導語：5G移動通信技術與氣象融媒服務趨勢一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

15g技術背景

G，即第五代移動通信技術，這是當前蜂窩移動通信最前端的一種技術。5G意味著其數據傳播速度更快、更具時效性、耗能小、成本低以及可支持多臺設備同時連接[1-2]。5G第一階段所建立的Release-15標準，為5G的商業(yè)部署提供了規(guī)范。第二階段是建立Release-16，IMT-2020技術標準預計在2020年4月左右完成，并提交ITU作為候選標準。IMT-2020要求低頻速率峰值為20Gbit/s，具有寬信道帶寬，超大MIMO容量。3GPP所通過的5GNR標準，同時擁有超低頻FR1與超高頻FR2，涵蓋范圍達到2.4GHz。初期5GNR部署的速度和延遲，比4G提高了15%～50%。通過對eMBB部署進行獨立仿真顯示，在5GNR的FR1頻段，其總吞吐量比4G高出2.5倍，在5GNR的FR2頻段，其總吞吐量是4G的20多倍。5G依然沿用數字蜂窩網絡技術，其數據傳輸速率在10Gbit/s以上，相比2G、3G、4G，傳輸速率可謂極速，百倍于4GLTE速率，比現有有線互聯(lián)網還快。5G的網絡響應時間，在1毫秒之內，而4G的網絡響應時間約為30～70毫秒，網絡延遲非常低，這使其不僅大大提高了移動通信的服務功能，更成為辦公、家庭等網絡服務的最佳選擇，在未來的商用網絡市場，5G網絡將成為有線網絡的重要競爭對手。此外，現有的蜂窩網絡接入，只能為移動通信所提供的是低數據率應用，使得發(fā)射塔無法同時為有線網絡客戶提供帶寬互聯(lián)網入口，因此發(fā)射塔的經濟價值受到限制。5G的波段為30～300GHz毫米超低頻，其遠高于3G、4G的700MHz至3GHz頻率的高頻率無線電波，能夠為這一波段范圍內的客戶提供高數據速率應用，從而實現同時為移動通信與辦公、家庭互聯(lián)網接入服務。5G技術的服務供應還有低于6GHz的微波頻應用，使其服務選擇更加多樣化。5G技術下的毫米波頻段，其帶寬相比4G更加豐富，最高帶寬更是高達400MHz，為4GLTE的20倍，因為頻道足夠寬，因此可以實現無線設備的互通。OFDM技術通過對頻率信道中的多個載波的調制，來達到同時傳輸多個比特信息的目的。由于是4G技術的升級版，在5G設備完全可以完成4GLTE下的各項技術要求，因此，5G技術與4G蜂窩之間，可以無障礙連接并有效兼容。與此同時，對于5G網絡所無法覆蓋的空間，可以繼續(xù)采用4G網絡應用，這樣就有效實現了4G與5G的順利交接。預計5G所具有的高數據傳輸速率以及低延遲的技術優(yōu)點，將會為移動通信技術開拓出更多的新用途。例如，通過連續(xù)不斷的5G通信，移動中的車載電腦，可以通過5G網絡保持道路通信連續(xù)不斷。根據3GPP的計劃，5G的使用主要分為三大階段，在2018年之前，完成首次規(guī)范，而第二年將推動5GNR的預商用部署的實行，在2020年正式用于商用。要強調的是，傳統(tǒng)通信制式的限制在5G時代中已不復存在，全球關于5G制定了統(tǒng)一的網絡標準在全球統(tǒng)一的情況下，使得全球漫游問題迎刃而解，同時也將大大減少移動設備及終端的成本支出。在3G和4G技術中，其通信制式及標準參差不齊，缺乏統(tǒng)一，對人們的使用極為不利。當前的通信標準缺乏統(tǒng)一，這給各個地區(qū)保護本國產業(yè)利益提供了方便。而在通信技術的不斷發(fā)展下，該行業(yè)的競爭已上升至國際層面，構建一個統(tǒng)一的標準已是大勢所趨。而在5G標準的出臺下，應用的研發(fā)、設備的更新、頻譜的確定等模式創(chuàng)新增速將大大提高，5G商用也即將與現實生活正式接軌。

2通信技術與媒體的發(fā)展

20世紀末，無線通信技術的出現掀起了一場浪潮，而在短短20年間內，其保持著高速增長態(tài)勢，2G時代的通信技術，以話音服務為主，到了3G/4G時代，主要以數據技術為主，4G技術下的網絡速率，比3G提高了20倍至30倍，5G技術比4G則一下子提高了100倍，并將實現萬物互聯(lián)。我國在2019年6月發(fā)放了5G商用牌照，正式宣告進入5G商用時代。與此同時，5G技術應用也將對4G網絡進行重新構架，并將對網絡性能進行巨大的革新，其所提供的寬帶速率在10Gbps以上，使得網絡連接達到了無延遲、高密度的級別。新媒體行業(yè)呈現出高速發(fā)展的態(tài)勢，同時也需要依托于通信技術的革新改進。技術時代的逐步推進，使得媒體行業(yè)規(guī)模迅速擴大，這極大地增加了網絡數據傳輸數量，基于此，網絡通信技術就需要提升自身的傳輸能力，以此來滿足與日俱增的信息傳輸需求。5G技術的出現給新媒體的發(fā)展帶來了極大便利，將支持更大規(guī)模數據傳輸，信息傳播也更具時效性，不僅為超高清視頻的直播提供足夠的技術支撐，同時也使得AR/VR的高清畫質需求得以滿足。傳輸速度的加快促使新產業(yè)和新應用的出現，此外，其與傳統(tǒng)媒體間的競爭也滲透至更多領域。在4G時代的最初，人們并不能預見到速度的提升將會帶來什么，可事實證明速度的提升帶來了社會化的劇變；移動支付、共享單車、微信微博、抖音等全新的生活方式悄然誕生，在極大的便利了我們生活的同時也對傳統(tǒng)行業(yè)造成巨大沖擊，例如時代華納，在之前的媒體行業(yè)中，時代華納可謂是占據了該市場的半壁江山，提供電視、電影等多種業(yè)務，甚至還預備從事流媒體業(yè)務發(fā)展，HBO電視業(yè)務作為其旗下的一個業(yè)務，在2017年中，在企業(yè)總營業(yè)收入中占比近50%，為企業(yè)發(fā)展做出巨大貢獻，是目前美國盈利最高的媒體企業(yè)。由此可見時代華納的實力多么雄厚，但如此強大的時代華納也抵抗不住網絡新媒體的來襲，2013年后，新媒體平臺的受眾以年輕人為主，受到網絡新媒體的影響，時代華納的業(yè)務受到了沖擊，年收入增速也降至5個百分點。而這一分化趨勢也同樣出現在我國當中。作為本國網絡視頻軟件，愛奇藝、嗶哩嗶哩以及虎牙在進入美國發(fā)展后，均呈現高速發(fā)展態(tài)勢，尤其是愛奇藝，其當前市值已遠超浙江衛(wèi)視等媒體。出于對地方廣電系統(tǒng)的保護，由多個國企來管理一根光線內的數字信號業(yè)務。內容制作和電視網絡傳播是作為廣電系統(tǒng)的兩大構成，高質量的視頻制作成本在不斷提高，導致地方電視臺甚至省臺無法承擔高額的制作成本，已喪失內容制作能力，即便是受大眾歡迎的芒果臺和浙江衛(wèi)視也開始準備將內容制作外包出去，例如，擁有很高收視率的《中國好聲音》，則是由燦星文化制作完成，優(yōu)質內容制作市場一直處于空缺狀態(tài)；而關于電視網絡傳播方面，政府保護已成為支撐地方電視臺發(fā)展的重要支柱，一旦離開了政府的支持，那么將被通信運營商所吞噬。對廣電系統(tǒng)的改革，總是發(fā)出這樣一種聲音：地方電視臺是作為地方“口舌”，備受地方政府重視，也對其提供高額的資金補貼，但當電視喪失了群眾基礎，無論政府實行多么有力的保護措施，都無法解決廣電系統(tǒng)的根本問題，不順應時代的發(fā)展，不提高應用技術的水平，就意味著要被市場所淘汰。而速度更快的5G的到來將會深刻的改變傳統(tǒng)行業(yè)，帶來新的傳播方式或是新形式的媒體。相關報道的數據顯示，至2018年底，5G技術的試驗，技術測試范圍涵蓋81個國家，共有192家運營商進行了測試。世界即將進入5G技術時代。5G技術應用背景下，用戶信息的推送與接收，將更具針對性，通過對用戶需求進行判斷，分析其信息偏好，從而為其推送相應的信息內容。不同用戶所接收到的信息界面有所不同，這一點無論是以往還是如今都是如此。在數據分析的日益精確下，應當提高對用戶需求的反應速度，提高資源配置效率?；谠撍俣认?，用戶們無需再借助電臺、報社等機構來發(fā)表意見看法，提高了信息表達效率。5G技術所為人們提供的互聯(lián)網接入，是千兆級別的網絡服務，不僅具有更高的可靠性，而且社會各行業(yè)的規(guī)則將因此而改變。首先，很多家庭將會削減家用有線寬帶，而采用5G技術服務，網絡供應商將掀起一場技術升級風潮，商用網絡市場將重新“洗牌”，佩戴式或者是植入式終端應用，將成為主流，因此必將帶來全新的接收設備。5G技術的巨大革新，將推動多種媒體向融合發(fā)展，4G的到來已經給我們展現了信息技術對全行業(yè)的推動力，帶來了一個充滿想象力的新時代。

3目前的5G與氣象服務

目前由于5G即將起步，很多基礎性工作還未完善到位，需要在實踐中慢慢磨合。平臺方面，氣象服務平臺必須通過創(chuàng)新，來找尋5G與氣象服務的重合點。華為“鴻蒙”系統(tǒng)的，為未來的5G服務設備打造軟件基礎，由于其分布式的特點，使得在氣象領域可以用途廣泛，如百葉箱、無人機、雷達等軟件系統(tǒng)都可以更好的鏈接5G。硬件方面，5G的微基站也可以降低氣象觀測設備的部署難度，更好的推動5G氣象設備等平臺的構建與應用。氣象服務中基于價值鏈或供應鏈模式的傳統(tǒng)業(yè)務模式將要逐漸向基于創(chuàng)造內容的定制化個性化平臺模式演進，如目前的基于河南省各衛(wèi)視的午間預報、晚間18:25和18:55電視臺天氣預報、與通信公司合作的短信預報天氣等傳統(tǒng)形式，在新時代的媒體語言下顯然已經無法脫引而出，而更加內容化的5G可以有效助力5G的融媒體建設。傳播方面，目前河南地區(qū)多個時間段的氣象節(jié)目還是以高清1080P甚至新農村氣象預報還是標清720P格式，使用的VisionMagic的線性非編系統(tǒng)，而5G的電視節(jié)目可以基于4K、8K、VR、全息等體驗形式為主導的”體驗式傳播“的形式，這需要新的配套設備和編輯軟件，這也會成為5G與氣象融媒體發(fā)展的又一結合點。商業(yè)模式方面，目前主要是以政府服務、公眾服務等傳統(tǒng)的收入為主，而5G時代將要向多元服務、產品向服務過渡、數據與連接變現，這將成為實現多元化商業(yè)模式的強大驅動力。正是5G技術才能給媒體融合提供強大技術支持，并加快其形成進程。網絡側的技術革新和深入融合，也將電視、移動通訊等連接起來，這是作為通信技術不斷發(fā)展下的必然產物。對于經常提及的智慧氣象來說，智慧式的防災和減災也是不可或缺的部分。5G技術背景下，萬物將實現互聯(lián)，同時，極快的數據傳遞，為氣象災害信息的預警、重大災害下的多單位協(xié)調聯(lián)動以及遠程協(xié)助等高時效的多方協(xié)調機制的建立，提供了技術支撐。從制作方面看，氣象相關行業(yè)產業(yè)鏈的發(fā)展仍需提速，較之于4G，5G主要勝在其容量大、時效性強、傳播速度快等方面，與氣象信息傳播聯(lián)系的較為緊密，成為發(fā)展氣象新媒體的重要技術保障，但若想加快產業(yè)深度融合發(fā)展，還需借助全產業(yè)鏈的改革升級，從而來推進氣象行業(yè)和5G技術的發(fā)展。比如，高清視頻直播，目前所采用的方式大多是用無人機進行航拍，這就要求航拍無人機必須具有強大的電池續(xù)航能力，強大的續(xù)航電池就成為直播保障的關鍵因素。再如，現有的攝像設備都還無法與網絡進行直接傳輸，而是需要先通過CPE轉換，使視頻信號轉換成Wi-Fi信號，才能與5G進行傳輸，因此，直播的航拍無人機必須攜帶CPE，這也大大限制了無人機的空中續(xù)航時間。此外，現有無人機的搭載攝像鏡頭所拍攝出來的視頻，遠未達到高清晰度的傳播要求。而目前的8K以及VR/AR的信號傳輸，因為拍攝設備硬件的技術配套不足，使得視頻源稀缺，在一定程度上阻礙了8K、VR/AR產業(yè)鏈的形成與發(fā)展，也因此限制了5G網絡多元應用的展開。因此，目前的綜合氣象服務，雖然對于新媒體也是有所嘗試，比如雙微、抖音等新媒體模式，可是效果并不十分明顯。目前氣象服務融媒體總體上還是依賴于傳統(tǒng)媒體，急需結構化的調整，以適應新的挑戰(zhàn)，這反映了整個地區(qū)的整體基礎建設還很不足，還需要統(tǒng)籌規(guī)劃。5G更是一個互聯(lián)時代，僅靠一方努力也是孤掌難鳴。但我們也可以看到，5G與氣象服務有相當多重合的屬性與交集，有很多好的結合點，這需要我們勇于開拓創(chuàng)新，充分挖掘新技術與氣象服務相關的可能性，才能給下一個信息時代的到來打好基礎。

45G與氣象服務融媒體的展望

在5G技術的早期應用，其速度就是4G的百倍，后期隨著技術進步將會達到最高上千倍的水平，足以使得5G進入工業(yè)領域，重塑整個工業(yè)體系。目前氣象系統(tǒng)的觀測大多還是使用的GPRSDTU的實用SIM卡傳輸或是RS485/RS232轉換器用于1km內的傳輸的設備，依賴有線傳輸或是4G網絡，這對速度和距離都是一種限制，所以對氣象行業(yè)來說，強大的5G也將帶來質的飛躍，其潛力也是深不可測。從觀測角度舉例，屆時，在5G覆蓋區(qū)域，通過5G網絡的連接，氣象專業(yè)數據就可進行極快速傳送，站點間的通信能力也將因此而大為提升，災害信息的傳輸，無論是預報還是預警的速度，也將更快更準確，大大提高了氣象預報的防災減災功能，氣象業(yè)務及服務也將迎來新一輪革新。待5G達成規(guī)模后，氣象站點通信設備的長距離操作以及檢測能力將會得到提升，5G帶來的4K高清遠程實景操作會成為可能，來幫助專業(yè)人員進行精細化的遠距離操作，比如觀測局部天氣變化和雨云的形成，可以利用無人機、高清攝像頭和細致的數據傳輸設備，來遠距離進行虛擬人工觀測，5G帶來的高清畫面無論畫質、真實度、傳輸速度來說都是大幅的進化，在目前的依賴數據導向的觀測上加入經驗豐富觀測員的直覺，從而使得觀測更加精細化局部化，又免于實地觀察節(jié)省大量時間，提升效率的同時節(jié)省開支。從數據接收角度舉例，5G時代傳輸速度的增加會反向增進硬件的升級，更加充沛的數據帶寬可以使得更加多樣化的環(huán)境數據傳感器或者是可穿戴設備更加普及，在5G環(huán)境下，裝有傳感器的設備將會無時無刻的收集所在地的氣象數據，形成一整個社會化的觀測網絡，屆時每個人的手機、電子穿戴設備、智能汽車等都會成為一個個無處不在并且可實時傳輸數據的“電子百葉箱”，使得數據更加精細廣泛，氣象預報預警更加準確。從公眾對天氣預報的感知和接收渠道來講，可能的新的5G設備會帶來全新的更加直觀的體驗。屆時憑借5G手機或電子穿戴設備的強大接收能力，5G時代的天氣預報可能是以VR或是AR這樣的更加直觀的形式展現的，如天氣預報明日降水，人們可以通過手機屏幕切實的觀察到明日此時此地的降水深度將會到達腿深多少、降雨時的可見度等實時的虛擬現實效果，這比目前冰冷的數據天氣預報要更加直觀，用戶體驗會有大幅提升。對于氣象服務融媒體，5G的到來將會和融媒體的傳播方面結合的最為緊密，4G網絡的網速率基本在百兆左右，但是5G的出現，成倍的提高了其上網速率，可達到千兆乃至更高，可支持多路視頻同時進行直播，且其畫質更為清晰，效果更具真實性，視覺體驗更加良好。除此之外，超高清VR高清直播在5G時代下也不再遙遠，在不久的將來，一個街區(qū)內，就可連接到10萬多個高速視頻，確保社會群體都可享受到VR體驗，增強其觀眾效果[3]。5G技術可支持3D天氣播報、VR直播等、360度天氣現場體驗等。預計5G技術下的視頻、AR等流量，將會占到90%左右，而通過加入AR技術，用戶可以在直播期間對直播視頻進行選擇，滿足個人的個性化要求。與此同時，5G技術靈活、高效、開放、融合等特點，使得5G技術通過與AR/VR技術、全息技術以及裸眼3D技術等新媒體業(yè)務的結合，將能夠拓展以創(chuàng)新出更多的新媒體業(yè)務，從而為新媒體與其他領域的結合與發(fā)展，為垂直行業(yè)的應用創(chuàng)新以及新興信息產品與服務的發(fā)展，還有產業(yè)模式的重構，奠定堅實的基礎。通過5G技術應用，對體育賽事的轉播，不僅可以實現全覆蓋，而且保證傳輸全流程都是超高清視頻，如果在北京冬奧的比賽轉播中采用5G技術，如全景拼接、AR呈現，通過大帶寬的遠程協(xié)同，進行網絡切片制作，使得超高清視頻在超低時延下，通過云端，實現與全世界的共享，將會使北京冬奧的比賽視頻更加清晰而豐富，同時還將能夠為不同受眾群體提供個性化的視頻傳輸服務，為受眾交流觀賽體驗交互，這將成為北京冬奧上的創(chuàng)新應用亮點。這對同樣之前基于電視傳統(tǒng)媒體的氣象服務是一個很好的預覽[4-5]。5G時代，將是大數據共享時代，近乎于0的延遲會使得服務對象的信息也更加細化、用戶畫像更加精準，那么氣象服務就可以利用大數據來搜尋我們需要服務的對象，根據用戶習慣制定的氣象服務會是一個很好的方向?，F在我們提的較多的智慧氣象，在5G時代可以更加智慧，針對不同用戶群體，比如農業(yè)用戶，養(yǎng)殖大戶，旅游用戶等，提供針對性的數據分析以及人工智能服務，可能會實現精準自動推送他們不同興趣點，如農業(yè)用戶和養(yǎng)殖大戶對氣象的長期溫濕度數據和重大天氣過程比較敏感、旅游用戶對當地的實時位置天氣過程比較注重，我們氣象部門就要對應提供不同的產品來應對這這些氣象服務需求，這將會是一個新的市場新的挑戰(zhàn)。把握住5G技術的發(fā)展機會，將為氣象融媒體的發(fā)展以及氣象服務的商業(yè)模式創(chuàng)新，帶來發(fā)展機遇。進入全媒體時代中，作為氣象人，應當緊跟信息發(fā)展趨勢，把握發(fā)展契機，實現媒體與5G的深度融合，推動其長足發(fā)展。5G為所有行業(yè)的發(fā)展，都提供了契機，對于氣象融媒體的發(fā)展是一個重大機遇，新的傳播方式能帶來新的體驗，屆時可能創(chuàng)造新的需求[6]。

5總結

5G的出現給氣象服務的內容提供了多種展現方式，同時受到媒體優(yōu)質內容的作用下，5G技術的應用，也將更加成熟。5G是氣象新媒體發(fā)展的好契機，同時也會有諸多挑戰(zhàn)。清楚的認識技術的發(fā)展以及如何跟氣象融媒體相結合，將能為氣象技術的升級提供基礎，也為氣象服務的改革與創(chuàng)新，提供強大技術支持，這對推進氣象服務升級，具有重要意義。

作者:卜京楠 單位:河南省氣象局影視中心