总局广科院张宇：5G广播助力媒体融合传播
【慧聪广电网】5月27~30日，以“智慧全媒体 5G新视听”为主题的第二十八届中国国际广播电视信息网络展览会（CCBN2021）成功举行，国家广电总局广播电视科学研究院5G广播技术首席科学家张宇博士就5G广播技术做了介绍。
当前，5G广播技术其实总体可分为两条大的路线。
一条为以3GPP Release-16标准为主，可称为LTE-based 5G地面广播，这其实就是基于LTE演进到5G阶段的广播电视技术，也可视为是数字地面广播电视技术；另一条路线则是以3GPP Release-17为标准的建构，主要分为两个项目，即基于系统架构的Multicast Broadcast Service in5G（即5MBS），以及无线接入网层的NR Multicast and Broadcast Service（即NR-MBS），二者可结合称为是5G NR组播广播。
众所周知，3GPP组播广播技术标准也已经演进了很久，在4G时代的Rel-8、9就已开始关注组播广播技术，直到Rel-13阶段显现为向两种路线迈进的趋势：一条为eMBMS，后期还继续衍生到了Rel-14和Rel-16，其一脉相承的仍是基于LTE的广播技术；另一条技术路线5G NR MBMS是直接从R13 SC-PTM（Single Cell Point To Market Point）演进过来的，工作原理都是单小区的对多点组播，只不过SC-PTM也是LTE技术架构，而5G NR MBMS是基于NR。
从Rel-8到Rel-13的广播方式一直都是小塔方式（基于通信基站的形式），能够实现单播广播混合的工作模式，其子帧级可时分复用，可以在其中配置一些用于广播，形成一个混合的方式，但最多只能有60%的资源被用于广播。因此，该模式虽然是一个混合模式，但是经过世界众多运营商的实验，其下行数据对运营商而言本身就比上行数据更大，但又要分配资源给广播，因此商业模式并不划算，也就成为了争议。
而到了Rel-14阶段，如EBU（欧洲广播联盟）又在研究实验的基础上把前期的eMBMS技术一次性改造成为可完全向数字地面广播的技术，其已经可以成为数字广播电视强有力的竞争者，甚至也能成为广播技术备选的对象。当然，其实际上也是基于3GPP信道技术的数字地面广播。
Rel-16又在Rel-14的基础上进行了更多的子载波间隔配置，新配置的参数是为了让这项技术能够实现更大的覆盖范围，因此能够更好地支持移动性，并且对桢结构进行改进和增强。
在2020年6月随着3GPP RAN#88e标准制定完成，也使得Rel-16 5G广播取得进展，7月的ITU-R WP5D #35e中，相关标准随3GPP Release 16一起被ITU-R接受为IMT-2020/5G标准，至2021年2月正式发布（ITU-R M.2150-0）。
2020年12月，欧洲电信标准化协会（ETSI）基于该广播标准制定发布了欧洲的5G广播标准（ETSI TS 103 720）；到了2021年3月，在3GPP RAN#91-e全会中又使得R16 5G广播“扩展支持6/7/8MHz带宽”得以立项。到了今年5月，EBU提交了ETSI标准到ITU-R WP6A，讨论修订ITU-R BT.2295-3，主要是增加“Multimedia System 5L”项，也是意图使之争取成为国际数字地面广播标准。
Rel-17 5G NR组播/广播标准，是从SC-PTM演进而来，在立项文档中也提到了，“MBSFN指的就是eMBMS技术”，如果需要在有限的地理区域提供服务，或者当MBMS包含多个小区，没有实际用户接收的时候，SC-PTM在区域性的服务或者临时性服务中更有优势。核心网可以动态调整广播区域，不需要自定义承载，对于广播电视而言不需要更多的灵活性，因此可无需考虑对核心网的灵活配置。
在2020年3月的SA#87，经过对项目描述文档修订后，已经确定在R17阶段不会再支持Object B（主要为支持TV服务，原文档为：“to support broadcast architecture for TV Video and Radio Services in 5GS”）。
在2020年12月的SA#90，在输出技术报告TR 23.757中，其中有两个关键问题已标明不在Rel-17阶段处理。此外，涉及的对于广播电视和音视听广播支持、可靠的单播广播切换、与技术报告无关的任何解释方案或其他说明都将不再更新至技术报告中。
张宇博士表示，在无线的立项中有一个限制，即在物理层只能限定在现有Rel-15版本的参数级和信道，不能改变这些参数和信道，也不能支持Free to Air Receive-only。所以从核心网到无线侧都明确说明该项支持广播电视需要的特性，并且不会改变物理性状。
基于以上情况，张宇博士建议可争取在5G Release 18阶段走向融合。由于欧洲地区地少人稀的特性，其运营商考虑更多的是利用3GPP实现对如屋顶天线场景的覆盖。而广科院为代表则希望利用广播电视大塔，以单站实现覆盖远距离，特别是如15~30公里的中等距离，其也是能够支持手机直接在移动过程当中接收信令的。
由于广播是单向的，对双向需求不强，原有的桢结构当中承载着许多物理的参考信号，上下行都需要测量，需要对桢结构进行重新的定义，并且在CAS子帧实现性能的增强，以便实现对更远覆盖和更高速移动场景下能够更好地接收物理层的同步信令。
预计今年6月3GPP将会讨论Rel-18“做什么”，可将Rel-16的一些特征，如子载波间隔等以引入R18当中，对单向通信不相适应的部分去掉，也可以模仿Rel-16那样在逻辑层、传输层和物理层都将广播信道做出来，就会形成一个比较完善的、真正的基于NR的广播电视的技术，而不再是Rel-17这样的组播技术架构。
未来要实现广播和通信融合，不仅可以提供广播电视，也要提供以更多的融合服务。当前业内主要是有两种融合方式：
一种为大塔广播和小塔通信网络解耦的大小塔联合方式，大塔可在广播电视频段发送传统广播电视节目，运营者可以是电视台、融媒体中心，小塔可以为持有5G牌照的公司或者通过对外合作的方式在移动通信频段来建这样的网络。由于频段不同、业务不同、运营者不同、行业管理也不同，因此可以独立演进和发展。其网络视频等业务可用OTT的方式，因此不一定需要自建通信网络。
另一种为小塔混合模式，其运营者需要5G牌照，可以在700MHz频段发布，因为这是完全混合的方式，其广播电视业务需要将长期地、稳定地占用下行频谱资源。相应的广播电视业务（如公共服务等）要绑定在移动通信网络，但由于Rel-17标准尚未完成，其一些广播电视业务功能（FTA/ROM/SFN）也是要等到在Rel-18中才能实现。
此外在小塔混合模式中，实际标准完成之后还需要一些私有的定义，由于广播业务是公共服务，如果实现商业运行网络的话可能互相会造成影响，其可是正面的也可是负面的，因此未来还有更多的探索空间。
