络的任务;5G广播则用于针对手机小屏，体积小、高质量的电视直播业务。
围绕5G环境下广电业务发展趋势，广东南方电信规划咨询设计院有限公司网研中心经理岳胜表示，广电行业可从三个方面进行符合自身特点的价值创新发展规划：一是“5G+人工智能”模式持续打造智慧广电，包括虚拟主持人、虚拟动画、智能化媒资管理;二是“5G+VR/AR”模式增强广电用户的沉浸式体验;三是“5G+物联网”模式搭建“广电+”生态系统，打造智慧家庭平台、“广电+”智慧城市、车联网等。
3G、4G曾给媒体带来深刻影响，5G将重塑媒介生态。主流媒体需未雨绸缪，应对有方。5G商用后，主流媒体需拥有丰富的视频化、智能化、移动化产品矩阵；构建协同化、一体化、集约化的生产流程；确立场景化、垂直化、社交化的运营思维。
相较于4G网络，5G具有网速更快、容量更大、延时更短等特点。如果说前四代移动通讯技术实现了“人与人的连接”，那么，5G将实现“人与人、人与物、物与物之间的连接”，通过5G网络，无时不在、无所不在的信息传递将成为现实。通讯技术的发展与媒介形态的演进之间具有强相互关系。纵览近十年的媒介技术发展史，可以发现，通信技术的进步必然促进新媒介形态的产生和勃兴，进而重塑媒介生态格局。
2009年，3G网络实现商用，随之而来的是移动流媒体技术的广泛应用，手机视频、手机电视直播等移动流媒体服务迅速发展，受众的媒介接触习惯、信息获取方式开始由PC端向移动端转移。
2014年，4G网络实现商用。基于高速率、强灵活性、高兼容性的4G网络，在政策、技术、资本等多种力量的共同作用下，微信、微博、新闻客户端迅速崛起，成为新的信息分发渠道。用户在使用移动应用中产生的海量数据成为一种基础性资源，数据新闻、算法分发重新塑造了新闻生产分发流程，云计算成为许多新兴信息平台的底层架构，媒介生态随之改变。
5G网络为传媒业创新产品形态、优化用户体验带来更多可能。云VR（虚拟现实）/AR（增强现实）、联网无人机、无线家庭娱乐、社交网络、人工智能、智慧城市等5G的主要应用场景均与传媒业关系密切。
以联网无人机为例。2018年4月，中国电信与华为合作，在深圳完成国内第一个基于端到端5G网络的专业无人机测试飞行，实现了无人机360度全景4K高清视频的实时5G网络传输。通过毫秒级低时延5G网络，操控人员可以进行无人机远程敏捷控制。未来，媒体借助联网无人机有望大幅提升新闻采集能力。可以预见，5G将催生一批满足受众需求的新兴媒介，现有媒介生态将发生深刻变革。
三、5G技术广播电视中的应用方式
5G技术的出现为多个领域提供了新的发展思路，在广播电视领域，目前广播电视已经借助4G通信系统完成信号传递工作，实现电视信号和传统网络的融合，局部地方已完成5G转网，并开始是测试使用。随着5G的商用化，广播电视领域在今后的发展中会逐渐转网完成，借助5G的优势拓展广播电视业务。目前5G在广播电视领域的应用如下：
3.1远程高清直播 5G+4k
从2020年1月20日开始，来势汹汹的新冠病毒让每个中国人陷入焦虑当中，火神山、雷神山医院的建设给中国人民吃下了一颗“定心丸”。2020年1月24日，武汉火神山医院相关设计方案完成；2020年1月29日，武汉火神山医院建设已进入病房安装攻坚期；2020年2月2日上午，武汉火神山医院正式交付。从方案设计到建成交付仅用10天，被誉为中国速度。全体中国人民通过“火神山云监工直播”切身感受到了中国速度。
5G技术在“云监工”中扮演重要角色。火神山的5G网络，现场测试下行是921兆BPS，上行是133兆BPS，其极高的数据传输速率保证了视频的无失贞传输。同时由于5G有超大网络容量，可使上千万人同时观看高清直播而不会出现卡顿现象，并依照多种固定设备分辨率，已经可以展现4k高清内容。
在火神山医院网络部署中，一共新建七个5G基站和一个4G的基站，扩容了三个4G基站，调优了两个3G基站，所有的3、4、5G基站全部都采用了最高的网络容量配置，来确保最高的通信质量，同时还铺设了十条以上的办公专线，开通了专网。在整个火神山的直播过程中，背后主要是5G做为网络支撑。在大量的5G基站建成后，广播电视行业可以将现有的网络设备与基站连接，完成5G组网，最终构成高性能网络构架，可以在各种类直播中带给观众更好的体验。
5G+4K让我们看到不一样的国庆阅兵。家庭与影院的同步体验：本次阅兵，央视将采用4K分辨率/50帧/HDR/BT2020/10bits的高画质标准，以36Mbps的高码率进行全国的卫星直播。
除了普通家庭可以接受到4K信号外，分布在国内十余个省份的70块电影屏幕也同时引入了本次4K直播信号。4K超高清的高画质与影院的巨大屏幕相结合，更能够呈现出阅兵式宏大场景的震撼效果。这也是我国院线首次引入4K直播信号。
多视角为用户带来更具个性化的体验：央视、咪咕在其新媒体产品中为用户提供了独特的7路视角，涵盖高空与地面，近处与远方。相比“导播让看什么就看什么”的传统模式，多视角观影模式将视角的选择权交给了用户，让用户可以自由切换自己关注的内容，从而获得更具个性化的观看体验。而由华为配合提供的5G背包则为多视角场景提供了更多的特色视角选择。
2.2智能移动终端服务
在科技不断发展的今天，智能移动终端成为人们视野中的“常客”，随着移动终端的用户量不断增大，广播电视传播方式和通信传输方式将走向融合，在5G技术的支持下，广播电视能走进每个移动终端中。
基于5G技术的移动视频业务，由于网络信号传输速度提高，所以在的运行中，能够有效规避当前存在的视频卡顿等问题，提高用户体验。同时在当前的多种移动终端设备中能够展现高清内容。
在一些信息的传递中，通过电视广播的模式能够取得更好的传递效果。今后5G的组网的全面建设，实现广播电视在移动终端随时随地的实时播报，如对于突发性信息、行车广播信息等，很好的提高了受众的信息接受度。
在应用中，移动设备需要对现有的硬件进行优化和改革，使其支持5G移动信号接收，提高整个系统的运行效率。而对于固定设备来说，需要建成专用的5G信号接收端口，防止5G信号丢失。同时依托于5G信号的移动网络建设中，会提高基站的建设数量，最终构成完善度和全面性大幅提高的网络体系，广播电视行业可以将现有的网络信号设备与基站连接，提高信号的接收效果。
2.3混合电视广播服务
5G广播的混合电视广播服务，依托5G高速，高数据容量的特点，实现此服务。主要服务内容包括电视直播、电视点播、用户自制内容（UGC）区化广告等。用户终端可以是大屏电视机、各类移动智能终端，也可以是车载终端，用户可在室内、户外等环境中，在固定、移动等状态下，通过5G广播实现无处不在的媒体信息传递。
在5G技术的应用中，建成城市独有的电视广播体系，使整个网络资源的融合和处理，建成高效的综合性网络，对于电视广播来说，可以通过这种方式，提高电视广播内容中的信息量，可以提高数量更多的资源，让受众根据个人喜好挑选，这种方式能够逐渐提高电视广播用户的数量。
2019年6月12日，第25届上海电视节——白玉兰国际广播影视技术研讨会，在上海正式召开，“融合媒体新起点，智慧广电新技术”是此次活动的主题，由国家广播电视总局、中央广播电视总台、上海市人民政府等单位共同主办，上海市广播电视局、上海广播电视台承办，上海市电影电视技术学会协办，由众视网AsiaOTT专业报道。
国家广播电视总局规划院无线所所长冯景锋在会上就5G时代的广播电视做了独立演讲，5G已经来临，相对于4G具有速率更高，大流量接入等特征，具备有增强移动宽带、海量机器通信、超高可靠的低延时应用的三大场景。
那么对于广电网络来说，5G来了，广电应该怎么办？对于广电而言是挑战还是机遇，每个人想法或许都有不同，冯景锋所长表示，5G与地面数字电视广播的融合发展是一个主流的趋势和方向。
传统数字电视广播针对于大屏的接收不会被5G完全取代，通过“地面数字电视广播+5G广播+5G通信”，能够建立面向5G的移动交互广播电视网。通过部署大功率发射机，可以满足手机任意时间任意地点的接收要求。
习近平总书记在《求是》杂志中提到，“要加快推动媒体融合发展，推动移动优先策略”。冯景锋所长表示，“5G通信+5G广播”将贯彻习近平总书记的要求，5G广播要实现广播电视“人人通、移动通和终端通”的要求，建立融合媒体的移动传播平台。
同时，在县级融媒体的建设中，也将进一步将5G广播加入到微信、移动APP、移动政务等县级融媒体平台中，提升融媒体平台的服务能力。
同时，5G广播组建的移动交互广播电视网将进一步完善智慧广电的目标，通过智能化的全国有线电视网与面向5G的移动交互广播电视网，建立智慧广电承载网。
2.4增强/虚拟/混合现实应用
随着科技发展，人们越来越追求视觉听觉上的冲击感，AR/VR/MR的出现让人们更好的感受到科技的冲击感。
虚拟现实技术(英文名称：Virtual Reality，缩写为VR)，又称灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。
增强现实(Augmented
Reality)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。
MR（混合现实），MR是Magic Leap最新的科技，它制造的虚拟景象可以进入现实的生活同时能够认识你，比如通过我们的设备，你在眼睛当中看到一个景象可以测量出现实生活中物体的尺度和方位，其最大的特点在于虚拟世界和现实世界可以互动。
AR/VR/MR的发展可用于娱乐，医疗，教育等多个领域，在5G技术的支持下，AR/VR/MR和海量的资源能通过广播电视传递到更多人里。
基于5G广播的增强/虚拟/混合现实广播。主要提供增强/虚拟/混合现实（AR/VR/MR）内容的直播、点播，用户可利用智能穿戴设备、各类移动智能终端和车载终端，实现无处不在的AR/VR/MR内容呈现。通过5G的强大云容量，可实现在数字电视的云游戏，云购物等服务，与现有广播电视融合产生新的消费内容。今后5G与AR/VR/MR以及广播电视的融合可以让观众足不出户就能亲临现场观看各种节目，并且能进行实时互动。
2.4.1 5G+VR
作为行业领先的主流媒体，中央广播电视总台今年央视再次创新，首次采用全新技术——“5G + VR”技术对2019年央视春晚进行实时直播，为亿万观众带来全新的视听体验。
为了完成这次首创性的直播，央视联合中国联通、中国移动和华为公司，采用了看到科技提供的8K VR全景直播相机Obsidian与基于5G网络直播软件系统Kandao Live 8K, 打造全景预览央视春晚候播大厅和VR直播连线长春、深圳分会场的融媒体电视节目新形式。在此次春晚直播中，央视团队在北京总台的复兴路办公区1号演播厅、吉林长春分会场和广东深圳分会场，分别架设了多台看到科技Kandao
Obsidian 8K VR全景相机，配合5G网络传输终端，将分会场画面实时传输至央视新闻直播间，于央视《我要看春晚》直播节目中实时播出，打造国内首档5G+VR直播节目。
与传统电视观看相比，5G+VR直播最大区别是让观众身临其境来到现场，不仅实时全方位体验，而且视角更清晰。利用5G的低延时、高带宽等特点，春晚分会场720°全景视频高清画面得以实时传输，让VR内容实时制作成为可能。在整个直播过程中，看到科技8K 3D全景相机Obsidian及直播方案Kandao Live 8K，极大地便利了VR内容的采集、制作、推流等工作环节。在《我要看春晚》直播节目中，春晚深圳分会场的记者与央视主持远程连线，通过5G网络实时观看分会现场VR全景画面，也揭开了5G+VR直播设备的面纱：一台Obsidian 8K 全景相机，一套5G网络接入终端，配合看到科技Kandao Live 8K电脑软件进行现场实时拼接和编解码，最终推流至北央视北京总台直播间实时播出。
在5G技术支撑下，以VR虚拟现实为代表的全新的融合媒体业务，将迎来爆发式增长。看到科技自2017年已开始深耕VR直播领域，领先于业界推出了Obsidian 全景相机系列Kandao 8K VR直播系统，以超清画质、实时拼接、低延时和高稳定性，成为业界唯一的成熟8K 3D直播方案。目前方案已赢得移动、电信、联通等合作伙伴的青睐。2018年下旬至今，看到科技已成功完成欧洲职业高尔夫球巡回赛、世界互联网大会、短池游泳世界锦标赛等多项大型5G VR直播案例，多次创下“首次”成功纪录。
2.4.2 5G+AR
每年春晚除了精彩的节目，更是各类先进视听技术的一次大展示，今年春晚的最大亮点之一 就是全方位的科技驱动和技术创新。
今年首次实现春晚在4K超高清频道直播，并全程采用5.1环绕声，在深圳分会场还成功开展了5G网络4K电视传输。
而开场舞、芭蕾《敦煌盛世飞天》等节目更是通过最先进的AR技术打造出了如梦如幻般的舞台效果。接下来我们一起去为您揭秘这些重量级的幕后技术。
2019年春晚在一片花海中拉开序幕，开场舞《春海》中，由全新物理引擎所打造出来的利用AR虚拟效果制作的花带随风飘动，与整个春晚舞台背景、演出融为一体，让直播节目产生了前所未有的视觉效果。除了开场舞，少儿舞蹈《找朋友》和芭蕾《敦煌盛世飞天》等节目在直播中都大量使用这种最先进的AR虚拟技术。
2019年春晚AR虚拟主创封毅：这回少儿节目可以说是我们这回应用最新引擎来去制作的最复杂，也是最大的AR的场景。大家看到的这种阿凡达般的，很充满想象力的这么一个原始森林里面的，它结合后面大屏，舞台上有很多的表演节目，让这些孩子在整个的，也可以说咱们把整个春晚的舞台就变成了一个充满奇幻色彩的整个空间。
其实AR技术早在2012年央视春晚当中就有所应用，今年的AR技术又有什么新的亮点呢？
封毅：（今年）咱们春晚舞台上首次大规模使用了真实的物理运算的这种实时渲染引擎。它所有的这种AR呈现出来的AR效果和虚实结合的效果，AR虚拟的这些内容都是通过物理运算来实现的，无论是它的光影效果还是包括它的这个云的气态，包括像这种河流的液态，它都是用这种物理方式去进行运算，所以它的真实效果与往年也是一个本质上的变化。
另外，今年春晚直播中另一项技术大革新就是首次实现了4K超高清的直播，并全程采用5.1环绕声。用户通过中央广播电视总台4K超高清频道收看春晚节目，配置4K超高清图像+5.1环绕声，就能带来更高清晰度、更宽色域、更高动态范围视频和环绕声音频体验，在家就可以享受到影院的视听效果。
2019春晚技术制作中心4K演播室负责人白宇：以往的高清画面，我们在这些暗部细节肯定是体现不出来的，一个是暗部，还有一个就是舞台上高亮的细节，在传统的高清电视上，因为它不是高动态范围，是标准滚动范围，所以是看不到的。现在采用4K的超高清电视技术，用HDR高动态范围，就可以展现出这些暗部和亮部的细节。会给观众带来全新的视觉声音的体验。4K电视技术，代表了电视技术的发展方向，某种意义上说可以跟当年从显像管电视，到平板电视的转换的意义。
整场春晚共需要使用各类话筒70多支，70多个话筒就意味着需要全场同时控制70多个声音通道。
2019春晚音频负责人唐沁：所以我们的录音师要经过多次的走台，了解他们哪一个话筒，哪一号的话筒佩戴的这个人什么时候说话，然后呢，同时说话的又有多（少），下场的又有多少。
对于春晚的音频工作人员来说，最为挑战的就是小品节目。经常10多人表演一个节目，演员除了主话筒还需要多带一个备用话筒，舞台上经常3、4十个话筒同时打开，那怎么保证互相不会弄错呢？
春晚话筒组负责智庚晨：从1到40都编好了号，然后每一个演员对应一个号码。如果有一只话筒出现了设备上的故障或者问题，或者是像您说的号有问题了，那么马上就启用第二只话筒，这样保证节目直播过程中肯定是瞬间就可以反应过来，就是你会有声音，保证直播的这个安全。
此外，今年春晚的技术还实现了多项突破。春晚首次应用智能语音识别字幕制作技术；首次使用4K超高清AR在线包装技术；全面运用天鹰座和无人机等多个特种设备用于拍摄；在主会场一号演播大厅使用4K超高清主屏和大量拼屏，这些技术上的创新和运用成果，都为2019年春晚带来耳目一新、为之一振的视听体验。
四、小结
电视，是技术和艺术的结合体。技术的改变，能够带来生产方式的变革。媒体传播吸引你，终归要靠内容。内容为王，也适应在5G时代。5G时代，甚至更渴望电视内容更纯粹，更真实，更人性。广播电视行业中，5G技术的应用方法为，开发移动视频业务、优化广播业务和指导现有设备和系统的优化，为用户提供更好的用网体验。。
习近平总书记指出，文艺创作有高原缺高峰。近年来，逐步兴起的书写、诗词、朗诵、配音、文物等偏冷领域的节目受热捧，就是因为他们在追求高品位的节目气质。
电视是创新性媒体，只有不断创新，才有出路，才有活路。尤其是5G新环境之下，必须灵活创新。创新带来新机制，带来新气象，只有不断创新，才能跟上快速变化的媒体时代。
当然，5G时代的媒体改革应该加快步伐。落后的生产力，不仅难以跟先进的生产方式进行竞争，更不可能跟日行千里的新媒体进行融合。当前，传统电视需要改进的生产方式有很多很多。
5G是一个很好的机会，能够促进广播电视，主动开展一些适应性改变。以更快、更宽、更近的加速度，搭上传统媒体深度融合的这班列车。在今后的发展中，发展方向为技术形式融合、优化资源渠道和开发新型功能，满足所有用户的网络使用需求。
参考文献：
【1】 周一青, 潘振岗, 翟国伟, et al. 第五代移动通信系统5G标准化展望与关键技术研究[J]. 数据采集与处理, 2015(4):714-724.
【2】 杨凌, 高楠. 5G移动通信关键技术及应用趋势[J]. 电信技术, 2017(5).
【3】 马云飞.
5G技术在广播电视中的应用与发展[J].数字技术与应用，2019(03):24-25
【4】 苗梦佳.广播电视因5G更加智慧, 2019(03)
【5】 刘继生.从国家级“5G新媒体平台”开建谈5G如何影响广电发展, 2018(12)
【6】 万方数据知识服务平台[引用日期2020-02-24]
【7】 造就.直播笔记｜火神山秒建5G基站，“云监工”背后的通信技术，2020（02）
【8】 广电网.广电总局冯景锋：“5G通信+5G广播”要实现广播电视人人通、移动通和终端通2019（06）
【9】 伊一.5G+4K让我们看到的阅兵有哪些不一样?, 2019-10
【10】陈宏坤.5G引领媒体走向深度融合：带来了广电发展的哪些新趋势？2019-03
【11】周文韬 孙志男.5G背景下主流媒体融合转型的可能性分析. 2019-05
【12】李良志.虚拟现实技术及其应用探究[J].中国科技纵横,2019,(3):30-31.
【13】赵超、杨波.央视春晚首次实现5G+VR直播 看到科技助力媒体融合,2019-02
【14】央视新闻.5G、AR、4K超高清……科技助力春晚
呈现前所未有视听效果, 19-02
