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中兴通讯5G 云XR应用白皮书! 2019 ZTE Corporation. All rights reserved.2019 版权所有 中兴通讯股份有限公司 保留所有权利版权声明：本文档著作权由中兴通讯股份有限公司享有。文中涉及中兴通讯股份有限公司的专有信息，未经中兴通讯股份有限公司书面许可，任何单位和个人不得使用和泄漏该文档以及该文档包含的任何图片、表格、数据及其他信息。本文档中的信息随着中兴通讯股份有限公司产品和技术的进步将不断更新，中兴通讯股份有限公司不再通知此类信息的更新。本文档信息仅供参考，不构成任何要约或承诺。引言XR是指通过计算机技术和可穿戴设备产生的一个真实与虚拟组合的、可人机交互的环境，包括VR、AR、MR、HR等多种形式。从上个世纪八十年代起，平均每十年一个周期，IT和CT技术都会有一轮技术的变革浪潮，每一轮的科学技术变革浪潮都带动了XR技术的同步发展。首先是上个世纪八十年代末，美国VPL公司创始人Jaron Lanier第一次提出VR概念，SEGA、任天堂和SONY等公司随后在VR游戏领域进行了积极的应用。进入九十年代，美国波音公司研究员Tom Caudell和同事开发了AR头戴式显示系统，工程师可以使用AR技术进行图解组装电路板上的复杂电路束，此后AR技术不断地被应用于赛事直播、教育、工业生产等诸多领域，到2012年谷歌公司更是推出了谷歌眼镜这一具有里程碑性质的AR产品。进入新世纪后，全息HR技术开始被广泛地应用于防伪印刷、舞台演出等日常生活领域并取得了极好的应用效果和社会效益。与此同时，VR、AR及MR等技术在支持应用和企业数量上也迎来了新一轮的高峰。随着移动技术和显示技术的快速发展，对传统XR的使用方式和使用效果带来了革命性的改进，比如，对移动性的要求和普及，使得XR云端应用成为了可能和必然。毫无疑问，5G技术将是本世纪二十年代最具革命性的技术，随着5G第一阶段标准的冻结及规范发布，我们已经站在了5G商用的前夜。相对于4G网络，5G采用更宽的无线频谱、大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、SDN/NFV、边缘计算、网络切片等新全新技术，将为我们呈现出令人振奋的数据：1Gbps的平均体验速率、10Gbps的峰值速率、每平方公里超过100万的连接数、1ms的超低空口时延等等。5G技术使得XR应用不再局限于本地内容和传输限制，结合5G技术的云XR将会极大地改变我们未来娱乐、学习、工作、生活的方式，它将波及诸多不同的细分领域。基于对XR应用面临的挑战及其发展趋势的分析，本白皮书重点阐述了5G时代下云XR典型应用场景的业务需求和解决方案，并就云XR尚存的挑战给出了技术解决途径和用户体验评估指标体系。5G 云XR应用白皮书1 2XR及其应用发展趋势11.1 什么是XRXR即扩展现实，全称为Extended Reality，是指包含了VR（虚拟现实）、AR（增强现实）、MR（混合现实）、HR（全息现实）等多种视频呈现和交互方式的总称。扩展现实分为多个层次，可以从通过有限传感器输入的虚拟世界到完全沉浸式的虚拟世界，也可以从通过辅助设备叠加得到的混合世界到可以完全裸眼感知的混合世界，扩展现实技术使真实世界的物理对象和虚拟世界的数字对象得以共存并相互作用，最终实现完美的融合效果。VR（虚拟现实：Virtual Reality）：VR是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。VR主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方向。VR技术具有三大特征，分别是：沉浸感（Immersion）、交互性（Interaction）和构想性（Imagination）。AR（增强现实: Augmented Reality）：AR是一种能将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”融合的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息（视觉、听觉、味觉、触觉等），通过电脑等科学技术，模拟仿真后叠加应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。AR主要包含多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器融合、实时跟踪及注册、场景融合等技术与手段。AR技术具有三大特征，分别是：真实世界和虚拟世界的信息集成、具有实时交互性、是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。MR（混合现实：Mixed Reality）：MR是虚拟现实技术的进一步发展，该技术通过在现实场景呈现虚拟场景信息，在现实世界、虚拟世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感。MR包括增强现实和虚拟现实，指的是合并现实和虚拟世界而产生的新的可视化环境。MR可以将虚拟物体置于真实世界中，用户可以看到真实世界，也会目录1 XR及其应用发展趋势1.1 什么是XR？ 1.2 XR应用场景和业务价值 1.3 XR应用市场发展趋势 2 5G赋能云XR应用规模发展2.1 什么是5G？2.2 云XR是XR规模发展的最佳形式 2.3 5G给云XR应用规模发展提供了机遇 2.4 5G云XR应用业务需求和解决方案3 5G 云XR未来的挑战缩略语29264 结束语32333.1 5G 云XR尚存的技术挑战和解决途径分析3.2 5G 云XR应用用户体验的挑战和评估指标体系5G 云XR应用白皮书3 411.2 XR应用场景和业务价值比较典型的并具备商业价值和大规模推广前景的XR应用场景主要包括以下几个。新闻、赛事、音乐会等场馆直播XR是提供场馆直播沉浸感体验的载体。联合国赞助的XR项目旨在设身处地体会陷入2015年叙利亚危机中人们的感受，体会他们的挣扎。同时XR提供了更好远程呈现方式，既现场全景视频界面，方便用户更好的通过该界面参加体育赛事和音乐会等实时转播，并获得第一人称视角感受。教育在教育领域，XR提供的历史和自然等题材的360度全景视频带给老师和学生全新的教育学习体验，同时通过XR提供的虚实结合的互动能力让学生对其学习的内容有更深刻的认识。游戏人们几十年来一直梦想着进入视频游戏的世界。通过XR技术的运用，玩家可以通过一个虚拟实景探索更大、更现实的世界。XR构建出未来游戏的全新图景，它赋予游戏玩家更身临其境的带入感，使得游戏从平面真正走向立体。XR技术发展成熟使得游戏行业将彻底改变，原本处于二维空间的电子游戏就会彻底被抛弃，单纯依靠键盘或手柄操作的游戏模式则会永久成为历史，取而代之的是能够调动五感的全方位游戏体验，XR游戏也将成为主流，为玩家带来仿佛置身异次元空间的真实体验。工业制造和智能电网在工厂的环境中，工人可以借助XR能力在需要组装的零件上看到标识，或者可以直接看到机器的内部来确定潜在的需要替换的零件。在智能电网巡检中，工人利用XR技术与远程专家进行沟通，利用专家的标注信息来指导现场工人的操作。电影和电视VR可以用来作为一种现存电影的“包装”。VR影院允许用户在虚拟的影院中任意选择座位。VR提供了将原先屏幕上观看的内容转变为沉浸式VR体验的渠道，甚至许多简单的扩展可以在不修改影片内容的前提下实现。比如在一部关于僵尸的电影中，一些虚拟的僵尸能进入到剧场并开始追逐观众。观众也可以通过电影体验社交，想象跟来自世界各地的朋友在虚拟的剧场中坐在一起，共同度过一个“电影之夜”。 医疗在医疗领域，当前远程医疗的发展趋势越来越明显。医生能通过远程呈现提供指导建议，并且运用XR技术来培训。在XR的另一用途中，医生可以让自己沉浸在利用医疗扫描数据生成的3D器官模型中。另外的一类应用是通过XR直接提供理疗以帮助病人，包括通过重复地暴露克服恐惧症和压力失调，改善或维持认知技能以对抗老化，改善运动技能以克服平衡，肌肉或者神经系统紊乱失调等问题。地产在地产领域，XR提供的虚拟原型设计能力使设计师能够与包含原型的虚拟世界快速地进行交互并修改，也能够带客户进入构造的虚拟世界以便交流想法。市场和广告在广告领域，XR提供了用户以辅助能力，可以通过叠加一些附加图形来观看广告的发布内容，以增强其外观并充分了解其操作，比如通过在广告及图标中中放置文本、图标以及其他图形。看到虚拟物体，并让用户可以与这些虚拟物体进行互动。HR（全息现实：Holographic Reality )：HR也称虚拟成像技术，是利用光的干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的技术。HR包括拍摄过程和成像过程，拍摄过程利用干涉原理记录物体光波信息，成像过程利用衍射原理再现物体光波信息。全息图像再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。HR技术最主要的技术特点是用户无需任何穿戴设备，利用裸眼即可直接看到360度全方位的3D影像。其中，HR技术比较新颖，也代表了显示技术驱动下的信息通讯系统的发展趋势，为摆脱头盔或手机并彻底回归自然的观察方式提供了可能，也为云技术/光场技术等下一代数字视频编码技术的普及奠定了基础。5G 云XR应用白皮书5 61HR 建筑设计 VR 景区设计 AR 地产MR 医疗 AR 教育 AR 汽车销售图1 XR典型行业应用场景零售在零售的真实世界场景中，XR技术可以赋予用户通过对现实场景中的物品叠加一些附加图形来完成真实世界辅助操作，包括实现利用互联网的力量完成销售和评价。 XR可视化方面、培训引导、交互方式引入了突破性的革命，为安防监控、工业互联网、智能电网、家庭娱乐、智慧零售、教育引入了广阔的行业应用场景和增值空间，同时也成为产品全生命流程中引入变革的一个重要因素。据已有的行业实践，XR可以带来突破性的生产效率提升和产品价值提升，并为工程人员赋能提供极大空间。在产品开发阶段 ，对比近30年来工程师们一直在使用(CAD)来创建三维模型,但是限于他们一直通过电脑上的2D屏幕与模型进行交互,这使得他们很难进行完全的概念化设计。XR技术可以使3D全息影像叠加在物理模型世界,提高工程师的评估能力和改进设计。例如大众等汽车公司使用XR技术在数字设计评审中检查最新的设计与原型是否完全一致。XR全息影像使每一处差异都显而易见，这提高了质量保证过程的准确性。在制造生产阶段，通常制造业过程非常复杂，需要的数百甚至数千步骤，错误代价是昂贵的。如我们所知，XR能在流水线上的工人在需要时提供正确的信息，减少误差，提高效率，提高生产力。同时，XR也可以捕获来自自动化和控制的信息系统、二级传感器、资产管理系统和每个机器或进程的监控数据的信息。技术人员通过XR可以看到生产环境中的效率、次品率等信息，这些可以帮助技术人员了解潜在的问题，提醒工人进行提前的维护以缩短昂贵的停机时间。在物流仓储阶段，XR应用使Intel的新员工比受过传统培训的员工分拣速度要快15%，减少了29% 的分拣时间，错误率几乎为零。在DHL，XR技术以提高分拣产生了更少的错误，更敬业的员工，提高了25%的生产率。该公司现在开始在全球范围内推广XR引导分拣技术。而据统计，仓库运营估计约占整个物流成本的20% ，而分拣又占仓储成本的65% 。注：数据引自2017年11月12月Harvard Business Review:A Managers Guide to Augmented Reality。在市场销售阶段，XR不仅重新定义了产品展厅和演示的概念，并且将完全颠覆传统的客户体验。当客户在购买前看到几乎真实的产品在实际环境中的功能和表现，他们会有更加准确的期望，更充足的购买信心以及更高的产品满意度。将来的某个时候，AR或许可以完全不再需要实体的展厅。以建筑产品公司AZEK为例，使用AR向建筑商和客户展示建材和装饰品的各种颜色和组合。客户也可以看到情景模拟:如果你通过手机或平板电脑看一所房子，AR应用程序可以在上面加一层装饰效果。这种体验减少了客户选择时的不确定性，缩短了销售周期。通过AR APP，还可以收集用户选择的数据，作为不同地区生产的参考。1.3 XR应用市场发展趋势5G 云XR应用白皮书7 8XR产业链主要包括以下几个部分。硬件厂家：VR/AR头显、组件、周边配件或以硬件为主要产品形态（例如芯片、传感器、硬件模 组）进行交付的技术公司。工具厂家： 包括内容创建工具、中间件、3D转换、用 户界面插件、数据可视化、用户数据跟踪 及分析工具、广告投放工具等。底层技术厂家：跨平台应用的基础技术（例如计算机视觉、SLAM、流媒体和压缩、ARCloud、眼动 追踪等），一般以软件或授权形式交付。游戏厂家：创作VR/AR游戏或交互“体验”的工作室，或 以VR/AR游戏发行为主业务的公司。娱乐：除游戏以外的其他娱乐（例如360或交互式电影工作室、影片发行商、视频平台等）。企业/垂直行业应用公司：企业服务或解决方案（例如VR/AR定制项目 、企业协助工具）或垂直行业应用（例如 医疗、教育等）。其他企业：社交应用（例如VRChat、RecRoom），线下体验店和解决方案（如VR体验馆、主题公园等），行业媒体（例如Upload、RoadtoVR等），任何不属于上述其他类别的企业。随着物联网、AI以及5G的蓬勃发展，XR相关产业持续受到市场和企业界的关注和推崇。有关数据统计，2018年，VR/AR/MR的全球投资额接近70亿美元。在内容生态上，以VR为例，2018年底全球VR消费应用数量大约6200款。AR方面，在2018年随着苹果ARkit和谷歌ARCore的发布，截至2018年底手机AR在苹果商店和谷歌商店就有3000款内容，覆盖游戏、影视、商业应用等，并开始逐步成为每部手机的基本功能。 MR 方面，微软更是一举获得了美国军方4.8亿美元10万台设备（MR）的订单。 据预测，AR/VR行业到2020年总规模将达到1200亿美元，AR占比75%。详细数据如图4所示。从细分应用结构上看，硬件设备是AR/VR行业的主要盈利来源，AR盈利来源比VR丰富但短期看到变现的为VR在电子游戏、视频直播、影视娱乐方面的落地。详细数据如图5所示。从地域结构上看，亚洲国家将切分近50%的市场蛋糕，中国、日本、韩国、印度有望成为AR/VR的主要市场。详细数据如图所示。01002003004005006007008009001002018年 2019年 2020年96160120570300900VR市场规模 AR市场规模图2 全球AR/VR市场规模预测图3 2025年AR/VR软件收入规模及其细分结构预测（单位：十亿美元）4.13.25.14.72.61.61.40.711.6医疗工程房地产零售业军事教育电子游戏视频直播影音娱乐气泡尺寸=2022年的收入2022年全球收入长期增长速率（2017 2022）中国美国日本韩国德国法国英国意大利俄罗斯印度图4 五年全球各国AR/VR市场收入和增长率5G赋能云XR应用规模发展2.1 什么是5G？5G 云XR应用白皮书9 102图5 移动通信演进历程模拟时代 数字时代 移动互联网时代 万物互联时代1G 2G 3G 4G 5G速率提升场景升级速率提升场景升级速率提升场景升级速率提升1980 1990 2000 2010 2020应用场景传输速率模拟 语音 数字 语音 短信115Kb-384Kb 384Kb-100Mb 100Mb-1Gb 10Gb+移动互联网应用 数据业务占主导 数据洪流 物联网1103504005003x1002010100x1061051x101110x1x0.1连接密度(devices/km )时延（ms）移动速度（km/h）频谱效率用户体验速率(Mbit/s)峰值速率(Gbit/s)单位面积容量（Mbit/s/m）网络能效图6 从IMT-Advanced到IMT-2020的关键能力提升22广义上，所有移动体间通过无线电波进行实时连接的通信都属于移动通信范畴。移动通信系统主要有：蜂窝系统，集群系统，卫星通信系统等。蜂窝系统是覆盖范围最广的陆地公用移动通信系统，我们谈论的1G到5G都属于蜂窝系统。从1G到5G，移动通信网络之所以不断升级换代、性能不断提升，是因为人们对于高性能移动通信服务的需求一直未被充分满足。移动通信系统每十年变迁，4G升级5G，可类比2G到3G，从移动互联时代到万物互联时代。3G、4G的发展得益于移动互联网，5G除了移动互联增强，另一驱动力来自于行业应用。新技术从引入到成熟要20年左右：GSM的巅峰到2012年，发展了20年，至大范围退网接近30年。4G从2010年引入，还会发展很长时间，至少共存到2030年。将来5G网络规模建设始于2020年内，融合4G演进和5G新空口技术。5G是通信技术的另一次变革。如果说2G向3G的转变实现了业务由语音通信向移动宽带应用的跨越，那么4G向5G的转变将成为通信历史上最重大的变革，实现了由个人应用向行业峰值速率：20Gbit/s以上的峰值速率，指可以达到的最大用户/设备数据速率。用户体验速率：1001000Mbit/s的用户体验速率，指在覆盖区域内用户/设备实际达到的速率。时延：1ms以内的无线时延，数据包在空中接口MAC层，由信源到达信宿经历的时间。这里指单程时延。移动速度：大于500km/h的满足标称QoS条件下可支持的最大移动速度。连接密度：1km2内百万连接设备数量。网络能效：在网络侧，无线接入网络消耗的每单位能量发送或者接收的数据比特数。在终端侧指通信模组消耗单位能量发送或者接收的比特数。5G要求比IMT-A提升100倍，要求1瓦特能传输100Mbits的数据。应用的转变。机器类和人机无线通信在众多经济领域和行业的应用不断增多，对无线网络提出了大量而广泛的需求，具体表现在成本、复杂性、功耗、传输速率、移动性、时延和可靠性等方面。下图展现了ITU定义的5G所具备的八大关键能力。IMT-advancedIMT-20202.2 云XR是XR规模发展的最佳形式 2.3 5G 给云XR应用规模发展提供了机遇 5G 云XR应用白皮书11 12自然语言处理机器视觉 数据处理 声纹识别数据清洗 分析决策 分析决策Tensorflow Caffe Torch分类 特征提取规划目标检测 深度学习预处理离散数学 矩阵分布 数值分析 概率统计分析智能硬件 智能传感器 摄像机 话筒优化聚类.沉浸式 头盔式 全是虚的虚实叠加 图像识别 半真半假混合现实 AR+VR 真假难辨全息现实 特殊介质 裸眼3DSaaS 最强大脑 并行处理 分布式公有云 私有云 混合云 社区云AI技术大数据数据访问-负载均衡数据存储-分布式存储云计算XRVRARMRHR图 7 XR与主流ICT技术的关系本地单机XR难以大规模发展，其主要受以下几个因素制约：(1)用户体验待提升，无法有效促进协助和社交功能：同时没有云化的XR终端存在佩戴沉重，舒适性欠缺的缺点。(2)用户消费成本高：XR强交互类业务的场景识别和混合渲染主要在本地主机和终端进行，对GPU资源要求很高，终端的性能和成本压力大。(3)内容缺乏统一分发平台：很多优秀的XR内容分散在多个厂家，难以有效共享和快速分发给用户；用户即使有XR头盔，也很少有内容丰富且能不断更新的XR内容发布平台。(4)内容版权缺乏有效保护：内容以下载到本地居多，版权得不到有效保护。云XR有效解决制约XR发展的痛点，同时强化了XR的社交和协助属性，为数字媒体通讯的发展提供了强大的助力，是当前XR产业最佳的规模化发展之路。云XR主要特点是：XR头显无绳化、XR应用所需的计算机视觉对象感知云化和计算机图形实时渲染云化、内容分享管理和存储云化。它将云计算、AI、云渲染、云计算机视觉的理念及技术引入到XR业务应用中，借助高速稳定的网络，将云端的显示输出和声音输出等经过编码压缩后传输到用户的终端设备，实现XR业务内容上云、识别上云和渲染上云。云XR的优势：将计算复杂度高的识别和渲染上云，大幅降低配置XR终端的人工智能和图形渲染的计算压力，使XR终端以轻量的方式和比较低的消费成本让更多的用户更容易接受；计算机图形渲染移到云上后，内容以视频流的方式通过网络推向用户，借助Wi-Fi、5G等网络技术，可将连接终端的HDMI线减掉，实现终端无绳化、移动化；内容云化、集中化，便于内容的统一分发和版权管理。云XR的终极阶段功能是协助实现人物互动，是实现XR前端轻薄化的同时、为用户提供个性化互动业务和视觉个性呈现，为物联网的繁荣提供融合通讯的多媒体智能通讯平台，将最终实现视频数字化和内容语意网络辅助信息的混合，进而完成所有数字信息的云端组织和云端渲染。对于未来万物互联的信息数据系统，云XR为人类完成跨越当前现实与数字世界的鸿沟提供了可能；同时，其与当前主流ICT信息部署和处理技术存在着密不可分的关系。如图7所示。AI技术AI框架AI算法基础算法XR的核心是传感器和显示技术，云端是计算力的中心XR终端的核心是用户交互和信息呈现，云端负责数据3D建模、数据分析、信号处理（根据业务场景可能包含AI、深度神经网络的更复杂运算）、数据库存储等计算密集的操作。只有真正通过云计算解决VR/AR/MR/HR端CPU、GPU的计算和渲染速率，XR才具有真正价值。XR与AI技术紧密结合这不光源于XR技术中不可获取的对象及环境感知技术，同时XR内容制作和实时图形渲染也越来越需要通过人工智能来提升效率。人工智能的加持能真正发挥XR的优势，XR所开发出来的各种应用和对应配套工具才具有竞争力。XR 需要引入大数据的知识和数据智能的支撑作为一个领域应用，具备了大数据功能，使其可以完成更服务的信息加持和业务交互，为应用带来稳定长期的现金流，并具备更好的商业模式。同时，作为AI的基础之一，大数据能助力XR快速发展。因此，云XR应用对整个通信过程的低延时、高带宽、大并发提出了极严格的要求。例如，提供一个很好的人机交互体验，或者高效融合生产制造、工作协同，或者交互娱乐等应用场景。图8图9分别展示了云XR应用场景客户体验因素与移动通讯关键指标之间的关系和不同云XR业务有不同的网络指标要求。在5G时代，云XR获得了又一次腾飞的燃料。云XR之于传统流量入口，犹如三体之于地球，维度大幅提升，必将开启新一代流量入口即视觉入口时代。同时，5G带来的技术优势也促使云XR向新的阶段发展，必将成为下一代计算平台以及新一代流量和场景入口，迈出重要的一步。这源于5G 所带来的技术变革。频谱效率：指每单位频谱带宽能发送或者接收的数据比特数。5G要求比IMT-A提升3倍以上。单位面积容量：指服务地理区域内全部流量的和，5G要求10Mbit/s/m 以上。首先，带宽和延时保障据中兴通讯 5G 外场测试：5G 相关测试条目已完成高频 26GHz 外场测试，空口性能表现优异，小区峰值超过19Gbps。在三大场景下，可以同时达到eMBB场景下15Gbps吞吐率，超过 ITU 定义的 10Gbps；mMTC 场景下达到 9000 万连接数 /MHz/ 小时，远超 ITU 定义的 100 万连接数 / 平方公里；URLLC 场景达到 0.416ms，优于 ITU 定义的 1ms。同时，针对云 XR 多人协同和交互娱乐等场景，作为至关重要因素的上行链路吞吐量，5G N R 都提供了大大优于 4G FDD 1.8GHz （2R）的性能。详细如图 10 所示。其次，边缘计算平台的保障边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用等核心能力的开放平台，就近提供边缘智能服务。5G网络将是以中央、区域、边缘数据中心为基础的弹性网络，虚拟化网元功能可按照场景部署在网络相应的位置上，MEC将主要部署在边缘DC，使得MEC与网元功能相互协同，为垂直应用提供网络边缘计算能力，适用于对时延、带宽要求特别高的业务场景。5G中的MEC不仅可以提供云端强大的计算力及极低的通信延时，而且由于云XR多方协同的交互信息的高度本地化和上下文化，因此通过MEC服务器在本地托管信息比在云中托管更有优势。中兴通讯推荐如下图部署MEC于5G网络中，MEP与UPF、APP共部署，实现边缘云由运营商主控, 利益最大；分层解耦，不同厂商集成，节约资源。25G 云XR应用白皮书13 14体验关键因素：业务指标：网络指标：真实感 真实感 愉悦感带宽时延 丢包分辨率 帧率 色深视场角 编码压缩技术视频初始缓冲时长运动感知冲突操作响应时间卡顿（次数、时长占比）花屏（次数、时长/面积占比）游戏画面有效帧率图8 云XR应用场景客户体验与移动通讯关键指标对于未来万物互联的信息数据系统，云XR为人类完成跨越当前现实与数字世界的鸿沟提供了可能；同时，其与当前主流ICT信息部署和处理技术存在着密不可分的关系。如图7所示。XR的核心是传感器和显示技术，云端是计算力的中心XR终端的核心是用户交互和信息呈现，云端负责数据3D建模、数据分析、信号处理（根据业务场景可能包含AI、深度神经网络的更复杂运算）、数据库存储等计算密集的操作。只有真正通过云计算解决VR/AR/MR/HR端CPU、GPU的计算和渲染速率，XR才具有真正价值。XR与AI技术紧密结合这不光源于XR技术中不可获取的对象及环境感知技术，同时XR内容制作和实时图形渲染也越来越需要通过人工智能来提升效率。人工智能的加持能真正发挥XR的优势，XR所开发出来的各种应用和对应配套工具才具有竞争力。XR 需要引入大数据的知识和数据智能的支撑作为一个领域应用，具备了大数据功能，使其可以完成更服务的信息加持和业务交互，为应用带来稳定长期的现金流，并具备更好的商业模式。同时，作为AI的基础之一，大数据能助力XR快速发展。因此，云XR应用对整个通信过程的低延时、高带宽、大并发提出了极严格的要求。例如，提供一个很好的人机交互体验，或者高效融合生产制造、工作协同，或者交互娱乐等应用场景。图8图9分别展示了云XR应用场景客户体验因素与移动通讯关键指标之间的关系和不同云XR业务有不同的网络指标要求。阶段 VR AR MR商用时间预测 20182020年 20212025年 20212025年视频分辨率4K8K（全景）2K4K 2K4K 2K4K2K4K 2K4K3D业务内容分辨率视场角色深（bit)编码标准帧率（帧/秒）码率要求带宽要求RTT要求丢包要求90110度8H265H265/H266 H265/H2668840度 80度30（视频）5090（强交互）5090 509040Mpbs 60Mpbs 20ms 15ms 15ms 40Mpbs 40Mpbs 20Mpbs 20Mpbs 9E-5(视频）1.00E-5(强交互）1.00E-5 1.00E-5图9 不同云XR应用和网络指标*注：因无编码标准，HR当前阶段无法进行评估。在5G时代，云XR获得了又一次腾飞的燃料。云XR之于传统流量入口，犹如三体之于地球，维度大幅提升，必将开启新一代流量入口即视觉入口时代。同时，5G带来的技术优势也促使云XR向新的阶段发展，必将成为下一代计算平台以及新一代流量和场景入口，迈出重要的一步。这源于5G 所带来的技术变革。图10 5G移动通讯技术相对于4G移动通讯的优势首先，带宽和延时保障据中兴通讯 5G 外场测试：5G 相关测试条目已完成高频 26GHz 外场测试，空口性能表现优异，小区峰值超过19Gbps。在三大场景下，可以同时达到eMBB场景下15Gbps吞吐率，超过 ITU 定义的 10Gbps；mMTC 场景下达到 9000 万连接数 /MHz/ 小时，远超 ITU 定义的 100 万连接数 / 平方公里；URLLC 场景达到 0.416ms，优于 ITU 定义的 1ms。同时，针对云 XR 多人协同和交互娱乐等场景，作为至关重要因素的上行链路吞吐量，5G N R 都提供了大大优于 4G FDD 1.8GHz （2R）的性能。详细如图 10 所示。其次，边缘计算平台的保障边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用等核心能力的开放平台，就近提供边缘智能服务。5G网络将是以中央、区域、边缘数据中心为基础的弹性网络，虚拟化网元功能可按照场景部署在网络相应的位置上，MEC将主要部署在边缘DC，使得MEC与网元功能相互协同，为垂直应用提供网络边缘计算能力，适用于对时延、带宽要求特别高的业务场景。5G中的MEC不仅可以提供云端强大的计算力及极低的通信延时，而且由于云XR多方协同的交互信息的高度本地化和上下文化，因此通过MEC服务器在本地托管信息比在云中托管更有优势。中兴通讯推荐如下图部署MEC于5G网络中，MEP与UPF、APP共部署，实现边缘云由运营商主控, 利益最大；分层解耦，不同厂商集成，节约资源。5G 云XR应用白皮书15 16图11 MEC边缘云内嵌于5G SA网络的部署NSSF UDM NRF PCF NEFAMF SMF UPFUE(终端) DU CUUPF(核心网下沉)RANMEPMESer-vice3rd MEAPP3rd MEAPPMEC NFV Infrastructure本地卸载流量本地卸载流量DN（Internet/CDN）GroupA:完全独立 GroupB:部分控制面共享 GroupC:控制面共享，媒体面独立切片1 切片2 切片3 切片4 切片5 切片6PCFUDMAMF SMFUPFCUCUDUAAUPCFSMFPCFSMFUDMAMFUPF UPFCUDU DUAAU AAUPCF SMFUDM AMFUPF UPF UPF远程医疗 车载娱乐 视频监控 手机视频 智能抄表图12 针对不同XR垂直应用域的切片共享类型图13 5G切片与MEC的协同NSMF NSSMF NFVO MEAOMECMECAPPsAPPsMEPUPFMEPMEPM-VMEPM-VUPFUPFNS1NS2NS3最后，业务安全和业务质量保障5G网络需要同时满足用户XR类多元化应用的差异化SLA需求，5G网络切片为实现这一需求而设计。网络切片将网络资源灵活分配，网络能力灵活组合，基于一张5G网络虚拟出多个具备不同特性的逻辑子网络，提供面向不同场景的按需定制网络服务。5G网络场景下，核心网络切片技术，既对网络拓扑资源，如链路、节点、端口及网元内部资源如转发、计算、存储等资源，进行虚拟化形成虚拟资源，并按需组织形成虚拟网络。针对不同场景下不同的网络功能性能要求，网络切片把物理上的一张网络虚拟成逻辑上的多个网络，以满足不同业务需求，这既增强了业务的隔离性，也提高了网络资源的使用效率。5G切片结合MEC边缘云，实现端到端低延时高可靠，支持关键业务。切片与MEC的角色关系主要分两种：一种是单切片独享MEC，如下图中的切片NS1，适用在要求高价值、高网络质量、高计算能力业务场景，发挥专用硬件，如智能网卡的专用优势；另一种是多切片共享MEC，如下图中的切片NS2+切片NS3，适用在资源受限情况下的较低延时业务（如视频、物联网），能实现资源共享，提升资源的利用效率。