广播电视有线无线卫星融合网技术分析

广电融合网无线双向网技术分析

李继龙①刘雪雁②施玉海①章磊②龙飞霏②

①国家新闻出版广电总局广播科学研究院

②重庆有线电视网络有限公司

前言

国家信息化的建设正在加速，三网融合、“智慧广电”等现实需求要求广电网络融合覆盖、业务协同，打造无处不在、数字智能的广播电视网络，要通过网络互联互通、智能协同覆盖等手段，统筹有线、无线、卫星、互联网等网络传输资源，实现网络间的互联互通、无缝切换和可管可控，同时加强移动互联网技术的研发应用，深化广播电视网的移动互联能力建设，实现天地一体、智能协同、宽带交互。

按照上述要求，基于广播电视网现有技术体制，以双向化的无线网络为核心，实现不同网络的协同，建设广播电视有线无线卫星融合网（简称“融合网”），推动传统广播电视网向新一代广播电视数据网升级，促进传统媒体和新媒体以及广播电视有线、无线、卫星三种不同传输网络在技术体制、运营体制、管理体制、安全机制等方面的融合和协同，构建立体多样、融合发展、安全可控的现代传播体系，满足人民群众多样化三网融合应用服务需求，是广播电视全面发展、变革所面临的共性基础性课题。

二．广播电视融合网简介

广播电视融合网将是有线电视网、无线广播网、无线广播电视双向交互网和卫星广播网的有机结合，四张网络通过重叠互补，实现室内室外全覆盖，形成具有广播电视特色的有线无线卫星融合的广播电视数据网，如图1所示。

融合网体系架构基于广播电视现有的技术体制，面向媒体融合的发展趋势，充分整合传统广播电视和新媒体资源，构建内容、平台、网络和终端的一体化承载。

在业务方面，整个融合网络将形成综合业务支撑平台统筹全国范围内的业务接入和支撑、异构网络间的互联互通、无线用户的漫游管理、全国用户行为的大数据分析、频谱资源管理、省间业务的结算等功能；二级平台负责省域内的内容资源注入、用户管理、网络的智能调度、无线交互小站等设备管理等功能。

在传输网络方面，融合网基于广播电视现有的有线、无线广播、卫星广播网

络和前端系统，通过新建无线双向网和自适应Wi-Fi构建单向广播回传通道，为开展多样化融合业务提供技术支撑。其中，有线网基于各省现有的有线电视网络，加快省域及城域网络双向化改造；无线双向网和自适应Wi-Fi是融合网的核心，全国统一规划统一建设；无线广播网在加快内容创新的同时，结合无线双向网创新服务模式；卫星广播网一方面作为全国业务的主干传输，提供全国平台与省级平台的内容协同，另一方面作为直播卫星提供端到端的广播电视服务。

在终端方面，融合网终端设备是各异构网络融合的节点，提供有线、无线信号的转换和业务呈现，主要涵盖各类融合网关和通用化、专有化设备终端。

图1 融合网技术框架

三．无线双向网技术设计及技术特点

广播电视无线双向网络考虑了广播电视特定的信道划分方式，广播/组播为主的业务应用，低频段部署对终端天线数量的限制等因素。基于这些考虑，空口方案的设计主要包括：基于广播电视频率划分的8MHz的系统带宽利用方案；灵活的广播/组播方案；提供相比于OFDMA更高频谱效率的多址方式；面向视频传输更有效率的调制方式等。

1、信道带宽的利用方案及信道聚合

广播电视融合网的无线双向网技术以国内广播电视的8MHz基本信道带宽为

例，如图2所示。还可以考虑多个连续8MHz组成的16MHz或其它带宽作为基本信道带宽。对于非连续的基本信道带宽，可以采用信道聚合的方式来使用，提高终端的数据速率。信道聚合的应用可以将不连续的U频段频谱集合起来，变碎片化的空闲频率为无线双向网的可用频率，形成无线双向网更高的物理带宽，提供更高的数据传输速率。

图2 广播电视双向网特定信道带宽的灵活带宽利用

2、组调度实现灵活的广播/组播业务应用

随着将来业务应用的多样化及用户需求的动态化，传统广播电视很难适用于与用户动态互动的业务应用。因此，融合网在支持传统广播电视业务基础上，要支持基于IP的广播/组播业务，以及用户的双向互动，从而要求网络侧具备灵活高效的资源调度能力。

为了适配上述业务需求，引入基于组调度的灵活广播/组播方案。在组调度模式下，无线资源的管理和分配都是基于每个站点单独进行的，因此可以随时响应用户的动态需求，在发现区域内多个用户有相同的需求，就可以动态建立对应的广播/组播组。组调度与单播调度使用相同的信道格式，因此可以实现无缝切换。

此外，组调度方案还可以应用公共安全和应急通信等领域。

图3 组调度

3、无线双向网物理层信道可灵活调度

融合网的物理层采用了OFDM技术，载波承载的数据信息可通过网络侧控制进行灵活调度，支持信道灵活划分，可在基准带宽能划分出专用物理带宽开展专网业务，从而对专用网络提供物理和逻辑的双重隔离，可更好的支持对系统安全性和服务质量保证有较高要求的业务需求，如公共安全通信、监控回传等，如

如4所示。

图4 双向网物理信道

4、灵活使用广电的空闲频谱，规避干扰

无线双向网现阶段没有自己的专用授权频段。通过频谱感知、数据库预配置等在内的多种方式发现未被占用的广播电视频段，在不干扰广播电视系统的前提下使用这些频段。在广播电视用户重新出现后，广播电视无线双向网系统必须及时地退出所使用的频段，并切换到其它的空闲频段上。无线双向网的这种灵活适配的频谱使用方式保证了广播电视节目的正常播出不受影响，同时又通过空间服用的方式提高了U频段频率的使用效率。

图5 频谱灵活调整

5、核心网与广电的业务对接，引入媒体内容

图 6 核心网和综合业务服务平台对接

广电双向网的核心网包括分组核心网与综合业务支撑服务平台两部分。其中，分组核心网包括连接网关、双向网业务网关、双向网服务网关和广播业务网关、广播业务服务器以及内容源。综合业务支撑服务平台包括安全监管平台、融合业务平台、内容管理平台、网络资源管理调度平台以运营支撑平台。核心网实现了与广电网络的对接，可灵活接入广电现有的业务内容，发挥广电的内容优势，实现与其它行业的差异化竞争。

6、支撑融合网业务发展的业务服务平台

图7 综合业务服务平台架构

广电融合网综合业务支撑平台的技术架构和模块功能设计，以支撑传统媒体和新媒体融合发展为目标，满足传统媒体和新媒体业务融合发展需求，实现广电融合网新旧媒体融合业务的集中管理控制。通过融合网综合业务支撑服务平台可