下一代广播电视无线网（NGB-W）
技术白皮书1.0
---技术业务需求与系统架构
（报批稿）
下一代广播电视网无线专题组
2014年6月
目录
概要 ....................................................................................................................................... - 1 -第一章概述 ......................................................................................................................... - 2 -1.1 背景 ........................................................................................................................... - 2 -1.2 必要性和紧迫性 ....................................................................................................... - 4 -1.3 总体目标 ................................................................................................................... - 6 -第二章应用场景分析 ......................................................................................................... - 8 -2.1 业务应用场景 ........................................................................................................... - 8 -2.2 覆盖应用场景 ......................................................................................................... - 12 -2.3 其它应用场景 ......................................................................................................... - 14 -第三章业务与技术需求 ................................................................................................... - 15 -3.1 业务需求 ................................................................................................................. - 15 -
3.1.1 基础广播电视 ................................................................................................. - 16 -
3.1.2 交互广播电视 ................................................................................................. - 16 -
3.1.3 移动互联网接入 ............................................................................................. - 18 -
3.1.4 物联网业务 ..................................................................................................... - 19 -
3.1.5 跨行业应用 ..................................................................................................... - 21 -
3.1.6 紧急广播 ......................................................................................................... - 23 -3.2 技术需求 ................................................................................................................. - 23 -
3.2.1 业务支撑技术 ................................................................................................. - 24 -
3.2.2 智能引擎技术 ................................................................................................. - 25 -
3.2.3 高效传输技术 ................................................................................................. - 29 -
3.2.4 协同覆盖技术 ................................................................................................. - 34 -
3.2.5 安全管控技术 ................................................................................................. - 35 -
3.2.6 终端技术 ......................................................................................................... - 37 -
3.2.7 协议支撑体系 ................................................................................................. - 37 -3.3 长期演进需求 ......................................................................................................... - 38 -第四章系统框架 ............................................................................................................... - 40 -
4.1 总体架构与特点 ..................................................................................................... - 40 -4.1.1 总体架构 ......................................................................................................... - 40 -4.1.2 协议体系 ......................................................................................................... - 42 -4.1.3 系统特点 ......................................................................................................... - 44 -4.2 前端系统 ................................................................................................................. - 47 -4.2.1 内容服务平台 ................................................................................................. - 48 -4.2.2 集成播控平台 ................................................................................................. - 49 -4.2.3 智能引擎平台 ................................................................................................. - 50 -4.2.4 安全管控平台 ................................................................................................. - 52 -4.3 传输系统 ................................................................................................................. - 57 -4.3.1 传输系统总体架构 ......................................................................................... - 57 -4.3.2 广播大塔系统 ................................................................................................. - 59 -4.3.3 交互小塔系统 ................................................................................................. - 60 -4.3.4 网络节点系统 ................................................................................................. - 62 -4.4 终端系统 ................................................................................................................. - 67 -4.4.1 终端功能 ......................................................................................................... - 67 -4.4.2 典型终端 ......................................................................................................... - 67 -
概要
本白皮书详细分析了下一代广播电视无线网（NGB-W）的应用场景，归纳和总结出NGB-W的业务、技术和长期演进需求，并创新性地提出了NGB-W的系统框架。
NGB-W是以智能引擎为核心驱动,具备可管、可控、可信能力的新一代智能融合媒体网络，实现广播与双向交互业务的协同传输，满足用户的共性和个性需求，实现广电业务有效聚合和新媒体业务的有机融合。
NGB-W是广播大塔、交互小塔和网络节点相结合的新型传输网络，采用协同传输、分层覆盖架构，广播大塔对网络节点和终端进行大区域覆盖，交互小塔对网络节点实现中大区域覆盖，网络节点以无线局域网（WLAN）方式实现对终端的中小区域覆盖。
NGB-W采用智能操作系统的融合型终端，支持智能应用的下载、安装和使用，可方便、快捷的获取NGB-W网络提供的新一代智能融合业务，实现业务的快速部署。
第一章概述
1.1 背景
21世纪随着数字、网络和传输技术的飞跃发展，信息化浪潮席卷而来。信息已经无所不在地影响着人们的生活，其对社会政治、经济、军事、文化发展的影响日益深刻，信息资源日益成为国家发展的战略性资源，党中央、国务院高度重视信息化工作，党的十七大提出了信息化与工业化融合发展的崭新命题，将信息化作为与工业化、城镇化、市场化、国际化并列的社会五大发展趋势之一，赋予了信息化新的历史使命。《我国国民经济和社会发展十二五规划纲要》提出“加快建设宽带、融合、安全、泛在的下一代国家信息基础设施，推动信息化和工业化深度融合，推进经济社会各领域信息化”的指导要求。
网络作为信息的载体必须满足信息发展的要求，以实现任何人在任何时间、任何地点通过任何设备都可以经济、快速、有效、安全的获取任何质量的信息。因此，全面构建宽带、融合、安全、泛在的下一代信息网络是当务之急。在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中，提出了“加强宽带通信网、数字电视网和下一代互联网等信息基础设施建设，推进三网融合”的规划目标。2010年初，《国务院关于印发推进三网融合总体方案的通知》（国发〔2010〕5号文）明确指出：“推进三网融合战略部署，不仅是当前和今后一个时期应对国际金融危机的重大举措，也是推动国家信息化、培育战略性新兴产业的重要任务”。
作为推进三网融合的重要管理部门，国家广电总局将推进三网融合列为“十一五”规划的重要内容，下一代广播电视网（Next Generation Broadcasting network，简称NGB）作为适合我国国情的、“三网融合”的、有线无线相结合的、全程全网的下一代广播电视网络，是引领和支撑三网融合发展的重要手段。2008年12月，国家广电总局与科技部签署了《国家高性能宽带信息网暨中国下一代广播电视网自主创新合作协议书》，确定了以自主创新的“高性能宽带信息网”核心技术为支撑，以我国近年来在移动多媒体广播电视（China Mobile Multimedia Broadcasting，简称CMMB）、地面数字电视（Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting，简称DTMB）、有线数字电视的成果为基础，实现建设可同时传输数字和模拟信号的、具备双向交互、组播、推送播存和广播4种工作模式的、可管可控可信的、全程全网的宽带交互式NGB的目标。
NGB分为NGB有线系统（NGB-Cable，简称NGB-C）和NGB无线系统（NGB-Wireless，简称NGB-W），其中NGB-W结合广播电视无线传输技术和无线宽带通信技术的优势，充分考虑广播电视业务特性，形成全国范围内“天地一体”的传输覆盖体系，构建覆盖个域、局域和广域范围的，支持广播、组播、单播、交互相结合的下一代广播电视无线网络。
NGB-W是新一代智能融合媒体网络，具有双向互动架构、超高速带宽、可管可控可信的能力，采用开放的业务平台，可承载多种多样的三网融合业务，为用户提供精细化的服务，从而实现对现有无线广
播电视网络体系的全面升级换代。
1.2 必要性和紧迫性
1、必要性
（1）提高业务承载效率的必要性
随着消费者对广播电视业务质量的要求提高，高清电视、立体（Three-Dimensional，简称3D）电视、4K超高清电视业务已逐步成为广播电视发展的必然趋势，而高质量的业务则需要更高的传输带宽来保障。
目前，无线广播电视主要工作在广电甚高频（Very High Frequency，简称VHF）、特高频（Ultra High Frequency，简称UHF）频段，广电频段的使用已处于饱和状态，频率资源日益稀缺，而现有的传输网络承载容量不足，必须进行技术升级与改造，提高传输效率，以适应高质量业务的传输带宽要求。
（2）提升业务承载能力的必要性
近年来，随着移动互联网、基于开放互联网的视频（Over The Top TV，简称OTT TV）、物联网等技术的蓬勃发展，广播电视的业务形态也发生了根本性的变化，由单一的单向广播业务转变为单向广播与双向互动相结合的，可为用户提供多样化、精细化服务的新媒体业务。现有的单向传输网络无法承载多样化业务，必须进行技术升级与改造，研发新一代的具有广播、组播及单播功能的无线广播系统，以承载多样化的业务形态，支撑未来全媒体业务的发展。
2、紧迫性
（1）提升行业竞争力的紧迫性
移动互联网业务为了满足用户随时随地获取媒体信息的需求，近年来其传输带宽不断提升，业务能力显著增强，其对广播电视行业的冲击日益明显，竞争态势日趋严峻。
为尽快提升广电行业竞争力，必须充分吸收移动互联网的技术优势，结合广电自身特点，充分利用无线资源，尽快研发出新一代无线广播电视技术，为用户提供高质量、多样化的无线广播电视业务，以应对日趋严峻的行业竞争。
（2）业务规划部署的紧迫性
传统无线广播电视业务是我国公共信息服务的重要组成部分，但业务形态较为单一，节目数量有限。随着数字信息技术的蓬勃发展，亟需部署互动电视、超高清电视、移动互联网等新业务，以应对广播电视向多层次、多样化、个性化发展的需求。
广电VHF、UHF频段目前已经部署了模拟电视、DTMB、CMMB等多种业务，频率资源使用基本饱和，随着NGB-W业务的部署，必将加剧对无线频率使用的需求。为解决频率资源不足的问题，必须尽快进行统一的业务和频率规划，根据信息传播领域的二八原则，将共性业务内容通过广播网络传输，将个性化业务内容通过双向网络传输，以节约大量的双向网传输冗余，提高网络传输效率，降低网络建设成本。
1.3 总体目标
具体而言，NGB-W系统的目标包括：
1、构建NGB-W的业务体系
开展对NGB-W业务需求的调研，构建具备新型媒体信息服务所需各种基本要素的NGB-W业务体系，使之能够提供高清、3D、4K超高清等高质量无线广播电视服务，支撑新型广播电视业务从有线领域向无线领域的平移，并实现与NGB-C业务体系的融合与协同，支撑未来不断涌现的各种广播电视新业态，为广播电视行业的未来发展提供创新模式，满足用户随时随地看广播电视的需求。
2、研究新一代无线广播电视传输技术
新一代无线广播电视传输技术研究从系统技术需求分析入手，研究NGB-W需要支持的业务类型及其特性，分别从广播网和双向接入网分析支持各类业务所需具备的接入层和网络层技术指标；研究NGB-W 网络架构和空中接口以及频率资源使用与规划，设计物理层、介质访问控制（Media Access Control，简称 MAC）层和网络层协议和方案，并开展无线传输和频谱感知、分配、共享等关键技术研究。
3
研究以“智能引擎、智能分发、智能终端”为特点的新一代智能融合媒体网络。以前端智能引擎为核心，构建内容、网络、用户、终端的智能关联，从不断扩大的海量媒体内容中筛选出用户真正所需的内容，并以最高效的网络传输方式，最适合的终端应用形式，将用户
所需内容低成本高效送达。
4、研究新一代智能融合终端
以智能化、网络化为设计原则，研发适配固定、移动、便携等多种接收方式应用场景的新一代智能终端，支持智能应用的下载、安装和使用，支持智能推荐、智能搜索、智能分发等NGB业务。
5、构建NGB-W示范网络，开展技术规模试验
构建NGB-W示范网络，开展技术规模试验，验证各种技术实现和业务平台的有效性和可靠性，并为NGB-W后续阶段的产业化做准备。
6、构建NGB-W的标准体系
制定NGB-W相关技术标准规范，形成完备的NGB-W标准体系。NGB-W标准体系应遵循目的性、系统性、协调性、层级性、开放性五大原则，进行国际相关技术标准现状调研分析，开展NGB-W信道、业务复用、业务应用、智能引擎、协同覆盖、智能终端、系统测试等方面标准体系的研究。
第二章应用场景分析
2.1 业务应用场景
NGB-W提供的业务应用已经从单一广播业务扩展到具有交互功能的全媒体业务。具体应用场景如下：
1、实时广播电视节目
用户可以通过电视机、户外大屏、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、车载和机载专网触屏终端等设备，接入NGB-W网络，收听收看实时广播电视节目。
2、社交电视（视频朋友圈）
用户可以通过电视机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、车载和机载专网触屏终端等设备，接入NGB-W网络，收看收听广播电视节目和视频点播节目，上载、分享用户视频，在朋友圈进行评论与互动推荐等操作，以社交电视的方式，形成视频朋友圈。
3、回看/时移广播电视节目
用户可以通过电视机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、车载和机载专网触屏终端等设备，接入NGB-W网络，回看感兴趣的节目片段，点播时移广播电视节目等。
4、音视频点播
用户可以通过电视机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、车载和机载专网触屏终端等设备，接入NGB-W网络进行音视频点播，收看
收听感兴趣的音视频内容。
5、智能EPG
用户可以通过电视机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、车载和机载专网触屏终端等设备，接入NGB-W网络，查看智能EPG（电子节目指南）信息，获取自己感兴趣的广播电视节目播出时间与内容简介。
6、OTT TV/在线视频
用户可以通过笔记本电脑、平板电脑、智能手机、车载和机载专网触屏终端等设备，接入NGB-W网络，享受互联网接入服务，收看OTT TV和在线视频节目。
7、信息服务
用户可以通过电视机、户外大屏、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、车载和机载专网触屏终端等设备，接入NGB-W网络，接收并查看服务信息，获取天气预报、政务介绍、社区通知等多种服务资讯。
8、益智娱乐
用户可以通过电视机、车载和机载专网触屏终端等设备，接入NGB-W网络，下载益智娱乐应用，如游戏等。
9、互动投票
用户可以通过电视机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、车载和机载专网触屏终端等设备，接入NGB-W网络，在收看收听广播电视节目的同时，与所有观众听众一起，进行互动投票。
10、应用下载与安装
用户可以通过电视机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、车载和机载专网触屏终端等设备，接入NGB-W网络，下载、安装和使用感兴趣的应用。
11、电视购物
用户可以通过电视机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、车载和机载专网触屏终端等设备，接入NGB-W网络，进行电视购物。12、收发电子邮件
用户可以通过笔记本电脑、平板电脑、智能手机、车载和机载专网触屏终端等设备，接入NGB-W网络，享受互联网接入服务，进行收发电子邮件等操作。
13、浏览网页
用户可以通过笔记本电脑、平板电脑、智能手机、车载和机载专网触屏终端等设备，接入NGB-W网络，享受互联网接入服务，进行浏览网页等操作。
14、语音/视频通话
用户可以通过智能电视、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、车载和机载专网触屏终端等设备，接入NGB-W网络，与朋友或亲人进行语音或视频通话。
15、远程互动教育
用户可以通过电视机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、车载
和机载专网触屏终端等设备，接入NGB-W网络，享受远程互动教育服务。
16、交通诱导
用户通过车载专网终端，接入NGB-W网络，获取实时路况、交通管控、事故等交通诱导信息。
17、集团通信
集团用户可以通过集团专网终端设备，接入NGB-W网络，享受集团内部成员之间的语音、视频通信服务。
18、机动车智能识别和停车场管理
市政等相关部门通过NGB-W网络实现各种场合的车辆智能识别和管理，获取所有停车场的信息数据，提高停车场的日常规范管理水平。
19、紧急广播
用户可以通过电视机、户外大屏、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、车载和机载专网触屏终端等设备，接入NGB-W网络，在发生自然灾害、事故灾难、公共卫生和社会安全等突发事件时，及时获取紧急广播信息，以有效控制、减轻和消除突发事件引起的社会危害。
20、其他应用
通过NGB-W网络实现的其他扩展应用等等。
2.2 覆盖应用场景
NGB-W不仅提高了广播电视的传输效率和覆盖率，还可以填补公共场所、建筑物深室内、民航、铁路、公路、地铁等具有大范围移动性的传统无线广播电视业务覆盖盲区。
1、公共场所的覆盖
广场、机场车站、商业街区、旅游景点等公共场所，可通过NGB-W 的覆盖，为公共场所内的智能终端用户提供实时广播电视、资讯信息服务、网页浏览、收发邮件、语音/视频聊天等多种业务服务。此外，由于人员众多，还可以针对公共场所的特点，设计个性化和多样化的业务应用，例如场馆内电子地图、用户生成内容（User Generated Content，简称UGC）上传等。公共场所通常拥有高分辨率户外大屏，户外大屏可以通过接入NGB-W网络，为场所内用户提供4K超高清广播电视服务。
2、交通工具内部的覆盖
交通工具运行时由于其内部空间相对封闭，与外部联系方式受到限制，旅客对于实时信息获取的需求高于其它场合。现有广播电视网络仅有车载音频广播、公交车移动电视和“渔船通”等几种特定业务覆盖了交通工具，远远满足不了交通工具内乘客的应用需求。
NGB-W可在如下几种交通工具内部覆盖场景应用：
（1）公交车、地铁
公交和地铁等城市内部交通工具，可以通过NGB-W的覆盖，为车
厢内的乘客提供实时广播电视、网页浏览、在线游戏、在线阅读等多种业务服务。公交车和地铁车厢内通常具有车载显示屏，车载显示屏也可以接入NGB-W网络，为车厢内用户提供高清实时广播电视等服务。（2）旅客列车
旅客列车等跨地域交通工具，运行时间跨度可从半小时到四十多小时，最高时速可达300km，可以通过NGB-W的覆盖，为列车上的乘客提供实时广播电视、电子邮件、影音点播、新闻浏览、旅游信息查询、在线游戏、在线阅读、网聊、通话等多种业务服务。旅客列车内的车载显示屏也可以通过接入NGB-W网络，为车上的乘客提供高清广播电视、影视点播等服务。
（3）民航客机
民航客机等跨地域空中交通工具，运行时间跨度可从一小时到五个多小时，时速可达900km，可以通过NGB-W的覆盖，为飞机上的乘客提供实时广播电视、电子邮件、影音点播、新闻浏览、旅游信息查询、在线游戏、在线阅读、网聊、通话等多种业务服务。飞机内的机载显示屏也可以通过接入NGB-W网络，为机内的乘客提供高清广播电视、影视点播等服务。
3、对建筑物深室内的增补覆盖
对于建筑物深室内等应用场景，可通过NGB-W的深室内覆盖机制，接入NGB-W网络，为深室内区域的办公用户、家庭用户等提供实时广播电视、电子邮件、网页浏览、语音/视频聊天、在线视频等多种业务服务。
2.3 其它应用场景
随着移动用户对信息业务的需求量快速增长，信息加油站、个人热点、区域热点等一些新的应用场景不断涌现。
1、信息加油站
提供短距离、高速下载服务，经停的终端可高速下载热门电影电视剧等高点击率信息内容，实现“信息加油”。
2、区域热点
为媒体业务运营商提供类似内容分发网络（Content Delivery Network，简称CDN）的媒体分发服务，便于用户提供就近取得所需媒体内容的渠道，从而解决媒体网络拥挤的状况，提高用户访问媒体内容的响应速度。
3、个人热点
用户可以建立个人接入热点，在短距离内为周边的便携终端提供网络接入服务。
第三章业务与技术需求
3.1 业务需求
相对于现有无线广播电视网，NGB-W网络在业务方面将发生深刻变化，由原来的单向广播服务方式向双向互动服务方式和全向融合业务方式发展，以智能引擎为核心，提供实时广播电视业务与增值业务（包括互联网接入），形成智能融合的全媒体服务网络。
根据NGB-W应用场景，归纳业务类型如下：
1、基础广播电视业务，包括高质量音视频广播、电子节目指南（Electronic Program Guide，简称EPG）、信息广播等。
2、交互广播电视业务，包括在线营业厅服务、电视邮件、电视教育、推送类电视报刊杂志、实时电视报刊杂志、电视医疗健康、电视游戏、电视卡拉OK、电视调查、互动多镜头选择、互动实时投票；场景关联信息、场景关联点播、场景关联通信、场景关联购物；电视购物、电视支付、电视银行、电视彩票、证券服务等。
3、移动互联网接入业务，包括电子邮件、网页浏览、网络电话、OTT TV等。
4、物联网业务，包括公共安全管理、智能交通综合管理系统、社区及家庭服务、节能减排、地下管网管理、机动车智能识别和停车场管理。
5、跨行业应用，包括专网业务应用、城市交通、民航、铁路等行业应用等。
6、紧急广播，当发生自然灾害、事故灾难、公共卫生和社会安全等突发事件时，通过NGB-W的广播电视业务平台向公众通告紧急事件的方式。
3.1.1 基础广播电视
广播电视具有独特的信息内容资源优势以及普及率高的用户优势，是国家现代服务业及国家信息化建设的重要组成部分。作为最普及、最便捷、最直接、最生动的信息工具和信息载体，广播电视对社会和人民群众的生活影响巨大，在国民经济和社会发展中具有十分重要的地位和作用。
基础广播电视业务仍然是NGB-W网络的基础业务。包括高质量数字音视频广播、EPG、信息广播等，逐步完成广播电视的高清化、超高清化。
3.1.2 交互广播电视
NGB-W的交互式广播电视业务可以满足大众在观赏电视节目的同时所产生的系列触动需求、关联需求及延伸需求，从而拓展新的用户价值和商业价值增益点，以推动传统媒体的升级换代。
交互广播电视业务是基于双向交互、可管可控的NGB-W网络开发的增值服务，包括电视信息服务类、电视应用服务类和电视交易服务类，用户通过NGB-W终端就可以查阅各种信息、玩电视游戏、进行电视投票、使用电视银行等。
在丰富了数字电视服务和百姓文化生活的基础上，为用户提供了极大的便利。这使NGB-W终端既是电视终端，又是信息终端、应用终端、支付终端，真正实现了从“看电视”到“用电视”的转变。基础互动电视业务主要包括：
1、电视信息服务类
基于数字电视的信息服务包括公共信息服务和普通电视信息服务两大类。公共信息服务是指通过广电网络实现政务信息、城市便民信息的发布，如电视政务信息服务、电视城市信息服务、在线营业厅服务、呼叫中心服务等；普通电视信息服务包括电视社区信息服务、电视家庭信息服务、证券信息服务、便民服务等。
2、电视应用服务类
电视应用服务类包括节目智能推荐、智能搜索、智能分发、多屏互动、智能EPG和电视门户服务、电视教育、在线阅读、电视杂志/报纸、电视医疗健康、电视游戏、电视卡拉OK、家庭相册、电视问卷调查、互动电视关联推送、互动多镜头选择、互动实时投票、场景关联信息、场景关联点播、场景关联通信、电视信息定制、电视信息检索、电视服务跨屏转移、电视服务跨网络递送等。
3、电视交易类
电视交易类包括电视支付、电视银行、电视商场、电视彩票、电视秒杀、场景关联购物等。