5月27~30日，以“智慧全媒體 5G新視聽(tīng)”為主題的第二十八屆中國(guó)國(guó)際廣播電視信息網(wǎng)絡(luò)展覽會(huì)（CCBN2021）成功舉行，國(guó)家廣電總局廣播電視科學(xué)研究院5G廣播技術(shù)首席科學(xué)家張宇博士就5G廣播技術(shù)做了介紹。
當(dāng)前，5G廣播技術(shù)其實(shí)總體可分為兩條大的路線。
一條為以3GPP Release-16標(biāo)準(zhǔn)為主，可稱為LTE-based 5G地面廣播，這其實(shí)就是基于LTE演進(jìn)到5G階段的廣播電視技術(shù)，也可視為是數(shù)字地面廣播電視技術(shù)；另一條路線則是以3GPP Release-17為標(biāo)準(zhǔn)的建構(gòu)，主要分為兩個(gè)項(xiàng)目，即基于系統(tǒng)架構(gòu)的Multicast Broadcast Service in5G（即5MBS），以及無(wú)線接入網(wǎng)層的NR Multicast and Broadcast Service（即NR-MBS），二者可結(jié)合稱為是5G NR組播廣播。
眾所周知，3GPP組播廣播技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)演進(jìn)了很久，在4G時(shí)代的Rel-8、9就已開(kāi)始關(guān)注組播廣播技術(shù)，直到Rel-13階段顯現(xiàn)為向兩種路線邁進(jìn)的趨勢(shì)：一條為eMBMS，后期還繼續(xù)衍生到了Rel-14和Rel-16，其一脈相承的仍是基于LTE的廣播技術(shù)；另一條技術(shù)路線5G NR MBMS是直接從R13 SC-PTM（Single Cell Point To Market Point）演進(jìn)過(guò)來(lái)的，工作原理都是單小區(qū)的對(duì)多點(diǎn)組播，只不過(guò)SC-PTM也是LTE技術(shù)架構(gòu)，而5G NR MBMS是基于NR。
從Rel-8到Rel-13的廣播方式一直都是小塔方式（基于通信基站的形式），能夠?qū)崿F(xiàn)單播廣播混合的工作模式，其子幀級(jí)可時(shí)分復(fù)用，可以在其中配置一些用于廣播，形成一個(gè)混合的方式，但最多只能有60%的資源被用于廣播。因此，該模式雖然是一個(gè)混合模式，但是經(jīng)過(guò)世界眾多運(yùn)營(yíng)商的實(shí)驗(yàn)，其下行數(shù)據(jù)對(duì)運(yùn)營(yíng)商而言本身就比上行數(shù)據(jù)更大，但又要分配資源給廣播，因此商業(yè)模式并不劃算，也就成為了爭(zhēng)議。
而到了Rel-14階段，如EBU（歐洲廣播聯(lián)盟）又在研究實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上把前期的eMBMS技術(shù)一次性改造成為可完全向數(shù)字地面廣播的技術(shù)，其已經(jīng)可以成為數(shù)字廣播電視強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者，甚至也能成為廣播技術(shù)備選的對(duì)象。當(dāng)然，其實(shí)際上也是基于3GPP信道技術(shù)的數(shù)字地面廣播。
Rel-16又在Rel-14的基礎(chǔ)上進(jìn)行了更多的子載波間隔配置，新配置的參數(shù)是為了讓這項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更大的覆蓋范圍，因此能夠更好地支持移動(dòng)性，并且對(duì)楨結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和增強(qiáng)。
在2020年6月隨著3GPP RAN#88e標(biāo)準(zhǔn)制定完成，也使得Rel-16 5G廣播取得進(jìn)展，7月的ITU-R WP5D #35e中，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)隨3GPP Release 16一起被ITU-R接受為IMT-2020/5G標(biāo)準(zhǔn)，至2021年2月正式發(fā)布（ITU-R M.2150-0）。
2020年12月，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ETSI）基于該廣播標(biāo)準(zhǔn)制定發(fā)布了歐洲的5G廣播標(biāo)準(zhǔn)（ETSI TS 103 720）；到了2021年3月，在3GPP RAN#91-e全會(huì)中又使得R16 5G廣播“擴(kuò)展支持6/7/8MHz帶寬”得以立項(xiàng)。到了今年5月，EBU提交了ETSI標(biāo)準(zhǔn)到ITU-R WP6A，討論修訂ITU-R BT.2295-3，主要是增加“Multimedia System 5L”項(xiàng)，也是意圖使之爭(zhēng)取成為國(guó)際數(shù)字地面廣播標(biāo)準(zhǔn)。
Rel-17 5G NR組播/廣播標(biāo)準(zhǔn)，是從SC-PTM演進(jìn)而來(lái)，在立項(xiàng)文檔中也提到了，“MBSFN指的就是eMBMS技術(shù)”，如果需要在有限的地理區(qū)域提供服務(wù)，或者當(dāng)MBMS包含多個(gè)小區(qū)，沒(méi)有實(shí)際用戶接收的時(shí)候，SC-PTM在區(qū)域性的服務(wù)或者臨時(shí)性服務(wù)中更有優(yōu)勢(shì)。核心網(wǎng)可以動(dòng)態(tài)調(diào)整廣播區(qū)域，不需要自定義承載，對(duì)于廣播電視而言不需要更多的靈活性，因此可無(wú)需考慮對(duì)核心網(wǎng)的靈活配置。
在2020年3月的SA#87，經(jīng)過(guò)對(duì)項(xiàng)目描述文檔修訂后，已經(jīng)確定在R17階段不會(huì)再支持Object B（主要為支持TV服務(wù)，原文檔為：“to support broadcast architecture for TV Video and Radio Services in 5GS”）。
在2020年12月的SA#90，在輸出技術(shù)報(bào)告TR 23.757中，其中有兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題已標(biāo)明不在Rel-17階段處理。此外，涉及的對(duì)于廣播電視和音視聽(tīng)廣播支持、可靠的單播廣播切換、與技術(shù)報(bào)告無(wú)關(guān)的任何解釋方案或其他說(shuō)明都將不再更新至技術(shù)報(bào)告中。
張宇博士表示，在無(wú)線的立項(xiàng)中有一個(gè)限制，即在物理層只能限定在現(xiàn)有Rel-15版本的參數(shù)級(jí)和信道，不能改變這些參數(shù)和信道，也不能支持Free to Air Receive-only。所以從核心網(wǎng)到無(wú)線側(cè)都明確說(shuō)明該項(xiàng)支持廣播電視需要的特性，并且不會(huì)改變物理性狀。
基于以上情況，張宇博士建議可爭(zhēng)取在5G Release 18階段走向融合。由于歐洲地區(qū)地少人稀的特性，其運(yùn)營(yíng)商考慮更多的是利用3GPP實(shí)現(xiàn)對(duì)如屋頂天線場(chǎng)景的覆蓋。而廣科院為代表則希望利用廣播電視大塔，以單站實(shí)現(xiàn)覆蓋遠(yuǎn)距離，特別是如15~30公里的中等距離，其也是能夠支持手機(jī)直接在移動(dòng)過(guò)程當(dāng)中接收信令的。
由于廣播是單向的，對(duì)雙向需求不強(qiáng)，原有的楨結(jié)構(gòu)當(dāng)中承載著許多物理的參考信號(hào)，上下行都需要測(cè)量，需要對(duì)楨結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新的定義，并且在CAS子幀實(shí)現(xiàn)性能的增強(qiáng)，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)更遠(yuǎn)覆蓋和更高速移動(dòng)場(chǎng)景下能夠更好地接收物理層的同步信令。
預(yù)計(jì)今年6月3GPP將會(huì)討論Rel-18“做什么”，可將Rel-16的一些特征，如子載波間隔等以引入R18當(dāng)中，對(duì)單向通信不相適應(yīng)的部分去掉，也可以模仿Rel-16那樣在邏輯層、傳輸層和物理層都將廣播信道做出來(lái)，就會(huì)形成一個(gè)比較完善的、真正的基于NR的廣播電視的技術(shù)，而不再是Rel-17這樣的組播技術(shù)架構(gòu)。
未來(lái)要實(shí)現(xiàn)廣播和通信融合，不僅可以提供廣播電視，也要提供以更多的融合服務(wù)。當(dāng)前業(yè)內(nèi)主要是有兩種融合方式：
一種為大塔廣播和小塔通信網(wǎng)絡(luò)解耦的大小塔聯(lián)合方式，大塔可在廣播電視頻段發(fā)送傳統(tǒng)廣播電視節(jié)目，運(yùn)營(yíng)者可以是電視臺(tái)、融媒體中心，小塔可以為持有5G牌照的公司或者通過(guò)對(duì)外合作的方式在移動(dòng)通信頻段來(lái)建這樣的網(wǎng)絡(luò)。由于頻段不同、業(yè)務(wù)不同、運(yùn)營(yíng)者不同、行業(yè)管理也不同，因此可以獨(dú)立演進(jìn)和發(fā)展。其網(wǎng)絡(luò)視頻等業(yè)務(wù)可用OTT的方式，因此不一定需要自建通信網(wǎng)絡(luò)。
另一種為小塔混合模式，其運(yùn)營(yíng)者需要5G牌照，可以在700MHz頻段發(fā)布，因?yàn)檫@是完全混合的方式，其廣播電視業(yè)務(wù)需要將長(zhǎng)期地、穩(wěn)定地占用下行頻譜資源。相應(yīng)的廣播電視業(yè)務(wù)（如公共服務(wù)等）要綁定在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，但由于Rel-17標(biāo)準(zhǔn)尚未完成，其一些廣播電視業(yè)務(wù)功能（FTA/ROM/SFN）也是要等到在Rel-18中才能實(shí)現(xiàn)。
此外在小塔混合模式中，實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)完成之后還需要一些私有的定義，由于廣播業(yè)務(wù)是公共服務(wù)，如果實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)的話可能互相會(huì)造成影響，其可是正面的也可是負(fù)面的，因此未來(lái)還有更多的探索空間。 
