移動通信網絡從3G時代就開始支持廣播技術，3G/4G/5G均有針對廣播場景而開發的技術方案。與此同時，廣播電視大塔網絡則有一套自己的技術體系，以中國為例，DTMB是我國自主知識產權的廣播電視技術，DTMB-A面向車載移動接收，目前已經完成標準化但尚未在國內商用。隨著5G的成功商用，5G手機走進了千千萬萬家庭，進一步方便了人們的溝通和生活。國內廣播電視進手機的呼聲日益高漲，原本不相交的移動通信和廣播電視開始有了交集，5G廣播登上舞臺。有趣的是，5G廣播有真假之說，真5G廣播和假5G廣播，要清楚這些故事，還要從5G廣播的前世今生開始說起。
話說3GPP當年向ITU提交了兩套5G標準，分別為eLTE和NR，都是Release 15版本。3GPP每逢代際演進，為了減少分歧和爭議，一般把老一代的技術改良和新一代的技術同時提交給ITU，做為新一代標準的候選。例如當年4G剛出來的時候，有3.9G的說法，離3G有0.9G，距離4G只差0.1G。其實運營商不會部署老一代技術，國內的運營商就不再新增4G的基站了。即使3GPP把eLTE也提交到了ITU，大家心里仍然認為只有NR是真的5G。3GPP R16 EnTV是eLTE技術的進一步演進，連接4G核心網。3GPP R17 NR MBS是5G支持廣播場景的技術，是5G NR技術的演進，連接5G核心網。讀到這里，讀者也許就會明白為什么會產生兩套5G廣播了，一套是eLTE的5G廣播，可謂“假5G廣播”，另外一套是NR的5G廣播，也即“真5G廣播”。下面按照真假5G廣播出現的時間順序分別介紹這兩套5G廣播。
假5G廣播：3GPP R16 LTE EnTV
3GPP R16 LTE EnTV發展歷史
2016年， 3GPP R14提出EnTV（Enhanced TV），意圖支持更大覆蓋范圍的大塔以及無SIM卡的單接收模式。為了滿足上述需求，3GPP物理層工作組對LTE空口做了巨大改動，把最基本的子載波間隔和CP長度等參數也改掉了，新增了7.5k/1.25kHz子載波間隔，支持最長200usCP長度。這樣的改動與原有的LTE技術完全不兼容，這也造成了R14 EnTV遲遲無法商用。為了實現R14 EnTV，無線網絡設備商不得不重新做硬件，而終端芯片也無法與原有的LTE終端芯片兼容。R14 EnTV本質是借了3GPP的殼，下了大塔廣播電視的蛋，既無法與移動通信體系兼容，也沒有得到移動通信產業陣營的支持。
R14 EnTV功能并不完善，但3GPP R15階段所有的公司都在忙著5G第一個版本的制定，沒有時間去完善R14，因此，R14的修補工作被拖延到了3GPP R16。3GPP R16 EnTV于2020年3月凍結，技術上進一步做了優化，循環前綴CP長度進一步擴大到300μs，子載波間隔最小為0.37kHz。由于網絡部署時只能選擇一套參數，因此，同一個網絡中，無法既支持固定接收(0.37kHz)，又支持高速移動接收（15kHz）。
3GPP R16 LTE EnTV技術簡介
技術架構上EnTV與eMBMS相似，采用LTE網絡架構，需要連接4G核心網，新增BM-SC、MBMS GW、MCE功能或實體。EnTV的技術特性如下：
第一，EnTV定義了全新接口，支持更大覆蓋范圍。CP長度最高可達300us，最大覆蓋范圍可達100km。不過，這套參數集由于子載波間隔太小，無法支持移動接收。空口協議的巨大改動帶來了好處的同時，也有副作用：與原有LTE協議不兼容，因此，EnTV無法復用原有LTE終端芯片，手機終端必須添加額外一個獨立的芯片，這有點類似當年的CMMB，增加了EnTV產業推廣的難度。
第二，EnTV支持無SIM卡接收。終端無需插入SIM卡，即可接收廣播電視。
到目前為止，國內尚未有公開的3GPP R16 EnTV網絡的測試報告。
真5G廣播：3GPP R17 NR MBS
5G NR廣播技術（也稱為5G NR MBS組播廣播技術）是3GPP R17版本5G國際標準的重要功能特性，由中國廣電聯合全球行業伙伴支持完成相關標準立項，并牽頭完成廣播應用場景設計、5G NR組播廣播網絡增強架構等相關重要標準制定工作，完成3GPP數十項重要技術文稿和標準提案。
NR MBS的發展歷史
● 2019年12月結束的3GPP #86全會，中國廣電推動R-17 NR MBS技術的提案立項并獲得通過。
● 2020年9月召開的第89次RAN（無線接入網）及SA（系統和服務）全會電子會議，中國廣電分別提交了支持5G NR MBS 的議案（RP-201765、SP-200814）。
● 2020年12月，3GPP決定，5G最新演進版本R17于2022年6月完成版本協議代碼凍結。
NR MBS主要技術特點
第一，NR MBS可以支持無卡接收和跨運營商接收。NR MBS終端無需安裝SIM卡，無需接入運營商網絡，就可以接收廣播電視。3GPP 24.575協議詳細定義了終端預先配置的信息，只要按照標準實現，NR MBS終端就可以實現無SIM卡接收廣播電視。
第二，除了廣播之外，5G NR MBS還可以支持組播。廣播技術既可用于傳統電視廣播業務，也可以用于應急廣播以及移動通信網絡的流量卸載。組播技術主要面向移動通信場景，用于場館直播、多視角觀賽，AR/VR/4k/8k, 演唱會、賽事直播、移動視頻直播、點播和新型交互式視頻服務等服務。NR MBS的上述特點，使得移動通信終端（手機）天然支持廣播電視接收，極大降低了廣播電視的終端產業推廣難度和成本。
第三，NR MBS不設計專用的物理信道及幀結構，不引入新的物理信道，完全復用PDCCH/PDSCH。無線網絡設備不需要額外的硬件升級，空口資源利用效率更高。這一特點使得廣播電視大塔可以使用移動通信的基站，從而分享移動通信網絡成熟的網絡管理和網絡自動化運維等經驗。此外，由于不涉及物理層改動，現有的手機終端通過空口升級支持NR MBS成為可能。
第四，簡化核心網流程和設計。為支持NR MBS，需要在5G SA網絡架構基礎上，新增和改造幾類網元，包括引入MBSF（用于業務處理）、MB-SMF（用于業務控制）和MB-UPF（用于業務傳輸）等，基于5G核心網現有架構升級上述網元，升級擴容簡單、業務上線速度快。
NR MBS實際網絡能力測試
中國廣電與行業合作伙伴合作，利用商用的5G NR網絡平臺和支持5G的智能手機，開發了5G NR MBS端到端原型驗證系統，在北京、南京、上海對移動和固定接收進行了高塔部署的現場試測。
基站部署在北京中央廣播電視塔，距離地面207米。使用定向天線，一個指向東方，另一個指向南方。
圖 高塔部署測試場景
設備安裝在一輛沿著不同路線移動的汽車的頂部。下表的測試結果表明，在密集城區場景下，在車速高達70km/小時條件下，5G NR廣播電視的最遠傳輸距離超過12km。考慮到安裝在大塔上的基站設備功率較小，進一步增大發射臺的功率，最遠傳輸距離還可以進一步增加。
表 北京城區NR MBS高塔廣播移動性&覆蓋距離測試
南京、上海也進行了NR MBS大塔廣播測試。上海的測試結果表明：測試設備可以在距離東方明珠電視塔29.7公里以外的地方接收到高質量的視頻廣播服務。
圖 高塔部署遠距離摸測結果
綜上測試結論證明，NR R17廣播支持蜂窩及大塔部署，大塔部署下可覆蓋~30km，移動速度支持>70km/h。
最后，綜合上面的描述，下表給出了“假5G廣播”- R16和“真5G廣播”- R17的比較。
ITU標準情況
2022年9月30日，國際電聯ITU-R 負責廣播業務的第六研究組（SG6）會議批準了由中國提交的5G NR廣播。本次會議中國總共提交了六篇提案：5G NR廣播標準、5G NR廣播南京技術試驗、在ITU-R建議書《VHF/UHF頻段內用手持接收機移動接收的地面多媒體廣播的糾錯、數據成幀、調制和發射方法》和ITU-R報告書《數字地面廣播系統》《廣播多媒體和數據應用的移動接收》中增加獨立的5G NR廣播作為無線移動電視系統等等。ITU SG6小組將R17 NR MBS定義為System N，自此，NR MBS正式被ITU接納，成為與DVB-T, DTMB等并列的廣播電視技術。與此同時，R16 EnTV也被ITU SG6接納為System L，也成為與NR MBS并列的廣播電視技術。
結束語
最近廣播界出現了真假李逵事件，著實是個好消息，說明產業熱度逐漸升溫。一句話，真假5G廣播，熱熱鬧鬧，歡歡笑笑。
參考文獻
1. 曾慶軍，Overview of the 5G NR Broadcast trial based on TV tower and cellular tower，https://www.itu.int/en/ITU-T/Workshops-and-Seminars/202004/Documents/Zeng%20Qingjun.pptx.pdf?csf=1&e=3cIP67，2021年
2. 曾慶軍等，Field Test for 5G NR Multicast and Broadcast Services，https://ieeexplore.ieee.org/document/9614727，2021年
