不要轻信5G广播天花乱坠的宣传

　　引言

　　频谱规划的核心是为最常用的数据找到最有效的传输路径。在当今的数字世界中，这些数据可以从NBA篮球比赛到增强的GPS坐标，再到用于自动驾驶汽车的3D地图。国际和国内的频谱管理者已经认识到，灵活的频道利用是许可的关键，美国的广播公司已经抓住了这个机会。在继续提供基于公众利益的视频节目的同时，他们现在完全接受了一种新的传输标准：ATSC 3.0，也就是下一代广播。

　　在第三代合作伙伴项目（3GPP）的帮助下，欧洲电信标准协会拼凑出了一个不同的选择：所谓的“5G广播系统”。5G广播是建立在现有的单播4G LTE波形基础上的。它远非“新”。尽管围绕这两个方案（ATSC 3.0和5G广播）进行了大肆宣传（和投资），但它们并不等同。这是Betamax和VHS、蓝光盘和HDDVD、PlayStation和Xbox之争吗？或者谁更有活力？哪个更好？

　　背景

　　技术进步和观众需求排挤了传统的线性节目服务。免费的无线广播正在让位于付费的点播服务，通过物理连接（电缆、光纤、电话、互联网）和无线连接（卫星、蜂窝和WiFi）。总的来说，这些都是低效、一对多、专用的单播服务。

　　美国广播公司认识到强健、一对多、高功率/高塔（HPHT）广播能力的固有优势，现在已经增加了基本的增强功能。这其中包括使用与互联网相同的“语言”——IP——传输，以及采用新的频率调制和编码技术实现可靠的移动接收。他们还解决了向社区的不同部分分发超本地化内容的难题。

　　ATSC 3.0的新功能精妙、高效、可演进，完美地满足了对移动设备上多媒体内容日益增长的需求，这些需求已经令传统的蜂窝单播网络不堪承受。对于电视广播公司来说，“全IP”标准和相关的收入预测激发了那些寻找全新商机的人的想象力。

　　与此同时，一些老牌无线设备制造商（如高通和爱立信）正在大肆宣传从表面上看似乎以类似的目标为中心的方法和技术。虽然这强化了移动和数据广播领域中增收机会这一观点，但这种吸引力本质上是虚幻的。不错，它们都提供IP传输，比以前的迭代更高效且提供增强的内容。但两者的相似之处仅止于物理层：ATSC 3.0系统的效率、稳健性、移动性和可演化性都更高。

　　原因如下。

　　ATSC 3.0——下一代广播下一代广播是最先进的地面数字广播标准，专为无线接收而设计。它提供了一个非常改进的观看体验，支持超高清高动态范围（UHD HDR）内容、沉浸式音频，交互性及其它针对固定和移动设备的先进功能。

　　它还使广播频谱能够用于许多新的数据服务。它从一开始就被设计为除了广播电视之外，还提供多种同时的无线服务。它同时适应固定、便携和移动应用，允许为各种新平台定制的灵活的频谱利用。ATSC 3.0标准适应不同国家中的不同应用。

　　ATSC 3.0标准的核心是系统发现信令——即所谓的“引导信号”。它作为广播波形的通用入口点，确保所有接收设备识别和解码每个唯一信号，即使是那些尚未定义的信号。这种“可进化性”是ATSC 3.0扩展和适应新服务能力的关键。

　　ATSC 3.0主要特性：

　　● 超高清（UHD）和沉浸式音频：ATSC 3.0支持UHD分辨率，具有更高的图像质量和沉浸式音频格式，增强整体观看体验。

　　● 混合广播—宽带：它无缝集成无线广播与宽带，实现交互式内容、定向广告及其它数据相关功能。

　　● 先进紧急信息：强健的引导信号允许触发先进紧急报警，可以在非常低的信号电平唤醒设备，从而能够向目标位置提供富媒体补充。

　　● 交互式服务：观众可以通过ATSC 3.0的混合功能访问交互式内容、点播视频和个性化服务。

　　● 数据分发即服务：IP传输和高功率/高塔广播服务的一对多架构提供了高效的公共数据分发，包括视频卸载、增强的GPS服务、汽车远程信息处理分发和物联网支持服务。

　　● 高效灵活的广播/多播：ATSC3.0原生的无线广播，可同时向固定和便携式/移动服务的多个用户高效分发数据。

　　5G广播

　　在欧洲，当数字视频广播（DVB）将其重点转向DVB-I（IP内容分发）时，为固定和移动广播寻找基于IP的解决方案获得了动力。5G-Xcast、5G-MAG等活动确定了基于IP的分发的需求和用途。5G广播是3GPP规定的一种多播技术，旨在通过各种网络提供广播和多播服务。

　　需要明确的是，5G广播基于旧的4G LTE波形。在过去的几年里，3GPP一直在努力应对无线广播环境的挑战。但是，尽管更好地支持无线广播环境的工作顺利，但改进底层4GLTE广播平台的物理层的努力（例如时间和频率交错）已经被拒绝和/或撤回，包括3GPP的最新版本。

　　5G广播的主要特性:

　　1.高效多播:5G广播采用多播传输，高效地将数据同时分发给多个用户，与单播流传输给单个用户相比，降低了网络负荷。

　　2.内容分发效率:它以“一对多”服务的形式，高效地将现场事件、紧急警报、软件升级及其它高需求内容分发给许多用户。

　　3.蜂窝网络集成:5G广播可以与现有5G蜂窝网络无缝集成，使移动网络运营商无需对基础设施进行重大更改即可提供内容服务。

　　4.广播模式:以许多用户需要同时访问相同的内容的广播模式运行。

　　两者比较

　　有相当多的宣传指，这两种技术大致相当，但考虑到5G广播系一种3GPP标准，它具有优势。虽然这两种技术都采用IP传输和使用相同调制方案的一对多无线分发技术，但相似之处基本上就到此为止了。

　　因为5G广播是3GPP标准且现在存在于手机中，它以某种方式神奇地为数以亿计兼容5G无线接收的设备打开了市场，这种暗示的想法是一厢情愿。以下是ATSC胜出的六个原因:

　　1.ATSC 3.0有引导信号:5G广播缺席的引导信号，其真正技术魔力在于它能够发现和识别几乎无限数量的不同信号（包括那些尚未定义的信号），并仅将所需的信号传递给特定的接收设备，从而实现一系列新服务。更重要的是，此强健的引导信号携带了先进紧急警报触发器，可以在非常低的信号电平下唤醒设备——比如在室内深处。

　　2.ATSC 3.0具有更好的纠错能力：更好的纠错能力意味着信号比5G广播更可靠。这两种传输标准在性能上差别很大。5G广播采用了次优波形。

　　3.ATSC 3.0在移动环境中具有“有意设计的稳健性”：在信道快速衰落的移动环境中，ATSC3.0的性能优于5G广播。其复杂的时间交织器提供3-11 dB的性能优势，具体取决于车速。5G广播徒步（<3km/h）性能较差，10km时速移动（多普勒）性能糟糕，原因是它没有比特交错。这可能是移动运营商放弃旧版5G广播的原因之一。

　　4.ATSC 3.0与国际移动通信（IMT）业务兼容：声称ATSC3.0物理层与IMT业务不兼容是误导。ASTC 3.0已经展示了在IP层面的互联，主要的移动生态系统利益相关者已经支持把这方面工作作为未来3GPP标准的活动。如果不同的物理层是一个实质问题，那么WiFi（一种IEEE标准），作为一个例子，将同样是一个实现问题。

　　5.ATSC 3.0可以共享IMT资源：只有5G广播可以共享IMT资源的说法言过其实。ATSC 3.0也可以通过设备层解决方案和网络拓扑调整实现这一点。虽然在设备层的集成中，任何标准都会面临一些小挑战（例如天线尺寸、接收器前端、带通滤波），但在设备层（例如MarkONE手机）都有解决方案路径。值得一提的是，目前还没有支持5G广播或ATSC 3.0的商用手机。

　　6.将ATSC 3.0添加到芯片的成本可以忽略不计：虽然ATSC3.0尚未集成到IMT设备的系统芯片中，但与手机芯片组的增量成本相比，添加ATSC 3.0解调器的成本微不足道。前端频率调谐器、滤波器和天线对于ATSC 3.0或5G广播都是共同的。

　　结论

　　在技术比较中，将我们自以为知道的事物与事实区分开来是至关重要的。5G广播有一些直观的吸引力，为什么不简单地将广播集成并扩展到已经存在的手机3GPP生态系统中？这可能有多难？然而，这是一个有严重缺陷的妥协。有了5G广播，你可能会打消对以下要求的希望：

　　● 一个可以随着需求和用途的变化而发展的标准，

　　● 技术进步和未来的能力，同时保持向后兼容性，

　　● 最大限度地利用你宝贵的频谱做其它事情的灵活性。

　　这就好像你有一块土地，被永远限于只能在上面种玉米。你会放弃种植更赚钱的植物，或者开采泥土下的矿物，或者为了最大化土地价值而建造高层建筑吗？我们应该想最大限度地利用我们一小块频谱的灵活性和新用途。充分利用频谱最好的装备是ATSC 3.0。这相当于一辆复杂先进的电动拖拉机和一把铁铲相比。跟着拖拉机走，好的一面要大得多。