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1、Mobile broadcast solution and implementation scenarios landscape Version 0.1FuTURE Forum 5G Broadcast and Video WG2023/12/5移動廣播技術與應用場景摘要01 移動廣播歷史概覽和用例02 應用場景和需求業務類型介紹 業務類型小結03 廣播技術分析DVB-HLTE eMBMSLTE SC-PTM5G地面廣播NR MBS技術比較04 應用場景和技術的對應05 廣播試驗06 未來廣播業務前瞻參考文獻致謝0102030305060607080909111213151617-摘 要-傳統

2、廣播業務是隨著電子信息技術的進步以及收音機、電視機的普及而發展起來的，當時廣播應用主要是聲音和視頻的傳輸，廣播技術也相應的集中在利用無線頻率支持音頻、視頻傳輸。隨著無線通信和互聯網的發展，當前廣播應用已經遠超出音頻和視頻的傳輸，出現了多播、集群、數據下載等新應用場景。隨著智能手機的興起還出現了交互廣播應用，相應的廣播技術也得到了發展，在傳統廣播標準體系內先后進行了模擬轉數字、內容IP化等技術演進，也曾經嘗試過面向移動終端的廣播技術。作為新興的終端載體，移動通信領域從2000年之后也先后制定了MBMS等技術支持各種應用。廣播應用近些年出現了以下幾個趨勢支持公共應急服務等“人人通”應用。隨著智能手

3、機的興起，手機用戶數已經超過了人口數，即每個人都擁有至少一部手機。在地震、水災等災害發生時，通過廣播第一時間將政府救災信息發送給民眾，可以及時的救助災民，減少災害帶來的損失。智能手機也成為應急廣播等公共服務最佳的接收終端。目前我國和歐洲、美國、巴西、印度等政府都在推動基于大塔廣播的公共應急服務技術驗證。使用手機、Pad等移動終端收看、收聽熱點體育比賽和綜藝節目的直播越來越普遍。隨著4G和5G的商用部署、互聯網OTT為用戶提供“訂閱免流量”的服務，越來越多的用戶使用移動終端收看直播視頻。近幾年的熱點賽事已經可以吸引到千萬以上的用戶在線觀看。直播帶貨等交互廣播改變了用戶消費習慣。在疫情期間，無需親

4、自去商場、超市的直播帶貨得到極大的發展，頭部直播帶貨已經出現了單場直播超過億元的“超級直播”。用戶通過廣播觀看直播內容，再通過單播交互、下單，這種新應用促進了廣播技術的發展，已經推動了WebRTC等IP層技術的發展，預期未來使用5G廣播等物理層廣播技術將會極大的降低OTT平臺的直播成本。為了適應這些新的應用，3GPP等標準組織分別制定了5G大塔廣播、NR組播廣播技術等。這些技術是分別針對不同的應用場景優化設計了系統，以達到最佳的使用效果。本文通過總結目前主要的移動廣播、組播應用場景，并梳理各個場景的技術需求。隨后介紹了移動廣播的部分技術特點。最后結合各個場景的技術場景，分別總結了適合各個應用場

5、景的技術方案，以供行業內同仁參考。在第五章，本文介紹了當前各個廣播運營商和業界的5G廣播試驗和進展情況。最后，本文再次回顧了當前熱點的廣播應用，并期待隨著更多新穎的廣播應用出現，推動技術發展。/01傳統廣播業務和技術是隨著收音機和電視機發展起來的，當時廣播應用主要是聲音和視頻的傳輸，廣播技術也相應的集中在利用無線頻率支持音頻和視頻傳輸。隨著無線通信和互聯網的發展，以及手機的廣泛普及，在2005年左右，業界普遍認為采用智能手機或手持終端直接接收電視信號、隨時觀看體育賽事等直播電視節目是下一個可能的“殺手”應用。傳統廣播電視行業組織先后制定了移動電視的標準，并在世界各地紛紛開展商用，主要支持電視直

6、播和廣告直播等應用。同時，3GPP作為移動通信保準的制定者，也制定了基于移動通信網絡的移動廣播標準，以支持廣播電視、數據下載和群組通信等場景。近年來，隨著智能手機和移動網絡資費降低，廣播應用出現了以下幾個趨勢：支持應急等公共服務的“人人通”。隨著智能手機的興起，手機用戶數已經超過了總人口數，即平均每個人擁有至少一部手機。智能手機也成為應急等公共服務最佳的接收終端。在地震、水災等災害發生時，通過廣播第一時間將政府救災信息發送給民眾，可以及時的救助災民，減少災害帶來的損失。目前我國和歐洲、美國、巴西、印度等政府都在推動基于大塔廣播的公共應急服務技術驗證 使用手機、Pad等移動終端收看熱點體育比賽和

7、綜藝節目的直播。隨著4G和5G的商用部署、互聯網OTT為用戶提供“訂閱免流量”的服務，越來越多的用戶對于移動終端收看直播視頻。近幾年的熱點賽事已經可以吸引到千萬以上的用戶在線觀看。直播帶貨等交互廣播改變了用戶消費習慣。在疫情期間，無需親自去商場、超市的直播帶貨得到極大的發展，甚至出現了單場直播超過億元的“超級直播”。用戶通過廣播觀看直播內容、再通過單播交互、下單，這種新應用促進了廣播技術的發展，推以WebRTC等為代表的實時IP層技術的發展，預期未來使用5G廣播等物理層廣播技術將會極大的降低OTT平臺的直播成本。本章節初步總結了目前的移動廣播應用場景，以供后續章節分析。移動廣播歷史概覽和用例0

8、1/02各種移動廣播應用場景的需求不同，相應的技術指標也不盡相同。本小節重點介紹各個應用場景，并總結相應的需求。應用場景和需求021.業務類型介紹應急廣播是指在面臨突發公共事件（自然災害、事故災難、公共衛生事件和社會安全事件）時，通過廣播技術向公眾傳遞緊急信息服務的一種應急服務手段。應急廣播作為一種迅速快捷的信息傳輸通道與平臺，在第一時間把災害消息或災害可能造成的危害預警信息傳遞到民眾手中，讓人民群眾在第一時間知曉險情，并針對如何撤離、避險獲得指導，將生命財產損失降到最低。5G廣播還有數據廣播的能力，可以在災害發生推送救災信息、電子地圖等有用信息。作為2008年汶川大地震的啟示之一，有線電視網

9、絡在遇到自然災害時，其業務可能被迫中斷，而地面數字電視廣播作為應急系統卻能發揮出色作用。2019年6月17日的四川省宜賓市長寧地震發生時，地震預警系統通過廣播、電視、手機、專用地震預警終端等渠道，提前10秒向四川省宜賓市發出預警，提前31秒向距震中124千米的貴州省畢節市發出預警，提前61秒向四川省成都市發出預警。廣電總局在2018年頒布了行業技術標準GD/J083-2018應急廣播平臺接口規范和G-D/J082-2018應急廣播消息格式規范等，定義了應急廣播平臺接口和消息格式。2020年8月，中國地震局辦公室、國家廣播電視總局辦公廳聯合印發地震預警信息播發（應急廣播）試點工作方案。方案深入貫

10、徹落實習近平總書記關于推進地震預警體系建設和智慧廣電建設的重要指示精神，通過試點探索建立地震預警應急廣播協調機制，推動應急廣播系統與地震預警系統對接，實現通過應急廣播系統播發地震預警信息。2020年2月14日，習近平總書記在主持召開中央全面深化改革委員會第十二次會議中指出：要從體制機制上創新和完善重大疫情防控舉措，健全國家公共衛生應急管理體系，提高應對突發事件的能力和水平。要做到平戰結合、補齊短板、強化顯政，深入宣傳黨中央重大決策部署，充分報道各地區各部門聯防聯控的措施成效，廣泛普及科學防護知識，加大對傳染病防治法的宣傳教育。應急服務是一種免費的公共普遍服務，需要服務能及時、準確的送達到覆蓋范

11、圍之內的所有人。因此，不能強制要求終端必須付費成為某個網絡的用戶才能收到應急警報。公共應急服務傳統廣播、電視節目也被稱為線性廣播或線性電視，是通過無線開路調幅調頻或者衛星、有線及無線傳輸內容的傳統媒體。線性廣播或電視最大的特點是內容大部分都是提前錄制好的，播出順序也提前定好，播出的節目單通常會提前發放給用戶。術語“線性”來自線性內容交付方法。換句話說，內容按照預定的時間表進行傳輸，所有觀眾同時收聽或收看。因此，從更廣泛的意義上講，線性廣播或電視可以指以這種方式傳遞的任何內容。在這種情況下，線性廣播或電視的定義可以涵蓋包括體育賽事在內的互聯網OTT提供的內容。這與用戶自主點播的流媒體形成鮮明對比

12、，在VOD點播的流媒體中，觀眾可以根據自己的喜好和需要訪問對應的內容。傳統廣播、電視節目/03除了傳統的線性廣播或電視，互聯網OTT也有大量的直播類業務。這類業務可以分為綜藝體育和直播帶貨兩類。綜藝體育類節目的直播和電視臺的線性電視相似，都是單一的線性視頻流。直播帶貨是近幾年新型的單播和廣播混合的業務類型。直播帶貨類的交互式廣播包括線性直播和交互兩路數據流，前者的播放特性與傳統線性節目相同，都是預先錄制或安排，而交互數據則是典型的單播雙向數據流。交互式廣播最重要的需求是廣播和直播流需要保持時間同步。從業務形態來看，直播帶貨是指通過互聯網平臺，使用直播技術進行商品的線上展示、咨詢答疑、導購推銷等

13、新型售賣方式。廠家通常借助專業平臺開設自有品牌直播間，通過名人主播、商鋪店家主播、職業主播等，匯集多種商品進行直播推銷。一方面，“直播帶貨”互動性好、親和力強。主播積極主動地推薦商品，通過在線商品的演示和介紹，激發消費者潛在的購買欲望；另一方面，“直播帶貨”繞過了經銷商等傳統中間渠道，能給出更加優惠的價格，實現商品和消費者的無縫對接?！爸辈ж洝蓖ㄟ^質量可靠、性價比高的商品推介，引起消費者的關注，并有效降低消費選擇過程中的信任成本，促成購物行為。近幾年，“直播帶貨”成為熱門現象，從政府、企業工作人員到網紅名人，再到一般專業主播，“直播帶貨”的銷售額不斷創新高。電視臺開辦直播帶貨業務，相比互聯網

14、平臺更具公信力，也更有利于開展扶貧幫扶，推介滯銷商品等政府服務工作開展。在一場典型的電視直播帶貨過程中，一方面需要面向廣大觀眾提供低時延、高質量直播視頻的分發，借助雙向網絡與觀眾形成交互，另一方面可以通過5G廣播與單播技術的融合實現，為用戶提供更高效和廣域的接入方式。同時接入網絡交易平臺與服務監管機制也將成為此類業務不可缺少的組成環節。隨著4G和5G的商用，直播平臺對注冊會員提供“平臺付流量費、用戶觀看免流”的服務，通過移動網絡觀看綜藝體育類的直播節目的用戶近幾年也逐年增加。特別是對于熱點賽事和綜藝節目，實時在線人數均超百萬，頭部節目在線人數突破千萬?；ヂ摼W直播物聯網的設備通常壽命較長，在終端

15、的生命周期內需要通過無線OTA方式更新軟件。通過廣播或組播的方式可以為大量的終端提供包括軟件包在內的數據推送，終端則根據推送的數據類型和標識，下載對應的數據。不同于媒體傳輸，數據下載需要數據完整準確才能在接收端正確的使用，同時數據傳輸通常對時延要求不高，因此數據下載通常使用FEC和時間重復等方式保證數據的可靠性。使用廣播或組播下載的數據種類很多，例如用于導航的電子地圖、各種升級軟件、媒體文件的版權信息等等。目前這些數據大多通過物理層的單播傳輸，傳輸成本較高。數據下載組播是發送和接收端之間一對多的通訊模式，允許一個或多個組播源發送同一信息到多個接收者的技術。組播源將一份數據發送到特定的組播地址，

16、組播地址不同于單播地址，它并不屬于特定某個接收端，而是屬于一組接收端。一個組播地址表示一個群組，需要接收組播報文的接收者都要加入這個群組，才能接收到相應的組播內容。目前移動通信有很多組播的內容，例如所在小區的小區級系統廣播信息和通用的控制信息。OTT應用也有很多組播應用的場景，例如為訂閱用戶推送視頻、新聞等信息。集群通信是一種特殊的組播業務。集群通信系統按照動態信道指配的方式實現多用戶共享多信道的無線電移動通信系統，每個用戶都可以發起對組內其他用戶的組播。該系統一般由終端設備、基站和中心控制站等組成，具有調度、群呼、優先呼、虛擬專用網、漫游等功能。集群通信應用非常廣泛，既有公安等政府用戶，也有

17、戶外旅游這類的普通用戶。多播和組播的概念基本相同，被認為是同一類業務。組播和集群通信業務/04根據上一小節的業務類型和特點，可以總結為下表的業務特征和典型應用。2.業務類型介紹應急服務是一種免費的普遍的公共服務，需要服務能及時、準確的送達到覆蓋范圍之內的所有人。因此，不應只針對網絡付費或訂閱用戶，不能強制要求終端必須付費成為某個網絡的用戶才能收到應急警報。線性廣播或電視最大的特點是內容大部分都是提前錄制好的，播出順序也提前定好，內容按照預定的時間表進行傳輸，所有觀眾同時收聽收看。體育賽事和綜藝直播與傳統的電視臺的線性節目類似。直播帶貨類的交互式廣播包括線性直播和交互兩路數據流，前者與其他線性節

18、目相同，交互數據需要與直播流同步。數據下載需要數據完整準確才能在接收端正確的使用，同時數據傳輸通常對時延要求不高，因此數據下載通常使用FEC和時間重復等方式保證數據的可靠性。組播是發送和接收端之間一對多的通訊模式，允許一個或多個組播源發送同一信息到多個接收者的技術。需要接收組播報文的接收者都加入這個群組，才能接收到相應的組播內容。災害和緊急情況預警重要信息通知傳統廣播、電視節目體育賽事、綜藝節目直播帶貨軟件更新、地圖更新對講系統、控制系統業務業務特性典型應用公共應急服務傳統廣播、電視節目互聯網直播數據下載集群通信和組播業務/05廣播技術分析03本章節介紹了3GPP制定的移動廣播、組播標準。值得

19、注意的是還有傳統地面數字電視標準組織制定的移動電視標準，如DVB-H、CMMB、ATSC-M/H、T-DMB，這些技術標準都曾獲得商業部署，但目前均已基本結束商業部署。本章以DVB-H為例，簡述了移動廣播系統的設計。1.DVB-HDVB-H 標準的工作始于2002年，并由 ETSI 于 2004 年根據EN 302 304 標準發布。其標題為“數字視頻廣播（DVB）；手持終端傳輸系統（DVB-H）”。制定DVB-H的主要目的是改善早期引入DVB-T時出現的移動接收的終端功率相關問題。因此，DVB-H的物理層完全基于DVB-T，但通過引入的新傳輸模式進行了增強。DVB-H主要是為了傳輸視頻設計的

20、。采用了通用的ISO/OSI參考模型，上層采用了基于全IP的容器，采用RTP、UDP協議傳輸。在數據鏈路層，采用MPE（Multi-Protocol Encapsulation）協議封裝IP數據，信號被分為時間切片，采用MPEG-2 TS協議傳輸。DVB-H采用MPEG定義的H.264（AVC）協議傳輸視頻流。協議支持兩種傳輸方式，通常采用main profile傳輸標準清晰度的視頻節目，采用High profile傳輸高清視頻流，其中后者支持16:9的視頻比例。MPE是DVB-H協議的核心技術，它將IP數據封裝為MPE分段，并在封裝塊的頭部添加實時傳輸的參數，以供接收端使用。同時，MPE還起

21、到翻譯器的功能，將上層的IP數據和下層的DVB結構連接在一起。在同一層（數據鏈路層），DVB-H引入了一個前向糾錯編碼機制，被稱為MPE-FEC。這些幀被分為255列和可變數量的行，最大行數量為1024。因此，最大FEC幀大小等于2 Mbit。該幀還分為應用數據表和RS編碼數據表。應用程序數據表按列填充IP數據包。如果一個數據報大于單個列，則其剩余位將插入到下一列中。在表的末尾，可以插入填充字節。然后，按行計算RS碼并將其填充到RS數據表中。冗余RS數據允許解碼器糾正應用數據表中的多個錯誤位。MPE-FEC幀現在通過形成MPE部分按行傳輸，從而產生交織效應，在傳輸過程中針對比特錯誤實現更強的錯

22、誤保護。被封裝好的MPE數據采用時分復用的方式傳輸，即每個時間片傳輸一個MPE數據塊，之后傳輸會暫停DeltaT時間，在暫停時間內由其他的節目頻道傳輸。這樣可以實現多個節目頻道的TDM方式傳輸。使用MEPG-2定義的TS數據流協議可以將DVB-H的數據和DVB-T數據流復用在一個數據信道里，以充分利用信道。DVB-T定義了兩種傳輸模式，2k模式覆蓋17km，可以為覆蓋內的高速移動終端服務；8k模式覆蓋為67km，能為慢速移動的終端服務；DVB-H定義了一種新的4k模式，可以覆蓋33km，終端中等移動速度?？傮w上來看，DVB-H是基于DVB-T設計的，是DVB-T的超集?；狙赜昧薉VB-T的封

23、裝、傳輸協議，并具備新的傳輸模式已取得較為均衡的覆蓋。/06LTE的Rel-9制定了eMBMS標準，為移動運營商提供了利用現有基站，升級部署廣播網絡。在核心網測，LTE的廣播系統引入兩個新的網絡實體：MBMS網關和BM-SC（廣播多播業務中心）。2.LTE eMBMSBM-SC為廣播和多播用戶提供應提供以下功能：記錄了MBMS用戶服務協議和編解碼器，并定義了BM-SC（MBMS用戶服務的來源）和MBMS客戶端之間的參考點。為了支持業務宣告和用戶服務，定義了用于MBMS用戶服務的MBMS配置文件。對于文件傳遞或分段流模式，定義了下載配置文件方式。MBMS GW是用于廣播的功能實體。它通過SGi-

24、mb（用戶平面）參考點和SGmb（控制平面）參考點為使用MBMS承載的實體提供接口，分配IP多播地址，以及將MBMS用戶面數據的IP多播分配給RAN。eMBMS定義廣播服務區，在不同的廣播服務區采用不同的廣播標識，可以提供不同的廣播服務，實現按照區域廣播。在同一個廣播區內，廣播基站具備SFN（單頻網）發送能力，因此需要在時間上保持同步，并采用相同的MBSFN配置。為了更好的支持廣播業務，運營商可以根據業務需要配置MBSFN子幀的數目，最多可以在一個無線幀里配置6個MBSFN子幀，保留的4個普通子幀可以傳輸系統同步等重要信息。eMBMS的資源調度和配置主要使用SIB系統消息，包括：SIB1：用以

25、調度SIB2和SIB13SIB2：MBSFN物理幀及廣播周期SIB13：配置PMCH傳輸的子幀和MCSMBSFN子幀是為單頻網廣播制定的，OFDM符號采用擴展的循環前綴（CP），以對抗單頻網傳輸時產生的符號間干擾。由于符號的CP更長，每個MBSFN子幀包括12個符號，比普通的LTE子幀符號數目少兩個。在Rel-11，3GPP針對終端移動時保持業務連續性做了增強。主要是在RRC空閑態增強了終端的小區重選，保證能夠接收到廣播的配置；在RRC連接態增加了保持業務連續性的信令支持用戶服務（USD）和服務區的更新，使得終端在切換時業務不受影響。新網絡實體FDD頻率的MBSFN子幀配置示意/07SC-PT

26、M是單小區的組播通信，主要針對集群通信等組播場景設計。eMBMS在業務架構和上層協議已經支持組播通信，但是由于組播通信的終端距離較近，不需要空口大量基站組成單頻網傳輸。為了提升空口的資源使用效率，SC-PTM基于普通CP（NCP）設計了物理層組播方案。相比與使用ECP的組播子幀只有12個符號，使用NCP的組播子幀有14個符號，可以明顯提升資源使用率。下表比較了LTE的兩種廣播、組播技術。SC-PTM和eMBMS的主要區別。3.LTE SC-PTMSC-PTM也考慮終端移動時的業務連續性，服務小區會發送相鄰支持該特性的小區列表以供終端進行小區重選和切換。廣播區域物理信道CP調度HARQ 和反饋控

27、制信道系統消息MBSFN區域PMCHExtended CP使用SIB調度沒有PMCH承載的MCCHSIB13單小區PDSCHNormal CPPDCCH,使用針對組配置的C-DRX沒有PDSCH承載的SC-MCCHSIB20由于各個小區的CRS不同，多小區傳輸不能獲得SFN增益與單播的物理信道相同，可以使用SC-RNTI來進行組播接收采用普通CP，資源使用率更高更加靈活更加靈活廣播無線承載和進程消息eMBMSSC-PTMSC-PTM與eMBMS的區別/085G地面廣播是3GPP Rel-16的項目，是基于Rel-14的EnTV項目，針對廣播運營商提出的單站超遠覆蓋和高速移動的終端接收進行的優化

28、。為了簡化部署，5G廣播使用了eMBMS的核心網部分功能；并重新設計了空口部分。本節為了簡化敘述，把Rel-14和16的特性一起總結如下：專用廣播載波：使用傳統廣播運營商的自有廣播頻率，這段頻率上的全部資源都可以用于廣播子幀的傳輸。需要將接入必需的同步信號和小區廣播信道重新設置，以最大程度利用廣播子幀傳輸廣播業務信息FTA/ROM：傳統廣播運營商同時提供公共服務性質的普遍接入頻道（例如中央一套），同時還提供收費內容（例如高清頻道）。為了保證任意用戶能接入公共服務頻道，容許用戶無須鑒權直接獲取系統信息，并接收在預配置的廣播服務ID（TMGI，臨時移動組指示）范圍的廣播服務多種OFDM符號長度設計

29、，兼顧多種類型終端的廣覆蓋和高速移動需求 100s CP支持高達250Km/h小時的移動速度 200s可以支持120Km/h的車速和高達30Km的單站覆蓋4.5G地面廣播經過了4G時代的商業討論，運營商認為使用寶貴的移動通信頻率播放電視節目很難實現盈利，因此并沒有廣泛定義類似MBSFN子幀的結構，僅對60KHz子載波定義了擴展CP。同時，業界認為定義NR版本的SC-PTM可以幫助運營商分流在熱點區域的組播流量，同時還可以增強對于集群通信類組播業務的增強。典型NR MBS的應用場景是體育場內為現場用戶提供多視角視實時頻流，現場觀眾可以通過手機等終端看到其他角度的實時畫面。由于現場用戶很多，采用單

30、播為每個用戶傳輸數據很容易超過網絡的容量，因此采用組播的方式為現場某個運營商的用戶傳輸多視角視頻流。Rel-17的NR MBS強調不改變NR物理層的載波寬度，也不做擴展循環前綴（CP）的幀結構，因此單站覆蓋不能太大。標準化工作主要包括以下技術特征：為處于RRC_CONNECTED 狀態的 UE 制定廣播/組播的基本功能 指定組調度機制以允許UE接收廣播/組播服務，實現與單播接收同時操作所需的必要增強功能。實現多播(PTM)和單播(PTP)之間的動態切換，并為相應的UE提供服務連續性保證 提供包括移動性在內的服務連續性支持 基于終端駐留的基站的MCE 托管等必要的協調功能，支持SA2定義的關于廣

31、播/組播的業務流程 利用上行反饋等技術提高廣播和組播服務的可靠性。以支持不同的應用要求的可靠性級。研究在一個gNB-DU內廣播和組播傳輸區域動態控制的支持。為處于RRC_IDLE/RRC_INACTIVE狀態的UE制定廣播/組播的基本功能：指定所需的更改以啟用處于RRC_IDLE/RRC_INACTIVE狀態的UE接收點對多點傳輸，目的是在PTM接收配置的RRC_CONNECTED狀態和RRC_IDLE/RRC_INACTIVE狀態之間保持最大通用性。NR MBS最重要的設計目標是在組播和單播之間動態的切換數據流。例如在某一熱點區域，隨著觀看實時流的用戶數增加，網絡將單播流切換到廣播流，或者隨

32、著用戶的信道變差，用戶的組播流切換到單播流。下圖是空口側業務示意圖。5.NR MBS/09圖1 NR MBS業務示意圖其中MB-UPF是組播用戶面實體，和單播的UPF通常是合設的；MB-SMF是組播的進程管理實體，通常和單播的SMF、AMF合設。單播和廣播的數據流可以合并傳輸，也可以單獨傳輸，還可以互相切換。進程由SMF統一或分別控制?；镜腃U可以控制不同的分布式單元（DU）進行傳輸，傳輸方式可以是組播（PTM）或者單播（PTP），也可以同時傳輸。為了提高組播傳輸的可靠性，NR MBS引入了反饋重傳機制。當UE接收失敗時可以發送反饋信息請求重傳，DU采用RLC AM模式進行重傳。NR MBS

33、在協議層面支持組播和廣播發送，下面表格比較了組播和廣播的空口主要特點。組播終端需要通過NAS SM進程加入組播進程接收服務。只有RRC_CONNECTED狀態能接收組播RAN和CN都會保留終端上下文，和哪些終端應接收這些信息。由通過組播進程管理流程加入組播的基站支持該業務 支持從源小區到目標小區的數據前送（data forwarding）切換支持業務連續性當終端加入組播進程，支持組播業務連續性?？梢栽赑Cell或自調度的SCell接收組播消息，但不能同時在PCell和SCell接收Multicast MBS 進程-Multicast MRB：僅有PTM，僅有PTP或PTM+PTP配置 單播PD

34、U進程發送將使用單播DRB。組播MRB支持L1 HARQ和PTM-PTP分支切換R17 NR組播定義哪些終端在哪些RRC狀態接收服務RAN架構RAN和5GC的終端上下文無線承載類型和可靠性PCell和SCell支持MRB無損切換業務連續性業務可用性組播內容只針對一組用戶終端無需加入特殊進程就可以接收廣播服務。所有注冊到運營商5GC的終端，處在廣播區域內都可以接收廣播服務。終端在所有的RRC狀態都可以接收廣播。Broadcast MBS進程-Broadcast MRB只有PTM用于廣播發送廣播MRB不支持L1/L2的重傳RAN和CN都無需保留廣播業務的終端上下文?？梢栽赑Cell或自調度的SCe

35、ll接收組播消息，但不能同時在PCell和SCell接收，也不能在非服務小區接收不支持廣播切換和LTE SC-PTM切換相同支持終端在RRC_CONNECTED和RRC_IDLE/IN-ACTIVE狀態的移動性。由所有攜帶MBS FSAI(Frequency Service Selec-tion Area Identity)的基站支持R17 NR廣播廣播內容針對所有用戶 重用單播NG-RAN架構和NR獨立組網架構的MBS。和LTE SC-PTM的架構類似/10本小結從使用頻率、技術特點總結了上述技術標準，并介紹了商用情況。6.技術比較采用MPE（Multi-Protocol Encapsula

36、tion）協議封裝IP數據，信號被分為時間切片，采用MPEG-2 TS協議傳輸，DVB-H采用MPEG定義的H.264（AVC）協議傳輸視頻流已結束商用混合單播/MBMS運營模式15 kHz子載波16.7s的擴展CP僅 支 持 多 小 區 傳 輸（MBSFN）MBSFN傳輸最多占用60的子幀在印度、澳大利亞等國家商用單小區傳輸，不能組單頻網在PDSCH上以新的組身份進行傳輸發送基站不需要同步未商用專用廣播載波：可設置全部資源用于廣播業務傳輸ROM：終端僅在標準化或配置的TMGI值范圍內接收廣播服務，以獲取系統信息。使用僅接 收 模 式 不 需 要 終 端 使 用USIM采用370Hz、1.25

37、KHz、2.5KHz子載波，可以提供幾十公里的單站覆蓋，支持高速移動的終端接收支持屋頂和車載天線，手持接收器定義了針對6、7、8MHz帶寬的調度未商用支持組播和廣播，組播類似SC-PTM沒有修改OFDM參數，不支持大范圍SFN針對組播數據，用戶可以反饋是否正確接收組播和單播數據動態切換未商用DVB-HeMBMSSC-PTM5G廣播（Rel14+Rel-16+Rel17）NR MBSVHF、UHF等廣播頻率移動通信頻率移動通信頻率UHF廣播頻率移動通信頻率標準使用頻率技術特點是否商用/11應用場景和技術的對應04對應技術備注線性電視公共服務數據下載集群通信5G大塔廣播（3GPP Rel-14/1

38、6/17）等技術5G大塔廣播（3GPP Rel-14/16/17）5G大塔廣播（3GPP Rel-14/16/17）、NR MBS、LTE SC-PTM和eMBMS等技術LTE SC-PTM和NR MBS技術線性電視多為傳統廣播電視系統，采用大塔廣播可充分利用現有設施，降低建網投資和維護費用。大塔廣播可利用現有豐富的廣播電視頻率資源。充分利用電視大塔可降低建設投資和維護費用。根據國家標準GY 5060-2008：廣播電影電視建筑工程抗震設防分類標準，電視大塔通常具備更高的抗震等級，在遭受自然災害時更有可能正常工作。數據下載通常是在某個區域內，發送端為特定終端推送特定數據，包括軟件包、交通信號燈

39、、視頻等。根據區域的大小，對大范圍的軟件升級，可 以 采 用 大 塔 廣 播 或 是 L T E eMBMS技術。對于小范圍的電子交通信號燈信息，可以采用NR MBS和LTE SC-PTM技術。集群通信通常范圍集中在一到三公里之內，相比于大范圍廣播的超長CP，采用普通的載波參數（如15KHz OFDM）通信效率更高。/12廣播試驗05在2023年世界無線電大會召開前夕，歐洲幾家主要廣播電視運營商簽署了共同推進5G大塔廣播商用的諒解備忘錄（MoU）。參與者包括法國電視臺、意大利廣播公司（RAI）、德國西南廣播電視臺（SWR）、荷蘭公共廣播集團（NPO）、愛爾蘭廣播公司（RTE）以及奧地利廣播公司

40、/奧地利廣電網絡公司（ORF/ORS）。新賽季歐冠聯賽和2024年巴黎奧運會將通過5G大塔廣播方式進行轉播。從2018年德國“5G Today”項目開始，5G大塔廣播試驗在歐洲部分國家、以及中國、巴西、韓國、哥倫比亞等國家相繼開展。2023年7月，四川成都5G大塔廣播試驗網建設工作啟動。2023年9月，美國波士頓地區的WWOO-LD電視臺也開播了全天候5G大塔廣播信號。5G大塔廣播全球試驗情況如圖2所示。在歐洲，德國巴伐利亞廣播公司、SWR、北德廣播公司（NDR）、歐廣聯（EBU）、挪威廣播公司（NRK）、英國廣播公司（BBC）、ORF/ORS、RAI、俄羅斯Gazprom-Media、西班牙

41、廣播公司（RTVE）和法國電視臺等利用5G大塔廣播技術做了廣播電視業務的演示與驗證。2017年，德國率先啟動了“5G Today”項目，2018年12月，5G大塔廣播信號在高山臺Wendelstein首播，2019年3月，慕尼黑北郊的Ismaning與前者組建SFN，這是5G大塔廣播在世界范圍內的首個試驗網。2020-2022年，SWR聯合德國鐵塔、保時捷、奔馳等實施“5G Me-dia2Go”項目，建設了斯圖加特、海爾布隆兩個發射點以及若干補點站，探索5G大塔廣播用于車載音視頻信息的傳送。2021-2023年，NDR聯合Media Broadcast又在漢堡地區建設了兩發射點SFN。德國R&

42、S也是參與全球5G大塔廣播試驗最多的發射機廠家。圖2 5G大塔廣播全球試驗情況/132018-2019年，幾乎與“5G Today”同步，NRK在挪威西海岸的Selje也進行了5G大塔廣播試驗，使用了挪威本土品牌發射機Paneda。2018-2019年，BBC主導進行了“5G RuralFirst”項目，在奧克尼群島等偏遠農村地區用5G大塔廣播等技術傳送BBC音頻廣播節目，這是英國政府為解決農村地區廣播電視覆蓋問題的探索性試驗。2019年，廣科院在北京建設了國內第一個5G廣播的測試網絡，通過3個發射大塔可以覆蓋大部分的北京城區。2019年10月，里約熱內盧搖滾音樂節期間，拉丁美洲和巴西最大的廣

43、電網絡公司Globo主導進行了5G大塔廣播等不同傳輸技術的對比試驗。2020-2021年，RAI在都靈主導進行了旨在提高旅游者體驗的“5G Tour”項目。2021-2022年，RAI和旗下網絡公司Rai Way在奧斯塔建設了兩發射點SFN。2023年3月，Rai Way在巴勒莫將5G大塔廣播用于傳輸VR視頻。俄羅斯最大的媒體公司Gazprom-Media旗下的NTV頻道，2021年6月與通信運營商Mega-Fon聯合啟動了5G大塔廣播試驗。2021年，韓國廣播公司聯合韓國電子通信研究院在首爾開展了5G大塔廣播現場試驗。2022年4-5月歐洲歌唱大賽期間，EBU組織SWR/德廣聯、ORS/OR

44、F、法國電視臺和RAI分別在斯圖加特、維也納、巴黎和都靈等四個城市采用5G大塔廣播技術同步進行高清直播，這是5G大塔廣播迄今為止規模最大的一次試驗。2020年迄今，ORF/ORS在維也納附近建設了3個5G大塔廣播站點，并開展了系列試驗和廣播電視業務演示。2023年6月維也納多瑙河音樂節、8月史匹爾堡世界摩托車大獎賽期間，為樂迷和車迷分別提供了5G大塔廣播直播信號。2022、2023連續兩屆法國網球公開賽，法國電視臺聯合法國電信和高通等采用5G大塔廣播技術在巴黎、圖盧茲和南特等三個城市進行了4K超高清賽事直播。2023年9月荷蘭廣播電視展期間，法國廣電網絡公司（TDF）宣布其試驗頻道將在2026

45、-2028年用5G大塔廣播逐步替換掉DVB-T2，2029年開始5G大塔廣播正式播出。2023年1-3月，歐洲視聽設備與信息系統集成技術展覽會視聽展（ISE 2023）和世界移動通信大會（MWC 2023）期間，RTVE聯合廣電網絡公司Cellnex、R&S和高通在巴塞羅那利用5G大塔廣播技術發送Canal 24h、La1等兩套電視以及Radio5等1套廣播業務。從MWC 2020開始，RTVE和Cellnex已經連續數次合作開展5G大塔廣播技術試驗了。捷克廣電網絡傳輸公司（CRA）于2023年5月啟動了5G大塔廣播二期試驗，在一期試驗布拉格地區單點覆蓋的基礎上，新增一個發射點用于單頻網組網。

46、2023年8月，經過國家廣播電視總局批準，5G廣播電視試驗在成都正式啟動。廣電總局廣科院和四川省廣電局負責組織產、學、研、用相關單位進行成都5G廣播電視覆蓋網建設，開展單頻網組網技術試驗，測試5G廣播電視在多場景下的射頻特性、不同部署場景和參數配置下覆蓋能力和移動接收能力，同時將開展基于5G廣播電視的新時代應急廣播技術驗證測試，實現應急廣播對移動端的有效覆蓋。2023年9月，愛沙尼亞將5G大塔廣播應急廣播試驗納入到國家應急管理部主辦的演練活動CREVEX（Crises Evacuation Exercise）2023中，該試驗由Levira公司聯合R&S實施完成。/14傳統廣播業務和技術是隨著

47、收音機和電視機發展起來的，當時廣播應用主要是聲音和視頻的傳輸，廣播技術也相應的集中在利用無線頻率支持音頻、視頻傳輸。隨著無線通信和互聯網的發展，當前廣播應用已經遠超出音頻和視頻的傳輸，出現了組播、集群、數據下載等新應用場景。隨著智能手機的興起還出現了交互廣播應用。相應的廣播技術也得到了發展，在傳統廣播體系內先后進行了模擬轉數字、內容IP化等技術演進，也曾經嘗試過面向移動終端的廣播技術。作為新興的終端載體，移動通信領域從2000年之后也先后制定了MBMS等技術支持各種應用。廣播應用近些年出現了以下幾個趨勢支持應急等公共服務的“人人通”。隨著智能手機的興起，運營商的數據顯示手機用戶數已經超過了人口

48、數，即每個人都擁有至少一部手機。智能手機也成為應急等公共服務最佳的接收終端。在地震、水災等災害發生時，通過廣播第一時間將政府救災信息發送給民眾，可以及時的救助災民，減少災害帶來的損失。目前我國和歐洲、美國、巴西、印度等政府都在推動基于大塔廣播的公共應急服務技術驗證使用手機、Pad等移動終端收看、收聽熱點體育比賽和綜藝節目的直播。隨著4G和5G的商用部署、互聯網OTT為用戶提供“訂閱免流量”的服務，越來越多的用戶對于移動終端收看直播視頻。近幾年的熱點賽事已經可以吸引到千萬以上的用戶在線觀看。直播帶貨等交互廣播改變了用戶消費習慣。在疫情期間，無需親自去商場、超市的直播帶貨得到極大的發展，頭部直播帶

49、貨已經出現了單場直播超過億元的“超級直播”。用戶通過廣播觀看直播內容、再通過單播交互、下單，這種新應用促進了廣播技術的發展，已經推動了WebRTC等IP層技術的發展，預期未來使用5G廣播等物理層廣播技術將會極大的降低OTT平臺的直播成本。為了適應這些新的應用，充分利用現有廣播技術，并相應的研發新的技術已經成為現在的技術熱點。同時各個廣播運營商和業界也在通過廣播技術試驗積極推動5G廣播等技術的商業成熟和部署?？梢灶A期，隨著更多廣播商業應用的出現、成熟，廣播技術將會進一步演進來支持這些新的應用。從技術來看，除了本文敘述的物理層廣播之外，還有目前得到了廣泛應用IP層的組播技術。IP組播技術不斷得到演

50、進從而更高效的承載更高碼率和更高并發的視頻業務。IP組播技術實現了IP網絡中單點到多點的實時數據分發。按照協議作用范圍IP組播協議可以分為組播成員管理協議和組播路由協議。組播成員管理協議作用于主機和路由設備之間，包括IGMP和MLD組播協議；組播路由協議作用于路由設備之間，包括PIM、MVPN和BIER組播協議。IGMP組播技術廣泛應用在IPTV業務中，有效降低了4K、8K內容直播業務對網絡的帶寬要求。隨著IP網絡向著SRv6、SDN等方向的演進，BIER組播等技術也在不斷演進，以適應公共互聯網網紅直播等業務的不斷爆發。未來廣播業務前瞻06/15-參考文獻-1.FuTURE Forum 5G

51、broadcast and video WG,5G broadcast Use Case whitepaper,Nov.27th,20202.FuTURE Forum 5G broadcast and video WG,5G broadcast Technical Solution whitepa-per,Nov.27th,2020.3.3GPP,TS 23.246,Multimedia Broadcast/Multicast Service(MBMS);Architecture and functional description,V17.0.0,March 20224.3GPP,TS 26

52、.346,Multimedia Broadcast/Multicast Service(MBMS);Protocols and codecs,V17.0.0,March 20225.3GPP TR 36.976 V17.0.0,“3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group Radio Access Network;Overall description of LTE-based 5G broadcast”March 2022.6.RECOMMENDATION ITU-R BT.1877-3,“Error-co

53、rrection,data framing,modulation and emission methods and selection guidance for second generation digital terrestrial television broadcasting systems”,December 2020.7.ETSI EN 302 304 V1.1.1,Digital Video Broadcasting(DVB);Transmission System for Handheld Terminals(DVB-H).European Telecommunication

54、Standards Institute,2004.8.ETSI TR 102 377 V1.2.1,Digital Video Broadcasting(DVB);DVB-H Implementation Guidelines.European Telecommunication Standards Institute,2005.9.Patrik Hummelbrunner and Werner Robitza,DVB-H:Technical Overview and Design Requirements for Mobile Television Broadcasting,hummelbr

55、unner-robitza-dvbh.pdf(slhck.info),200910.Report ITU-R BT.2526-0 BT Field trials of terrestrial multimedia mobile broadcasting systems,September 2023.11.國家廣播電視總局 工作動態 5G廣播電視試驗（成都）正式啟動()，2023年8月/16-致 謝-本報告在撰寫過程中收到來自以下高校，研究機構和公司專家的大力支持和貢獻，在此報告完成之際，僅表達誠摯的感謝。ABS-廣播電視科學研究院 Ateme Baicells 佰才邦 Beijing Radi

56、o and Television Station-北京廣播電視臺 CBC 中廣傳播 Communication University of China 中國傳媒大學 Communication University of Shanxi 山西傳媒學院 Hisense 海信 Keysight 是德科技 MiGu 咪咕 Qualcomm 高通 Quectel 移遠 Samsung-三星 Shanxi Cloud Media Development Co,Ltd 山西云媒體發展集團有限公司 Shanxi Radio and TV Media Group Co.Ltd 山西廣播電視傳媒（集團）有限公司

57、Shanghai Jiaotong University 上海交通大學 Syntronic(Beijing)technology R&D center Co.Ltd-新拓尼克（北京）科技研發中心有限公司 vivo 維沃 Xinjiang Broadcaster-新疆廣電網絡 ZTE 中興通訊股份有限公司張 宇（Yu Zhang）、夏治平（Zhiping Xia）、肖婧婷（Jingting Xiao）陳朋奕（Ben Chen）、Mickael Raulet云翔（Xiang Yun）、李娜（Na Li）、周明宇（Mingyu Zhou）程宏（Hong Cheng）、王麒 （Qi Wang）蒲珂（K

58、e Pu）尹航（Hang Yin）、王非非（Feifei Wang）、林濤（Tao Lin）、史萍（Ping Shi）石東新（Dongxin Shi）、李朝暉（Chaohui Li）、潘達（Da Pan）劉鵬（Peng Liu）、耿小芬（Xiaofen Geng）宋一迪（Yidi Song）封翔（Xiang Feng）李琳（Lin Li）、徐嵩（Song Xu）、聶國梁（Guoliang Nie）曹一卿 (Yiqing Cao)、Thomas Stockhammer、李儼（Yan Li）、杜志敏（Zhimin Du)姚立（Li Yao)、滕霞（Tanya Teng）吳越（Yue Wu）王斌（Bin Wang)、邵文衛（Wenwei Shao)、王俊莉（Junli Wang）任曉瑛（Xiaoying Ren）何大治（Dazhi He)、徐胤（Ying Xu）王瑞明（Ray Wang）張元（Yuan Zhang）陳常偉（Changwei Chen）劉耀東（Yaodong Liu）/17