大家对将来生活的美好愿景驱动着通信业务进步和技术演进，从1G年代的IP话音，到2G年代的语音通话、文本短信，从3G年代的音视频通话，到4G年代的互联网+，再到5G年代的万物互联，每一代通信技术的演进与迭代都给大家的生产生活方法带来了革命性变化。

伴随超好看的视频渲染能力和终端显示技术的不断进步，与5G-A技术的日益成熟，通信业务也向着高沉浸、强交互、多维多模态的方向演进，进一步达成人与人、人与物的三维动态感知与交互，激起了大家对元宇宙等将来生活方法的追求向往，与一系列超好看的沉浸式的业务应用，比如XR（扩展示实）。

XR作为元宇宙的初级核心载体，伴随5G互联网、人工智能、边缘计算、云计算等基础设施建设不断健全，内容生态也愈加丰富，给大家的生产生活方法注入全新活力，成为带动消费升级的要紧载体。

1、沉浸式业务端到端挑战

XR沉浸式业务具备高沉浸、强交互、多维多模态等特点，对于端到端产业提出了很多挑战，涉及头显设施、业务内容、互联网传输、体验评估等。

在头显设施方面，受限于光学策略和电池等原因，现在头显设施仍然较为笨重，影响用户佩带的舒适性。VR（虚拟现实）/MR（混合现实）头显一般使用菲涅尔透镜光学策略，成像距离远、光学元件厚，而新品逐步使用Pancake（折叠光路）策略，能够帮助缩短成像距离，并通过电池后置、电池外置等方法将电池移出主机，防止增加主机重量。虽然Pancake策略和电池外置为头显设施进行了“瘦身”，但现在主流头显设施的重量仍达到400g~600g，续航时间仅2至3小时，除此之外屏幕、高性能芯片功耗较高，需要进一步拓展技术攻关。

在业务内容方面，目前XR的内容生态聚焦于视频、游戏、社交场景，其他范围内容涉及较少。因为制作本钱高、周期长，与XR市场本身规模不大，大厂仍处于观望状况，致使XR内容占比不高，很难激起买家购买欲望。

在互联网连接方面，以4K VR业务为例，在单用户场景下需要互联网提供百兆bit/s的传输速率、稳定的20ms互联网传输时延与70ms的MTP（运动响应时延），是典型的兼顾大带宽和低时延的业务。除此之外，大空间XR业务存在移动性需要，需要基于5G-A技术保障多用户并发场景下流畅的业务体验。

在体验评估方面，对于怎么样评价XR业务的客户体验，业界尚未形成客观、量化的办法，而且不同头显、云平台、互联网厂商的指标统计办法存在差异，很难横向对比。因此，业界迫切需要打造健全的评估标准和指标体系，明确通信互联网指标与影响业务体验指标的映射模型和评估标准，统一XR业务的帧级时延、速率、时延抖动等指标的概念，与数据采集、测量上报和统计办法，用于问题定位定界。

2、5G-A沉浸式通信技术体系

针对上述挑战，中国移动基于XR业务特点，以“信息跨层共享、连接多维增强、感知量化评估”为核心理念，提出毫秒级业务感知保障技术、帧级多维连接增强技术、面向XR沉浸式体验的5G指标体系等技术策略，构建面向XR业务的5G-A沉浸式通信技术体系。

2.1 网业跨层感知及协同技术

针对互联网对业务信息感知，现在标准策略为业务服务器通过RTP（实时传输协议）扩展头携带业务帧级信息并传递给核心网UPF（用户平面功能），再由UPF通过GTP-U（用户数据传输协议）接口传递给RAN（无线接入网）侧。在此基础上，当业务服务器不支持业务信息共享时，基站可启动业务帧级特点精细感知策略，结合基站自动化能力，依据业务数据的来包特点进行关系辨别，获得业务的帧周期、帧大小、帧重要程度等信息，并针对帧级数据进行精细化调度。同时，针对业务对互联网状况的感知，该策略可以基于空口状况的业务自适应调整技术，通过将拥塞等互联网状况信息开放给应用层，触发应用层动态调整编码速率，从而使得应用速率不断适配互联网状况。

2.2 帧级多维连接增强技术

针对时延、容量、移动性等影响XR客户体验的三大重点指标，中国移动拓展了多维度的连接能力增强，提出帧时延调度策略（如图1所示），在调度算法中引入帧时延约束，依据数据包的帧时延余量调整调度优化级，保障在约束时间内完成一帧所有数据包的调度；还提出帧完整性调度策略，在多用户时引入目前传输帧的已传数据比率，比率越高，该帧剩余包调度优先级越高；提出基于帧边界的切换控制策略（如图2所示），在两帧传输的间隔发起切换，减少切换中断对一帧完整传输的影响。

2.3 面向XR沉浸式体验的5G互联网指标体系

针对尚无面向XR业务的互联网性能测评标准，中国移动提出面向XR业务体验的帧级互联网指标体系、测试办法及设施需要，形成帧级互联网KPI指标概念及其统计办法，包括帧级上行/下行互联网传输时延、帧级上行/下行空口传输时延、帧级上行/下行时延分布、帧级上行/下行时延抖动、帧级切换中断时延、帧级上行/下行互联网传输吞吐率和帧级上行/下行空口传输吞吐率等，打造互联网指标与影响业务体验指标的映射模型，达成客户体验量化感知，并在CCSA（中国通信标准化协会）中主导推进有关行业准则项目，引导产业形成共识。

3、5G-A沉浸式通信应用新范例

为保障重点技术策略可应用可落地，中国移动牵头完成多种站型的原型样机开发，主导拓展实验室及外场测试，面向文体娱乐等应用场景，加速沉浸式业务5G应用的试点落地，塑造应用示范标杆。

在北京工人体育场，中国移动拓展了基于5G-A网业融合新技术的应用试点，使用新型的云网算一体化部署构造，革新应用5G-A基站业务感知功能、灵活资源管理能力、端边协同渲染策略等，达成实时百兆bit/s体验速率与低于20ms的帧级互联网传输时延，充分满足了4K分辨率、90fps的沉浸式高交互XR业务对互联网传输能力的需要，用户可以在虚拟空间中流畅体验足球比赛，为工体观众提供基于中国移动5G互联网的元宇宙数实融合新体验。

在首钢高炉科幻乐园，中国移动拓展了室内超密集沉浸式场景下的XR竞技游戏应用试点，基于5G-A互联网提供的大带宽和低时延能力，与“免背包”“去线缆”的离别式渲染策略，可同时提供数十个用户的实时百兆bit/s的体验速率和低于10ms的平均空口下行传输时延，满足XR业务将背包中当地渲染数据上移至云端渲染的互联网传输需要和“零卡顿”体验的移动性需要，在1000平米的空间内，用户可以“轻装上阵”，体验愈加沉浸的无边界虚拟世界。

在杭州亚运会期间，中国移动拓展了面向杭州亚运会好看的沉浸业务的5G-A新技术应用，塑造VR电竞、VR赛事直播、裸眼3D看亚运等新业务，使用5G业务特点感知、帧级调度优化、多流精细化保障、精准切换控制等技术，达成多用户多业务并发场景下20ms业务帧级无线传输时延与125Mbit/s帧级保障速率，有效保障多类型型好看的强交互3D云化业务的流畅体验，为观众重新概念赛事的“现场”体验，感受“沉浸、精彩、互动”的元宇宙亚运会。

展望将来，伴随互联网传输能力和头显终端性能的不断提高，XR业务也将进入全方位沉浸、虚实融合的年代，业务与互联网的相互感知、相互协同、相互融合也将更加紧密。中国移动将致力于推进5G-A技术全方位进步，探索5G-A承载元宇宙的技术路径，更好地支撑数字化中国建设，尽全力满足将来大家对精神生活和物质生活的全方位需要。

单位：中国移动研究院无线与终端技术研究所

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