本文为论文精要，原文刊发于《广播与电视技术》2021年第9期热点·论点 广电5G网络建设与应用。
中国传媒大学在国内率先实现了具有完全自主知识产权的支持高塔高功率的700MHz 5G NR广播系统，可满足未来低频段（ 400MHz～1.2GHz） 5G高塔高功率广播与基站组播/单播业务融合需求。本文介绍了该系统的功能模块及外场测试情况，测试结果显示该系统在信号良好覆盖范围内画质稳定不卡顿，语音质量清晰，可为开展700MHz 5G NR试验组网与示范应用提供数据支持。
本文作者：吕锐，杨占昕，徐伟掌，余心乐，侯亚辉
中国传媒大学媒体融合与传播国家重点实验室
第一作者简介：
吕锐（1964-），男，中国传媒大学媒体融合与传播国家重点实验室首席科学家，教授、博士生导师。主要从事数字声音广播、下一代广播电视编码与传输、700MHz 5G等领域理论研究与技术开发，主持国家“973”项目、“863”项目、自然科学基金重点项目、国家下一代互联网示范工程项目、国家广电总局重大科技专项等课题的研发工作。
15G NR高塔高功率广播系统
2019年，工信部正式发放5G商用牌照，除了传统三大电信运营商外，中国广电拿到第四张牌照，正式入局未来5G运营市场。国家广电总局要求积极推动5G广播电视技术研究、标准制定及测试验证等相关工作，综合考虑技术、业务、经济等因素，依托广电5G网络构建5G广播电视网络，在建设700MHz 5G网络时同步试播5G广播电视信号，努力实现新形态的广播电视“人人通”“移动通”。
2020年9月，中国传媒大学媒体融合与传播国家重点实验室通过突破并掌握NR广播物理层和数据链路层算法与工程实现的关键技术，在国内率先实现了具有完全自主知识产权的支持高塔高功率的700MHz 5G NR广播系统。系统技术路线遵循3GPP Release 17/18 演进要求，其端到端的设备及其解决方案可满足未来低频段（400MHz～1.2GHz）5G高塔高功率广播与基站组播/单播业务融合需求。2020年9月3日，国家广播电视计量检测中心出具了该系统的检测报告。
该5G NR 广播系统由5G 广播网关、基带处理单元（BBU）、射频拉远单元(RRU)等模块组成，符合3GPP NR工业框架的BBU+RRU应用部署架构。系统模块功能描述见原文。
以该系统为核心构成的700MHz 5G NR（高塔高功率） 广播试验网可充分利用现有广电大塔组建同频网进行广域覆盖，并可通过宏站和微基站进行局域覆盖与信号盲区补点， 形成广播大塔、广播宏站和微基站混合组网模式。网络架构如图1所示。
25G NR高塔高功率广播外场测试
2021年3～4月，中国传媒大学媒体融合与传播国家重点实验室在上述5G广播系统技术研发成果基础上，联合广西壮族自治区广播电视局，在南宁市区及周边正式启动5G NR广播外场测试工作。本次外场测试充分利用南宁现有广电基础设施和综合服务优势，全部采用自主创新国产化设备完成。
2.1 测试发射点部署
广西的外场测试分为市区与郊县部署大功率发射点和小功率发射点各2个，位置及部署现场示意图见原文图2。本次主要针对1kW发射机的高塔高功率信号进行覆盖接收测试，具体部署参数见原文表2。
2.2 测试实施过程
南宁市区测试主要分成4条路线，涵盖了典型市区，郊区国道沿线，近郊山区以及农村地区四大场景。在四个场景中分别选择若干个测试点进行接收测试，共计36个接收测试点。各测试点地理分布情况见原文图3、图4。总体测试结果概况如表3所示。
为了进一步测试5G-NR广播信号在县域场景下的覆盖情况，在广西广播电视技术局的配合下，在位于南宁市区东北方向的隆安县的猴子翻筋斗山发射台部署了1kW的5G-NR广播发射机。测试路线覆盖县城，3条国道/省道沿线，以及若干农村地区。信号覆盖情况见原文图5。
测试表明，得益于1kW发射塔的海拔优势， 5G-NR信号能够很好的覆盖整个隆安县县域，尤其是在西南方向地势低而开阔的沿江地带，在最远35km的位置仍能稳定接收MCS22的信号；在西北方向沿江沿国道区域，在20km范围能也能达到MCS18以上的稳定接收。
2.3 测试总结
在信号良好覆盖范围内画质稳定不卡顿，语音质量清晰，充分验证了700MHz 5G NR（高塔高功率）广播的优势覆盖性能，测试达到预期效果。
测试结论如下：
在1kW发射机、160m高水平极化发射天线的配置下：
1. 城乡开阔区域，能够在40km范围内提供质量较高的NR广播信号，10MHz带宽最高码率可达35.8Mbps，可提供多路高清视频广播节目的覆盖传输。
2. 城市中心部分区域内由于高大建筑的遮挡存在较强的阴影衰落，无法正常接收NR广播信号，需要小功率补点；在山区及丘陵地区，需要根据地形地貌对山坳和背坡处进行补点。
3. 同一发射塔发射的NR信号和DTMB信号在覆盖场强上具有一致性，但NR信号的整体覆盖效果明显优于DTMB 信号。
END
参考文献
[1] 工信部无〔2020〕50号. 工业和信息化部关于调整700MHz频段频率使用规划的通知. 中华人民共和国工业和信息化部, 2020.
[2] 国家广播电视总局官网. 朱咏雷专题研究部署5G广播电视工作[EB/OL]. [2020-12-15]. http://www.nrta.gov.cn/art/2020/12/15/art_3704_54610.html
[3] ITU Press Release. ITU completes evaluation for global affirmation of IMT-2020 technologies [EB/OL]. [2020-11-26]. https://www.itu.int/en/ mediacentre/Pages/pr26-2020-evaluation-global-affirmation-imt-2020-5g. aspx.
[4] 中国国际经济交流中心国经咨询有限公司. 5G广播中国战略及前景展望[R]. 北京: 5G广播中国战略及前景展望研讨会, 2020.
[5] 5Gppp.5G-Xcast: Broadcast and Multicast Communication Enablers for the Fifth Generation of Wireless Systems [EB/OL].[2017-6-1]. https://5g-ppp.eu/5g-xcast.
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