【精选】中国广电·5G广播专栏：5G NR MBS技术在应急广播及关键任务中的应用

本文为论文精要，原文刊发于《广播与电视技术》2022年第6期。

传统应急广播传输网络主要以广播电视网为依托，公众可以通过大喇叭、收音机、电视机、机顶盒等设备接收应急广播消息。但是公众很容易因为接收终端没有打开或者外出没有携带而错过重要应急信息，并且某些定制化的终端覆盖率不高，无法保证公众可以及时接收到应急消息的推送。随着5G通信技术的不断发展，城市和农村地区可以使用蜂窝宽带和广播电视发射塔协同的方式提供应急广播服务，两者互相补充提升覆盖范围。本文重点阐述了5G NR MBS技术在应急广播及关键任务中的应用，可咨业界参考。

本文作者：薛凯心，李爽，曾庆军

第一作者简介：

薛凯心（1993—），女，中国广播电视网络集团有限公司工程师，硕士研究生。主要从事5G移动通信相关国际标准、行业标准及企业标准研究和制定，曾参与过3GPP 5G NR MBS相关标准化工作、CCSA无线侧基站和终端标准化工作、700MHz无线主设备系列企业标准及测试规范等项目。

15G广播技术在应急广播中的应用

随着移动通信技术的发展，已覆盖全国所有地区的移动蜂窝基站作为应急通信的基础设施发挥着不可替代的作用，蜂窝网络与广播电视塔协同覆盖提升应急广播传输效率。应急广播可以采用5G广播技术面向通用5G终端进行应急信息发布，既可以对全国进行应急广播，也可以对小区、街道、公共场所等特定区域进行精准定向广播。

中国广电利用5G NR MBS端到端系统集成应急广播功能与总局监管中心应急广播平台连接，国家应急部门通知国家应急平台发送应急信息，国家平台接收指令后将应急广播消息发送给广电5G应急广播系统，然后经广电5G核心网通过5G基站实现面向广电5G移动终端的应急广播消息发送。终端应急广播信息可以以文字、声音、图像等形式呈现，提醒用户注意紧急情况发生，如图1所示。

图1 中国广电5G应急广播

在广电5G应急广播系统中，采用5G广播技术，通过蜂窝网络和广播电视发射塔协同的方式，实现面向通用5G终端的应急广播服务。5G NR组播广播服务（MBS）（TS23.247）是一种点对多点服务，其中数据可以从单个源实体传输到多个接收者，包括广播服务区域中的所有用户，或者TS 22.146中定义的多播组中的用户。

5G NR MBS建立在功能丰富的单播设计之上，可以最大限度地降低用户设备的功能实现成本。NR组播广播可以在单播/多播/广播传输之间动态切换，这使得NR现有单播功能能够更有效地为群组提供服务，拓展公共安全、应急广播等全新多媒体业务形态。

25G NR MBS技术在MC中的应用

3GPP标准组织定义的关键任务（MC）是指较低的建立传输延迟、高可用性和可靠性、处理大量数据能力、安全性及优先级处理等涉及文字、语音、图像的通信服务。近年来，MC通信和服务平台一直是3GPP的一个重要优先事项，有望通过满足全球关键通信行业不同领域的更多需求而在未来不断发展。在3GPP Release的推动下，MC相关功能已经在各个版本中分阶段实施，每个版本都包含一套完整的标准，供设备供应商和运营商根据市场需求分阶段实施和部署。

如图2所示，引入5G NR MBS的MC应用体系结构（TR23.783），说明了使用5G MBS的MC功能模型，并指定了MC所需的5G MBS功能块。

图2 MC使用5G MBS应用层架构

对于5G组播MBS服务，组播MBS会话通过MBS会话ID（即组标识TMGI或源特定IP组播地址）进行唯一标识。MC服务器能够通过面向MB-SMF的接口配置组播MBS会话。

5G NR MBS技术依赖于MBS会话的建立，在下行链路中将数据作为点对多点服务，从应用程序源传送到多个终端用户。MBS会话由一个或多个MBS QoS流组成，以满足不同的服务需求。

MBS会话有两种类型：广播会话和组播会话。通过广播MBS会话，数据通过空口同时分发给位于地理区域（即配置的广播覆盖区域）内的所有用户。对于组播MBS会话，通过PTP传输方式或PTM传输方式，经过无线空口将数据同时分发给专用用户群组。

MC使用5G NR组播广播传输组通信数据如图3所示。包括：

1. 服务器激活5G组播/广播会话

2. 服务器向MC客户端宣告组播/广播会话信息

3. UE向服务器上报能够接收到组播/广播会话的数据

4. 服务器开始使用组播/广播传输组通信的数据

图3 MC使用组播/广播传输组通信数据

MCS使用NR组播广播的业务形态主要是MCPTT、MCData，以及MCVideo服务中的组通信。MCPTT、MCVideo、MCData等组通信服务通过5G增强的组播广播服务技术，允许以组播/广播的方式将数据传输到一个组，而不是将数据分别传输到该组的每个成员，从而避免网络拥塞，提升覆盖范围和传输效率，能够提供文字、语音、图像、视频等丰富的流媒体信息。借助组播广播功能可以一次性把更新包推送给所有需要更新的设备（OTA升级），降低物联网维护管理的工作量。对于自然灾害（海啸、地震警报）、公共安全（寻找失踪儿童的警报）领域或应急广播的信息推送，依托传统的点对点短信是非常低效的，并且海量的通信负荷会对移动通信网络产生巨大压力。5G组播广播功能可以大大降低对公众广播的网络数据流量，确保信息推送的时效性。

3结束语

5G NR MBS技术可利用蜂窝网络与广播电视发射塔协同的方式向特定面积区域特定人群推送应急消息，实现单播/组播/广播的灵活切换，提高现有应急广播体系覆盖范围。

5G NR MBS复用移动通信网元，终端侧无需针对广播业务做硬件层适配，支持R17特性的各类别标准终端均可接收MBS信号，泛终端化的特点使得应急信息传输范围更广，真正实现应急广播“人人通”。利用5G NR MBS实现在公共安全的广覆盖以及区域定向覆盖，在区域性的控制方面有效地进行补充，实现应急服务覆盖范围灵活可扩展，信号的全方位覆盖以及泛终端化，弥补广播信号“最后一公里”覆盖不足问题。

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