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摘 要：為了使5G-NR系統(tǒng)更好地支持XR媒體業(yè)務(wù)的傳輸，滿足其QoS需求，3GPP從Release 17開始就從5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)、關(guān)鍵技術(shù)增強(qiáng)等方面對XR進(jìn)行了深入研究，包括XR媒體業(yè)務(wù)特征指示、網(wǎng)絡(luò)信息開放、空口協(xié)議增強(qiáng)等。首先介紹了3GPP5GXR項(xiàng)目研究背景以及3GPPRelease17、Release18XR相關(guān)的項(xiàng)目立項(xiàng)情況，隨后詳細(xì)闡述了5GXRRelease18演進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展。最后對XR在未來Release19、6G的演進(jìn)增強(qiáng)技術(shù)進(jìn)行了預(yù)測和展望。
關(guān)鍵詞：5G-NR；RAN；XR
doi：doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2025.02.002
概述
擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）是當(dāng)前行業(yè)中最重要的5G媒體應(yīng)用之一。XR是指由計算機(jī)技術(shù)和可穿戴設(shè)備生成的，結(jié)合了真實(shí)和虛擬環(huán)境以及人機(jī)交互的綜合體驗(yàn)。XR是一個涵蓋不同現(xiàn)實(shí)類型的總稱，主要包含以下3種現(xiàn)實(shí)類型。
a）虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）。VR是通過渲染呈現(xiàn)的視覺和音頻場景的版本。渲染旨在盡可能自然地模擬真實(shí)世界的視聽刺激，以便觀察者或用戶在應(yīng)用程序定義的界限內(nèi)移動時可以體驗(yàn)到。
b）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）。AR是在用戶當(dāng)前環(huán)境上提供額外信息或人工生成的物品或內(nèi)容的疊加。這些額外信息或內(nèi)容通常是可視和/或可聽的，并且其對當(dāng)前環(huán)境的觀察可以是直接的（無中間感知、處理和渲染）或間接的（通過傳感器傳輸環(huán)境感知并進(jìn)行增強(qiáng)或處理）。
c）混合現(xiàn)實(shí)（Mixed Reality，MR）。MR是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的高級形式，其中一些虛擬元素被插入到物理場景中，旨在讓這些元素看起來是真實(shí)場景的一部分。
XR具有廣泛的應(yīng)用前景，涵蓋游戲娛樂、教育培訓(xùn)、醫(yī)療保健、工業(yè)制造等多個領(lǐng)域。隨著XR技術(shù)的快速發(fā)展，對更高帶寬、更低延遲和更可靠的移動通信需求日益增加。隨著5G、6G技術(shù)的迅猛發(fā)展，Technology Frontier增強(qiáng)以更好地滿足XR業(yè)務(wù)的傳輸性能，主要包括空口協(xié)議增強(qiáng)。XR網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)增強(qiáng)方向如圖1所示，主要包括XR媒體業(yè)務(wù)特征感知、RAN網(wǎng)絡(luò)擁塞信息開放、RAN空口協(xié)議增強(qiáng)。新的業(yè)務(wù)特征對無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)增強(qiáng)提出了更高的要求。業(yè)界對XR業(yè)務(wù)的性能增強(qiáng)也展開了大量的研究。
XR項(xiàng)目是5G的一個非常重要的項(xiàng)目，3GPP在2019年就展開了對其的相關(guān)研究工作，早期主要關(guān)注XR相關(guān)的需求和場景分析，而具體技術(shù)相關(guān)的研究工作在Release 17和 Release 18階段相繼展開。具體來說，3GPPSA1工作組開展了XR技術(shù)相關(guān)的觸覺通信以及多模態(tài)傳輸?shù)难芯浚⒃赗elease18立項(xiàng)制定了XR相關(guān)的KPI需求標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。3GPPSA4工作組主要聚焦于XR音視頻業(yè)務(wù)流特征研究，并在Release18立項(xiàng)制定了XR業(yè)務(wù)相關(guān)的流量特征（周期、抖動、往返時延、誤包率、包時延預(yù)算、包重要性等級等）的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。3GPPSA2工作組主要研究如何更好地支持XR業(yè)務(wù)的5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和服務(wù)質(zhì)量增強(qiáng)技術(shù)，并在2021年確定了Release 18 XRM的立項(xiàng)。3GPPRAN工作組中的RAN1子工作組最早在全會RANMeeting #88e 會議中確定了Release 17關(guān)于XR的立項(xiàng)，該項(xiàng)目主要是對在NR系統(tǒng)中支持XR業(yè)務(wù)進(jìn)行了相關(guān)的評估，包括業(yè)務(wù)模型、部署場景、UE功耗、XR覆蓋范圍、XR移動性性能等，并輸出了相應(yīng)的技術(shù)報告規(guī)范——3GPPTS38.838。而到了Release 18階段，3GPP RAN工作組正式開始研究5G系統(tǒng)如何在無線空口支持XR業(yè)務(wù)，并于2022年在3GPP RAN全會RAN Meeting #95e會議中確立了XR的研究立項(xiàng)，該項(xiàng)目的主要研究內(nèi)容包括RAN對XR業(yè)務(wù)特定的感知技術(shù)增強(qiáng)、RAN對XR業(yè)務(wù)特定的UE省電技術(shù)增強(qiáng)、RAN對XR業(yè)務(wù)特定的容量技術(shù)增強(qiáng)。目前Re?lease 18 中3GPP SA2工作組和3GPP RAN2工作組的研究工作正在進(jìn)行中，本文主要介紹這2個工作組的XR相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究工作的進(jìn)展，并以此為基礎(chǔ)對未來XR增強(qiáng)技術(shù)進(jìn)行預(yù)測和展望。
