程芳

摘要：多媒體視頻領(lǐng)域的發(fā)展方向?yàn)槿S視頻和數(shù)字超高清視頻，這兩類視頻要有快速而又準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)傳輸作為基礎(chǔ)，如何在有限的存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬基礎(chǔ)上提供高質(zhì)量的視頻數(shù)據(jù)成為數(shù)字視頻技術(shù)新的研究方向。分析了三維電視發(fā)展中的數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題，闡述了5G通信技術(shù)，并將兩者相結(jié)合，以能快速且無(wú)失真的數(shù)據(jù)傳送為研究論點(diǎn)，通過(guò)模型設(shè)計(jì)論證5G技術(shù)在三維電視通信中能較好地完成所需目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：三維視頻;5G技術(shù);模型

中圖分類號(hào)：TP3? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）26-0040-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Abstract： The development direction of multimedia video is 3D video and digital ultra HD video. These two types of video should be based on fast and accurate data transmission. How to provide high-quality video data based on limited storage space and transmission bandwidth has become a new research direction of digital video technology. Analyzed the data transmission problem in the development of 3D TV， and expounded the 5G communication technology. And combine the two to make data transmission with fast and distortion-free data. Through the model design， the 5G technology can better accomplish the required goals in 3D TV communication.

Key words： 3D video; 5G technology; model

日本作為3D電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展大國(guó)，預(yù)計(jì)在2030年，實(shí)現(xiàn)用戶友好型廣播服務(wù)與全新的3D電視服務(wù)。我國(guó)從2012年1月1號(hào)，開通首個(gè)3D電視節(jié)目，頻道內(nèi)容主要包括動(dòng)漫、體育、專題片、影視劇、綜藝等類型的3D電視節(jié)目以及重大活動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播[1]，3D欄目自開播以來(lái)困難重重，且收視效率低.近幾年來(lái)受4K電視技術(shù)的沖擊，3D電視進(jìn)入瓶頸期。另外3D電視節(jié)目需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比較多，因此就需要研究各地方的信號(hào)通道能否承擔(dān)的起3D電視節(jié)目信號(hào)的傳輸。信號(hào)傳輸?shù)木窒扌允沟?D電視的信號(hào)無(wú)法到達(dá)某些地區(qū)，從而也導(dǎo)致了3D電視的普及度較低，這也是當(dāng)前我國(guó)3D電視節(jié)目面對(duì)的主要困境。

1 3D電視傳輸原理

3D節(jié)目需要高效壓縮，才能滿足存儲(chǔ)空間和網(wǎng)絡(luò)帶寬的有限性，減少傳輸時(shí)間。中國(guó)的3D電視實(shí)驗(yàn)頻道是通過(guò)中星6A衛(wèi)星覆蓋全國(guó)大部分地區(qū)，采用衛(wèi)星通道加密傳輸，并在全國(guó)各地有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)的基本頻道中傳送。擁有有線數(shù)字高清機(jī)頂盒和3D電視機(jī)的用戶可以收看到立體效果的電視節(jié)目。3D電視傳輸基本流程如圖1所示。

2 5G技術(shù)及其關(guān)鍵技術(shù)

2.1 5G技術(shù)

5G技術(shù)能將數(shù)據(jù)傳輸速率提高到幾十Gb/s，其峰值速率相比較4G技術(shù)將增長(zhǎng)數(shù)十倍，滿足用戶的負(fù)荷量，另外端到端延時(shí)5G只需要幾毫秒。隨著5G技術(shù)的發(fā)展，5G 廣播網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍既可以局限于某個(gè)特定的區(qū)域，也可以擴(kuò)展到更廣闊的區(qū)域，甚至能實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍的覆蓋。5G技術(shù)可以應(yīng)用到3D、虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR/AR）等媒體和娛樂(lè)領(lǐng)域。各代的移動(dòng)通信特點(diǎn)如表1所示。

2.2 5G的關(guān)鍵技術(shù)

（1）新型多天線傳輸技術(shù)

5G技術(shù)天線在設(shè)計(jì)的過(guò)程中結(jié)合了LSAS技術(shù)[3]，加入了垂直方向的波束，這樣就可以在垂直方向和水平方向都同時(shí)放置天線，可以避免傳統(tǒng)天線安裝困難，另外引入有源天線可以避免了干擾，降低了天線之間的干擾。5G天線組成了密集的網(wǎng)絡(luò)（更小的蜂窩）來(lái)增大它的覆蓋范圍。

（2）高頻傳輸技術(shù)

傳統(tǒng)的通信工作頻率是在3GHZ以下，為了能得到更多豐富的頻譜資源以及緩解當(dāng)下的頻譜壓力，可以使5G在多個(gè)頻率上運(yùn)行。這樣同時(shí)也解決了3D電視信號(hào)的傳輸時(shí)需要更寬的帶寬。

（3）密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)流量和用戶體驗(yàn)度不斷地提高，通過(guò)加密小區(qū)部署來(lái)提升空間的利用率，是解決無(wú)線系統(tǒng)容量的關(guān)鍵。5G超密集組網(wǎng)的站點(diǎn)的方案，有傳統(tǒng)宏站+室分方式漸漸向宏微協(xié)同。

（4）設(shè)備間直接通信

設(shè)備之間直接通信簡(jiǎn)稱D2D技術(shù)，相鄰的設(shè)備之間不需要通過(guò)節(jié)點(diǎn)，可以直接數(shù)據(jù)傳輸，能實(shí)現(xiàn)機(jī)器到機(jī)器瞬時(shí)通信，這樣就節(jié)約能耗，提高效率和數(shù)據(jù)服務(wù)。

縱觀5G的關(guān)鍵技術(shù)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)阻礙3D電視的發(fā)展主要是帶寬不足以及網(wǎng)絡(luò)延遲，而在5G電視的關(guān)鍵技術(shù)中天線傳輸技術(shù)，高頻傳輸技術(shù)以及設(shè)備間的通信技術(shù)中恰恰能解決。這樣就更加確定了5G在3D電視中的運(yùn)用。

3 當(dāng)前電視傳輸技術(shù)

全電視信號(hào)通過(guò)電視臺(tái)或者是電視轉(zhuǎn)播車將信號(hào)加載到微波信號(hào)上，通過(guò)電纜傳送到發(fā)射塔上，再通過(guò)天線將信號(hào)傳輸出去，或者電視臺(tái)將信號(hào)通過(guò)衛(wèi)星中繼傳輸，再通過(guò)光纜傳輸，再到各家各戶，如果是數(shù)字電視需要通過(guò)電視解調(diào)器，進(jìn)行轉(zhuǎn)換。如圖2所示。

4 5G技術(shù)在3D電視中的模型設(shè)計(jì)

近些年來(lái)，人們更加追求新興質(zhì)量，沉浸式的音視頻效果，如3D、VR/AR等，電視機(jī)作為普及度較高的電器，如果把這些音視頻效果能結(jié)合到電視上來(lái)，大家就不用足不出戶，可以在家觀看。3D電視于是應(yīng)運(yùn)而來(lái)，但是之前3D電視技術(shù)的不成熟以及節(jié)目數(shù)量的限制，使得3D電視很快進(jìn)入瓶頸期。5G技術(shù)的更新，將會(huì)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，包括3D電視的發(fā)展將會(huì)起到很大的促進(jìn)作用。

5G是通過(guò)多個(gè)基站的融合組網(wǎng)，覆蓋一個(gè)較大區(qū)域，甚至是實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍的覆蓋。網(wǎng)速比較快，以及傳輸延遲時(shí)間非常短，比較適合用于3D電視節(jié)目的傳播，用一個(gè)3D電視直播作為模型加以說(shuō)明，如圖3所示。

這里的TV轉(zhuǎn)播車需要具備一定的功能以全國(guó)首輛3D電視轉(zhuǎn)播車為例它需要的配置有2D/3D同播系統(tǒng)，目前還是以2D為主，3D為輔，3D系統(tǒng)信號(hào)格式為Dual link 3G，同時(shí)具備1.5G 3D壓縮信號(hào)輸出的能力，有3D處理層，2D/3D攝像機(jī)，2D/3D兼容切換臺(tái)，多個(gè)3D工位，全車智能監(jiān)控系統(tǒng)。TV轉(zhuǎn)播車轉(zhuǎn)換成3D電視信號(hào)，通過(guò)5G基站發(fā)射出去，目前3D電視信號(hào)采用的是衛(wèi)星覆蓋或者有線接收的形式通過(guò)高清機(jī)頂盒接收，具備收看3D功能的電視就可以了。

目前電視機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)以電信為例可以通過(guò)一條網(wǎng)線，一頭接入路由器的LAN口，一頭插入電視機(jī)的網(wǎng)絡(luò)端口，再通過(guò)電視機(jī)的主界面進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，電視機(jī)會(huì)自動(dòng)識(shí)別并獲取路由器分配的TP地址，這樣電視機(jī)就可以連入網(wǎng)絡(luò)，如果是換成5G網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)樗膮f(xié)議是802.11ac，普通的3D液晶電視可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)智能盒子接入5G網(wǎng)絡(luò)中，因?yàn)橹悄芎凶邮前沧肯到y(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)功能比較豐富。這樣我們就可以將3D電視的數(shù)據(jù)通過(guò)5G技術(shù)轉(zhuǎn)入到用戶的電視機(jī)上，就可以解決了3D電視傳播的難題。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著5G技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，對(duì)3D電視傳輸起到強(qiáng)力的保障作用，通過(guò)5G技術(shù)在三維電視數(shù)據(jù)通信的模型設(shè)計(jì)，論證了5G技術(shù)在3D電視中有著較好的發(fā)展可行性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王文東.我國(guó)3D電視節(jié)目的困與路[J].當(dāng)代電視，2015，7：58-59.

[2] 李繼龍.5G 廣播技術(shù)需求[J].有線電視技術(shù)，2018，10：27-30.

[3] 何曉露.5G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及關(guān)鍵技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018，12：12-14.

[4] 錢程.淺談廣播現(xiàn)場(chǎng)直播的信號(hào)傳輸方式[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2012，10：238-240.

[5] 郝建民.5G 無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展跟蹤與分析[J].現(xiàn)代信息科技，2018，12：67-68.

【通聯(lián)編輯：代影】