5G技术在广播发射技术中的智慧应用--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

5G技术在广播发射技术中的智慧应用

发表时间：2021/6/10 来源：《中国科技信息》2021年7月作者：刘甜

[导读] 第五代移动通信技术简称5G，本篇文章主要分析在广播发射技术中应用5G的发展情况。主要从频谱和频率复用并发使用方面入手，分析其宽带操作、超鲁棒传输模式以及信号同步采集等相关应用，以期为相关行业提供借鉴。

江苏省广播电视总台（集团）广播发射中心刘甜

摘要：第五代移动通信技术简称5G，本篇文章主要分析在广播发射技术中应用5G的发展情况。主要从频谱和频率复用并发使用方面入手，分析其宽带操作、超鲁棒传输模式以及信号同步采集等相关应用，以期为相关行业提供借鉴。
关键词：5G；广播发射技术；智慧应用
        引言：5G是第五代无线标准，又被称作5GNR。中国是第一个发展5G技术的国家，在全球中国多家中遥遥领先，当前，中国已经完成了第一阶段的研发工作和第二阶段的实验工作，开始进入了商用部署和创新阶段，有望应用该技术进行生产和应用。5G技术能够全新升级创新工作能力，促进“智慧城市”快速成长，实现公共安全、运输以及医疗保健等方面的重大革新工作。
        1、频谱和频率复用的并发使用
        将频率复用应用到电视网络当中能够使信号干扰情况得到有效降低[1]。相邻电台在多频网络当中能够应用其它频率的广播内容。在多频网络当中，相邻电台应用频率不同。虽然单频网络能够在多个站点当中应用同一频率，但是地区不同，服用频率的重要性仍然十分重要[1]。
        以图1作为案例，该图当中对频率基本方案作出了详细描绘。其中，单频网络当中共配备两台发射机，并且在此基础上配备了复用频率4和复用频率1。以图1作为基础，能够在该图的底部位置看到两个发射器之间存在的接收器以及信号干扰噪声比，该频率的应用使边界干扰受到了一定程度的限制，所以应用上述频率能够使信道完成大容量、高发射功率的目标。不仅如此，在特定的场景中复用频率1的高干扰水平会降低信号干扰加噪声比边界。结合最初设定情况，在S5-6和224MHz情况下，每一个站点可用信号约为40MHz。减少频率复用会导致站点之间出现的可用频谱数量增加，同时增加同频道的干扰。由此可知，在频谱可用受到限制的情况下，运行宽带能够使总容量增加，此时需要权衡潜在节电与覆盖范围。

图1 频率复用对降低SINR和覆盖范围的影响
        2 宽带操作
        在实际工作中应用5G广播发射技术的时候主要注意配置宽带信号，这也是该技术应用过程中非常关键的一个环节，其主要目的是对保护频带抑制进行利用，以此对频率分集进行拓展，使其容量增益得到有效提升。在扩展带宽的过程中快速傅立叶变换大小以及采样频率会受到一定程度的影响。固定子载波间隔依赖程度是3GPP的运行标准[2]。所以，FFT大小增加会增加带宽成比例。3000或者6000是子载波最大数量，4096或8192分别是最大快速傅立叶变换的大小程度。潜在标准功率的开关是15kHz和30kHz，其低于6000MHz。根据上述架设，最大信道带宽能够达到100MHz或者200MHz。
为了使SCS、正交频率复用符号时间保持相同，在接收机上需要额外增加一个计算复杂度。ATSC3.0应用了绑定方法，在两个标准带宽射频信道上绑定扩展频率交织和两个调谐器。如果能够增加一定程度的复杂度，则在接收机上能够具备一定的有线宽带单调谐器正交频分复用接收机，如果在虚拟带宽中应用调频机制进行覆盖，则能够对整个带宽进行利用。在DVB-T2当中引入了超高频频段调频概念，在这一规范内容中，可以通过不同射频信号传输信号时隙，利用多个或者单个调谐器恢复到接收机当中。
        3超鲁棒传输模式
        5G技术数据信道中存在的LDPC码数量相对较多。相比于传统0dB模式，在ATSC3.0当中所提供的的信噪比更低，因为此种传输方式速率相对较低，所以在应用该模式的时候可以将有限容量作为代价，在接受最强信号的过程中对其进行调节。在高SNR信号区域当中，会不断增加调制与编码之间存在的速率，并且因为信道模型存在一定差异，所以其退化过程中会出现一定程度的损失[3]。
        在超鲁棒传输模式之下，在管理宽带广播接收机干扰和LPF的功率域MPF以及SPF3.0中的BPF中应用相关操作，从不同传输层进行信息检索工作。以SPF3.0的BPF模式作为案例，发射机产生几个信号叠加成为发射信号，聚合发生在WDM符号级，不同层之间级数相对固定，信号联合之后通过一系列生成模型、插入参考信号、导频等完成传输工作。在接收机位置，截取信号与层数不存在相关性，信号截取为单个信号。在SPF3.0当中，BPF过程与物理层信令无关。不仅如此，层与层之间的信号传输是同步进行的，因为其波形参数共享内容相同。层与层之间的符号组件主要对其时间，因为他们是在发射器位置共同组装的。层数以及各层之间需要根据信令参数指示功率水平，在解码成功、重新编码以及减去最强层之后层率信噪比要求相对较高的可以先接受信号，在接收信号过程中需要存在一个缓冲器对原始信号进行储存，并允许相减。
        如果5G广播系统情况相对理想，那么发射机当中会出现不同的单层信号，这些信号会从多个站点进入到广播当中。不仅如此，随着时间不断推移，这些信号数量会随之消失，而且接受信号数量也会随之出现变化。所以取消循环数量在执行过程中是可以变动的，而且相关工作人员可以根据这一特征对SIC进行设计。不仅如此，不同信号的功率水平之间存在一定差异，在进行工作之前首先需要预估信号功率[4]。适当预估信道能够对检测信号相对电平起到协助作用。不仅如此，识别发射机机制能够对调节期望信号作出协助。
        4采集和同步信号
        5G广播发射系统需要采用同一种机制使正确采集信号得到有效保证。从该角度入手，采集信号与同步信号非常重要。可以从多个角度采集信号，并应有相应发射机对类型相同的信号进行传送和执行。需要在相同信道以及前步骤之间控制符号间干扰与载波间干扰，防止不同层之间的性能出现下降情况。层数不同其正交频复用子载波之间也需要进行数据同步工作，以此使单个快速傅立叶变换操作变得更加方便，能够对各层符号干扰情况进行传送，而且在工作过程中不会出现降级情况。上述内容可以应用于SFN发射机类似的机制来完成，其中发射信号时需要对时刻表进行共享。
        结束语：本篇文章对5G进行了简要概述，对其在广播发射技术中的应用进行了重点叙述，主要介绍5G广播发射系统的关键技术和构成要件。以5G技术广播发射技术存在的超鲁棒频率复用和传输方式作为讨论基础，其余5G预期性能完全相符合，这种结果说明5G技术在发射功率、覆盖范围以及容量方面存在一定的优势。在广播与单薄功能方面5G系统将会对用户体验进行增强，推进器快速融合媒体。随着现代技术的不断进步，5G技术不断完善与发展，发展中慧慧光电、打造智慧媒体是当下时代发展的必然趋势。
参考文献：
[1]彭斯.5G时代广播电视无线发射技术的创新发展简析[J].中国有线电视,2020(12):1399-1401.
[2]张涛.5G基站对1 kW中波广播发射台站信号接收的影响探究[J].电声技术,2020,44(10):77-80.
[3]王实现.5G通信技术在广播信源传输中的应用探析[J].中国有线电视,2020(03):247-249.
[4]李晓飞.广播发射天线技术及其应用[J].中国新通信,2019,21(14):103.
刘甜，19860612，男，汉族，皖淮南市寿县寿春镇，本科，工程师，江苏省广播电视总台（集团）广播发射中心，目前主要从事广播发射技术相关，邮编210000