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1、XR 網絡技術體系白皮書中國移動2023 年 6 月XR 網絡技術體系白皮書1目目錄錄前言.31.XR 概述.31.1.XR 發展歷程及趨勢.41.2.XR 產業掃描.42.XR 業務帶給 5G 網絡的新挑戰.52.1.XR 業務需求分析.52.2.面向 XR 業務的關鍵網絡指標.62.2.1.時延.62.2.2.速率.72.2.3.容量.72.2.4.移動性.72.3.當前面臨的主要問題及挑戰.72.3.1.網業如何協同.72.3.2.連接如何增強.82.3.3.用戶體驗如何評測.83.XR 網業端協同技術體系.83.1.網絡感知業務.83.1.1.基于業務特征識別.83.1.2.基于數據包

2、業務信息識別.93.1.3.基于 XR 專用承載識別.93.1.4.基于網絡切片識別.103.2.業務適配網絡.103.3.連接能力增強.113.3.1.容量增強.113.3.2.確定性時延.123.3.3.移動性增強.143.3.4.節能機制.153.4.端云能力協同.153.4.1.面向 VR 應用的協同渲染方案.153.4.2.面向 AR 應用的分離渲染方案.16XR 網絡技術體系白皮書23.5.用戶體驗感知.163.5.1.用戶體驗指標.163.5.2.網絡關鍵 KPI.174.XR 商業價值.184.1.應用場景.184.2.XR 商業模式探討.194.2.1.面向行業 2B 場景.

3、194.2.2.2B2C 混合場景.194.2.3.面向個人 2C 場景.195.總結與展望.20參考文獻.21縮略語.21XR 網絡技術體系白皮書3前言前言擴展現實（XR）是當前國內外關注的熱點領域，2023 年國務院印發數字中國建設整體布局規劃，在“全面賦能經濟社會發展”中首提“沉浸式服務體驗”，擴展現實在賦能經濟社會發展中將發揮重要的推動作用，助力數字中國建設。5G 是經濟社會數字化轉型的關鍵基礎設施。本報告旨在探討面向 XR 這類大帶寬高實時性業務，5G 網絡應具備的關鍵技術能力，以推進 XR 和 5G 的深度融合，實現隨時、隨地的虛實交互沉浸式新體驗。本報告第一章對 XR 技術做了整

4、體介紹并分析了產業發展現狀，第二章分析了 XR 業務需求，討論了該類大帶寬實時性業務帶給 5G 網絡的新挑戰，第三章從網絡感知業務、業務適配網絡、連接能力增強、渲染能力協同、用戶體驗感知五個方面闡述了 XR 網業端協同技術體系，最后從應用場景和商業模式兩方面探討了 XR 的商業價值。本報告由中國移動聯合華為、中興、愛立信、高通、MTK 等產業合作伙伴共同撰寫。1.XR 概述概述擴展現實（Extended Reality，XR）為所有新興沉浸技術的統稱，包含 VR、AR 和 MR 等技術。虛擬現實（Virtual Reality，VR）是指通過佩戴設備將用戶的感知帶入到虛擬世界當中，用戶可以在虛

5、擬現實世界體驗到最真實的感受，其模擬環境的真實性與現實世界難辨真假，讓人有種身臨其境的感覺，實現人與虛擬世界間的沉浸交互。增強現實（Augmented Reality，AR）是指通過計算機生成虛擬信息，并將虛擬信息內容疊加在真實世界上。AR 與 VR 的區別在于 AR 技術中人與真實世界交互更加直接和自然，隨著 AR 設備技術不斷發展，以及 5G 移動通信網絡不斷演進，AR 設備可有望真正消除虛擬和現實間的邊界感?；旌犀F實（Mixed Reality，MR）是指得 VR 與 AR 相結合的技術，MR 同時具備 VR 和 AR 的設備功能和優勢，可將真實世界、虛擬世界和數字化信息三者相結合，真正

6、意義上實現現實世界和虛擬世界融合交互。XR 網絡技術體系白皮書41.1.XR 發展歷程及趨勢發展歷程及趨勢2012 年前，XR 頭顯設備在軍事等領域已有部分成熟應用，但受限于 XR 頭顯設備成本以及技術成熟度，多數早期的 XR 設備商業化嘗試均已失敗告終。在2012 至 2014 年間，XR 行業進入發展期，谷歌發布了 Google Glass，標志著消費級AR設備概念的問世，Facebook成功收購VR頭顯廠商Oculus，并推出Oculusrift 的 VR 頭顯設備；在 2014 至 2017 年間，XR 行業邁入了創業和資本的狂熱潮，微軟、HTC、三星等硬件巨頭紛紛推出消費級產品，AR

7、 游戲 Pokmon Go 正式發布后，快速火遍全球。但是 XR 頭顯設備技術仍不成熟，屏幕清晰度低，用戶體驗不佳，業務內容應用制作成本高，種類數量少，導致用戶的購買意愿較低。在 2017 2019 年間，XR 行業進入退潮期，消費級市場整體發展放緩。2019 至今，隨著 XR 頭顯設備技術不斷迭代、內容應用不斷沉淀，VR 在游戲、社交等內容端開始發力，高通推出首個支持 5G 的 XR 芯片平臺 XR2，Facebook 推出行業標桿產品 Oculus Quest 2，Pico Neo3 等國產 VR 一體機也相繼面世，VR 行業開始走向復蘇，2021 年 VR 出貨量首超 1000 萬，發展

8、態勢良好。2023 年 6 月，蘋果發布首款MR頭顯式設備Vision Pro，Vision Pro引入了一個全新的輸入系統，擺脫了手柄等外接設備，由眼睛、手勢和語音來進行交互，有望再次引爆產業，引領 XR 領域新變革。未來隨著網絡、AI 計算，邊緣云化等基礎設施建設不斷完善，XR 游戲、娛樂、社交、教育等內容不斷豐富，XR 作為元宇宙的初期核心載體，將會給人們的生活方式和生產方式帶來革命性變化和創新性體驗。1.2.XR 產業掃描產業掃描圖 1XR 產業鏈掃描XR 產業鏈較長，涉及到內容應用、系統軟件、網絡服務、終端整機、芯片、XR 網絡技術體系白皮書5器件等方面。產業鏈在內容制作、頭顯輕量化

9、等方面存在制約產業高質量規?；l展的痛點難點問題，需要產業界共同攻克。內容內容應用豐富度待提升應用豐富度待提升：VR 內容生態聚焦于視頻、游戲、社交場景，其他領域內容涉及較少。由于制作成本高、周期長，以及本身 XR 市場規模不大，大廠仍處于觀望狀態，導致 VR 內容占比不高，例如在全球主流的游戲平臺Steam 上，VR 內容占比不到 5%；AR 內容生態尚未搭建完全，AR 內容生態尚未搭建完全，目前內容應用大多移植手機 2D 應用，難以激發消費者購買欲望。終端設備仍需終端設備仍需輕量化輕量化：受限于光學方案和電池等影響，目前終端設備仍然較為笨重，影響用戶佩戴的舒適性。VR/MR 頭顯采用的菲涅

10、爾透鏡光學方案成像距離遠、光學元件厚，目前新產品逐步采用 Pancake 方案，有助于減小成像距離；主流頭顯續航時間在 23 小時左右，屏幕、高性能芯片功耗較高，目前部分新產品通過電池后置、電池外置等方式將電池移出主機，避免影響主機重量；新發布的 Apple Vision Pro 實現手勢交互，擺脫了外置手柄的束縛。此外，目前商用頭顯設備很少具有 5G 能力，部分已發布的具有 5G 能力的頭顯基于 5G 模組開發，集成度低，需推動基于 5G 芯片的高集成度產品面世。網絡傳輸存在挑戰網絡傳輸存在挑戰：XR 業務對于網絡下行帶寬、網絡容量、確定性時延和可靠性均提出全新要求，需要研究兼顧大帶寬、低時

11、延、高可靠的連接增強技術，具體內容將在下面章節詳細展開。2.XR 業務帶給業務帶給 5G 網絡的新挑戰網絡的新挑戰2.1.XR 業務業務需求需求分析分析XR 業務形態豐富，按照對網絡帶寬、時延不同的需求程度分成高保真強交高保真強交互互、高保真弱交互高保真弱交互、低保真強交互低保真強交互、低保真弱交互低保真弱交互四類。圖 2:基于不同時延帶寬需求的 XR 業務分類XR 網絡技術體系白皮書6高保真強交互高保真強交互類類：同時對大帶寬及低時延有較高需求，典型業務包括：4K XR 在線游戲、8K 沉浸式 XR 在線游戲、多感官虛擬協作/社交/游戲。例如 4K 交互游戲需要平均速率約 50Mbps 且端

12、到端網絡時延20 ms1。高保真弱交互高保真弱交互類類：對大帶寬需求較高，典型業務包括：VR FOV 視頻、VR 巨幕影院、AR 觀影等。例如 8K FOV 視頻需要網絡帶寬大于100Mbps1低保真強交互低保真強交互類類：對低時延需求較高，典型業務包括車載 XR 業務、AR多人協作等。例如 AR 多人協助需要端到端網絡時延15 ms1。低保真弱交互低保真弱交互類類：對帶寬及時延的需求低于以上三類，典型業務包括：AR 在線購物等。2.2.面向面向 XR 業務的關鍵網絡指標業務的關鍵網絡指標隨著 XR 從現階段“虛實相連”向后續“虛實共生”演進，數據流從視聽覺到視聽觸覺擴展，圖像分辨率從 4K

13、向 8K 演進，用戶感受從半沉浸式到完全沉浸式發展，應用場景從室內向室外發展，以及隨著業務普及用戶數量增加，移動網絡將面臨速率、時延、容量、移動性等方面挑戰。2.2.1.時延時延以云渲染的數智競技/云游戲業務為例，整個業務端到端的時延為MTP時延，其中可分解為七個部分：動作捕獲時延網絡傳輸時延（上行）云側引擎更新圖像時延畫面編碼時延網絡傳輸時延（下行）頭顯終端解碼時延畫面上屏渲染顯示時延。圖 3 端到端時延分解圖理論上，為保障 XR 用戶體驗良好、不出現眩暈等癥狀，需要運動響應時延（Motion to Photons,MTP）約為 20ms，目前云渲染架構難以滿足，為降低 MTP時延的要求，通

14、過異步時間扭曲（Asynchronous Timewrp,ATW）等技術，可將時延要求放寬至 70ms 左右。根據實際測試結果，當強交互游戲 MTP 平均時延XR 網絡技術體系白皮書7在 80ms 以內、弱交互游戲平均 MTP 時延在 94ms 以內時，基本可滿足用戶體驗需求。在分段時延分析中，業務平臺渲染及編碼時延、網絡傳輸時延均有可進一步優化的空間。2.2.2.速率速率XR 業務碼率由分辨率、幀率以及編碼壓縮效率決定，業務所需網絡傳輸平均速率一般會略高于業務碼率，實際測試也證實這一現象。此外，測試發現業務到達呈現 Burst 特征，瞬時速率需求較高?？紤]時延約束及幀大小波動，10ms幀時延

15、約束下網絡下行保障帶寬約為業務碼率的 23 倍。2.2.3.容量容量3GPP 仿真中，從業務碼率和時延約束兩方面計算，100MHz 單小區可保障的 VR 業務用戶最多可達 10 個以上5。實測單載波（100MHz）下云視頻最多可容納并發 1012 個用戶并發，強交互類 VR 游戲可支持 XR 用戶并發數量小于仿真值。2.2.4.移動性移動性XR 業務對于切換時延敏感度較高，室內大空間 XR 數智競技業務，以及未來 AR 業務有著較強的移動性需求。外場測試結果顯示在部分 5G 網絡小區切換點位 MTP 時延增大，主觀體驗有花屏、卡頓等現象。2.3.當前面臨的主要問題及挑戰當前面臨的主要問題及挑戰

16、2.3.1.網業如何協同網業如何協同目前網絡對 XR 業務所產生的多模態數據流暫時無法進行業務類型或者業務特征感知，同時無法感知業務層不同數據流的重要性差異，因此僅為其提供一種類似于管道的通用會話承載連接，例如 XR 下行音視頻流都會與其他一般類型的業務共同由默認 QoS flow 流來承載，在帶寬保障、時延保障上都無法使用差異化的服務保障。XR 網絡技術體系白皮書82.3.2.連接如何增強連接如何增強基于 2.2 節中對 XR 業務的性能需求摸測，面向大帶寬高實時類業務的連接可從以下方面進行增強幀級速率幀級速率如何保障如何保障：由于 XR 游戲業務呈現瞬時到達特征，受到幀時延約束及幀峰均比影

17、響，對瞬時幀級速率遠高于平均碼率，需研究針對業務不同重要性數據流進行差異化保障的方法時延仍需優化時延仍需優化：測試得到網絡傳輸、云平臺渲染及編碼時延在 MTP 時延中占比較大，有進一步優化的空間多用戶容量多用戶容量仍待提升仍待提升：多用戶容量遠低于理論預期，需從多流協同、完整性傳輸等方面研究容量提升方案移動性仍需增強移動性仍需增強：切換時延影響 XR 業務體驗，主觀體驗有花屏、黑邊、卡頓等，需從降低切換時延、基于幀邊界觸發切換等方面優化切換時延2.3.3.用戶體驗如何評測用戶體驗如何評測音視頻業務業界已有成熟的質量評價體系，但針對 XR 業務的用戶體驗，業界尚未形成客觀、量化的評價方法。并且，

18、不同頭顯、云平臺、網絡廠家的指標統計方法存在差異，難以橫向對比。因此，迫切需要建立完善的評估標準和指標體系，定義通信網絡指標與影響業務體驗指標的映射模型和評估標準，統一 XR業務的幀級時延、速率、時延抖動等指標的指標定義、數據采集、測量上報和統計方法，用于問題定位定界。3.XR 網業端協同網業端協同技術體系技術體系3.1.網絡感知業務網絡感知業務3.1.1.基于業務特征基于業務特征識別識別XR 業務在使用基于圖像組（Group of picture，GoP）編碼或者 Slice-based編碼時，輸出的碼流分為 I 流或 P 流。I 流中包含 GOP 編碼的 I 幀和 Slice-based編

19、碼的 I 幀，P 流中包含 GOP 編碼的 P 幀、B 幀和 Slice-based 編碼的 P 幀。GOP 圖像組包含一個 I 幀及多個 P 幀和 B 幀，Slice-base 編碼包含一個 I 幀和多個 P 幀。I 流屬于基礎流，獨立編碼和解碼，即 I 流的圖像內容解碼時不依賴于其它圖像流就可以解碼。P 流屬于預測流或增強流，該流編碼需要依賴于 IXR 網絡技術體系白皮書9流或者 P 流中的前后圖像流。I 流由于單獨編碼，碼流比 P 流要大，通常 I 流單幀碼流是 P 流碼流的 1.5 倍以上。利用這個特征，可以識別出 I 流和 P 流。識別出 I 流、P 流后，可進一步統計出 I 幀、P

20、 幀的周期、大小、幀頭、幀尾等信息。該業務模型通常適用于 XR 單業務流模式，即 I 流和 P 流建立了一個 QoSFlow?；跀祿Ｊ阶R別存在準確率的挑戰，且圖像編碼需符合上述模型。3.1.2.基于數據包業務信息基于數據包業務信息識別識別數據包解析獲取業務信息可通過解析 GTP-U 報文凈荷中的 RTP 報文，依據RTP 報文中的報文類型確定是 I 幀和 P 幀，從而確定是 I 流和 P 流。解包方式可配合數據包模式識別，即在識別出 I 流和 P 流的基礎上，再進一步解析 I 流中的RTP 報文，確認 I 幀識別正確，從而準確識別幀類型，以避免解析過多的 RTP報文。當 RTP 報文加密

21、時該種方式不適用。此外，通過 DPI 技術獲取業務信息是常用的業務探測方式。DPI 技術是一種基于應用層進行數據業務特征信息檢測和控制技術。當 IP 數據包、TCP 或 UDP數據流經過核心網網關側設備，網絡設備對接入流量數據通過 DPI 技術解析數據報文，提取數據業務模型，業務流量等參數，如獲得包括但不限于：數據 Host或 URL 等頭域字段、IP 地址及端口、TCP 或 UDP 等協議類型、數據包長及上下行、DNS 信息等，進而智能分析出網絡交互中的業務種類。3.1.3.基于基于 XR 專用承載專用承載識別識別QoS Flow 是 QoS 最小區分粒度，不同 QoS flow 提供不同等

22、級的業務保障能力。XR 業務通常包含多個關聯數據流，每個數據流具有不同的 QoS 需求，XR 業務 QoS flow 建立時需要依據 QoS 特征綁定滿足要求的 5QI，基站可依據QoS flow 攜帶的 5QI 對業務類型進行識別。3GPP R17 協議定義了可承載的 XR業務的 5QI 及 QoS 默認參數如下表。XR 網絡技術體系白皮書10表 1 面向 XR 業務的 5QI 參數（摘自 TS 23.501 表 5.7.4-1）5QIValueResourceTypeDefaultPriorityLevelPacketDelayBudgetPacketErrorRateDefaultMax

23、imumData BurstVolumeDefaultAveragingWindowExample Services80Non-GBR6810 ms10-6N/AN/ALow LatencyeMBBapplications AR87Delay-critical GBR255 ms10-3500 bytes2000 msInteractiveService-Motiontracking data,882510 ms10-31125 bytes2000 msInteractiveService-Motiontracking data892515 ms10-417000bytes2000 msVis

24、ual content forcloud/edge/splitrendering902520 ms10-463000bytes2000 msVisual content forcloud/edge/splitrendering3.1.4.基于網絡切片基于網絡切片識別識別終端基于 URSP 中的 Traffic Descriptor 對各種業務進行識別感知，并使用相應的切片標志等參數向網絡發起切片會話建立請求。網絡基于終端提供的切片標志信息，為該切片會話提供包含核心網、傳輸網、無線網等各個環節的連接配置，并指示各個網元節點提供保障。該方案為 3GPP 標準化方案，技術體系完整。能夠對業務提供準確

25、的識別感知，業務識別的顆粒度多樣靈活。同時具有即時生效的保障能力，業務發起就能夠被提供傳輸服務保障，并且無線、傳輸、核心網環節均提供業務保障，可實現全流程的網業協同保障，但目前智能終端操作系統尚未形成商用化的切片能力。3.2.業務適配網絡業務適配網絡5G 網絡的無線環境以及網絡負荷不斷變化，無線信道可實際支持的帶寬也不是一成不變的。在此情況下，應用層所產生的業務速率（如媒體編碼器所輸出的編碼速率）需要與無線信道所支持的實際帶寬動態適應，以此來保障業務時延不會出現突發性的增大。傳統的“自適應”編碼所依賴的擁塞反饋機制只是在應用層的客戶端與服務器之間進行：即應用的客戶端（作為業務數據的接收端）檢測

26、到擁塞的發生或緩解，將擁塞狀態信息反饋給應用的服務器（作為業務數據的發送端），應用服務器收到信息后調整編碼速率。這種只在應用層兩端（客戶端、服務器端）進行擁塞檢測和反饋的機制，由于不能獲取通信鏈路上中間節點的擁塞信息，會造成擁XR 網絡技術體系白皮書11塞信息反饋的不及時，從而影響到應用層時延的保障。圖 4 傳統擁塞反饋機制圖 5 5G RAN 輔助的 L4S 擁塞反饋機制5G網絡輔助的L4S速率自適應技術，將IETF的L4S（Low-Latency,Low-Loss,Scalable throughput）流量控制方案與 5G 網絡相結合：5G 基站監測網絡擁塞以及無線鏈路的狀況，通過在業務

27、 IP 數據包頭中的“ECN 比特位”進行標記的方式將擁塞信息開放給應用層，觸發應用層動態調整編碼速率，從而使得應用速率不斷適配網絡狀態。相比傳統的擁塞反饋機制，5G 網絡輔助的 L4S 速率自適應，使得應用層可以及時獲取 5G 網絡擁塞狀況，可以輔助應用層更及時、高效地調整編碼速率，從而避免或降低突發時延，保障應用的用戶體驗。3.3.連接能力增強連接能力增強本章從容量增強、確定時延、移動性增強、節能維度探討連接能力增強方案。3.3.1.容量增強容量增強(1)多流協同保障多流協同保障XR 等實時多媒體業務，其數據通常具有不等重要性區分。例如 H.26x 系列的視頻壓縮方案中的分層編碼，編碼器將

28、數據編碼成數據量小、重要性高的基本層數據和數據量大、重要性低的增強層數據。接收端根據完整的基本層數據即可恢復主觀體驗可接受的視頻畫面；在基本層數據完整接收的基礎上，若還能夠接收增強層數據，主觀體驗可以得到進一步提升。因此，網絡側可以按照重要性進行分流傳輸，為不同重要性的數據流配置不同的 QoS 需求，適配相應的傳輸資源，從而提升服務質量和無線傳輸的有效性?；诰W業端協同的差異化傳輸可有效降低高可靠要求的數據量，從而減小保XR 網絡技術體系白皮書12障帶寬需求，保障用戶的基本體驗。同時，在網絡傳輸過程中，針對基本層和增強層不同傳輸需求，提供差異化的傳輸保障，保障流間同步性能，可進一步提升網絡傳輸

29、效率和提升用戶體驗。例如基本層配置高可靠性 QoS，保障基本層數據傳輸；增強層配置可靠性降低的 QoS，在保證用戶體驗的前提下，空口可容錯傳輸，提升傳輸效率。(2)幀完整性傳輸幀完整性傳輸在實際的網絡傳輸中，每個 XR 業務幀的數據將被拆分為多個數據包。視頻業務的傳輸特點是一個視頻幀包含的多個數據包屬于一個整體，一個數據包傳輸錯誤，則視頻幀可能無法正確解碼。因此，在傳輸 XR 業務的數據包時應該盡可能地保證屬于同一個幀的數據包整體成功傳輸，即保證幀“完整性”。另一方面，同一任務中的數據具有完整性需求，例如，觸覺互聯網中，遠程操作機械臂打籃球，則傳輸中，視頻、音頻、動作、觸覺、嗅覺等信息對應的多

30、個數據包之間具有依賴相關性，需要保障任務數據的“完整性”。圖 6 已傳數據比例調度示意圖3GPP 標準基于網業協同理念定義了基于 GTP-U 攜帶幀信息及關鍵幀的架構，GTP-U 包含 PDU Set QoS 信息，包括 XR 業務的幀編號、幀大小、幀尾包標識等，有助于 RAN 側實現幀完整性傳輸。3.3.2.確定性時延確定性時延(1)靈活部署降低傳輸靈活部署降低傳輸時延時延傳統網絡中，空口時延通常只占用端到端時延的一小部分，大量時延耗費在空口以外的地方，例如從核心網到業務服務器的時延等。面向體育館、大劇院等場景，當端到端時延需求較高且有一定可靠性要求時，可通過使用例如 UPF 下沉、MEC

31、技術將業務數據本地化，采用本地分流等方案降低端到端時延。XR 網絡技術體系白皮書13(2)調度優化減小空口時延調度優化減小空口時延XR 業務對時延有非常高的要求,雖然 3GPP 的 R15、R16 和 R17 版本已經引入了與 URLLC 相關的降低延遲的機制，但這些機制并不適合高吞吐量的 XR業務。研究適合 XR 業務特征的調度機制和高效資源分配機制是改善時延提升容量的關鍵。智能預調度智能預調度通過對周期業務的業務模型的學習，嘗試匹配終端側數據發送規律，對于需要保障的特定 5QI 業務，通過加窗的預調度降低終端業務數據等待發送的時間，同時提升空口帶寬的利用效率。例如基站可以通過機器學習獲得上

32、行業務的業務模型，在一定時間內開啟預調度。上行免調度上行免調度針對 XR 每個數據包的大小存在不同，以及 XR 傳輸周期和 CG 周期不匹配的問題，3GPP 在 R18 上行免調度（Configured Grant，CG）增強中圍繞單個 CG周期內支持多個 PUSCH 傳輸時機及動態取消機制開展研究，通過在同一個 CGPUSCH 中預先配置多個 PUSCH 傳輸機會，可以解決 XR 數據包大小差異以及XR 傳輸周期和 CG 周期不匹配的問題，即在數據包較小時使用較少的 PUSCH傳輸資源，在數據包較大時使用較多的 PUSCH 傳輸資源。但這又面臨數據包較小時已分配的 PUSCH 資源可能會被浪

33、費的問題，動態取消機制正是要解決此類問題，UE 可以通過 UCI 向基站通報哪些 PUSCH 資源未被使用，因此基站可以將這些未用的 PUSCH 資源重新分配給其他 UE，以提高頻譜利用效率。圖 7CG 增強示意圖 BSR 增強增強BSR 增強一方面是增強 BSR 上報精度以減少量化誤差，另一方面是上報上行緩存數據的延遲信息。3GPP 協議原定義的 BSR 表格在包大小較大時，量化誤差較大，基站方根據上報的 BSR 并不能準確地預估手機側待傳輸數據量，導致無法精準分配上行資源，BSR 增強的首要目標就是增加新的 BSR 表項以減少BSR 上報的量化誤差。其次上報上行緩存數據的延遲信息也有助于

34、XR 業務滿足其嚴格的包延遲預算。比如，在 UE 上報緩存數據大小時，可以同時上報將該數據的剩余包延遲信息，以便基站根據不同用戶的剩余延遲預算合理分配上行資源。XR 網絡技術體系白皮書14(3)幀級調度提供確定時延幀級調度提供確定時延基于精準業務識別或者核心網指示，在用戶調度時從按“包”調度增強為按“幀”調度。在調度時，除了考慮 PDU Set 的優先級外，需要在不同優先級的業務流間，在無線側基于幀時延要求進行調度。下行調度時，根據空口能力估算以及待業務幀的大小，結合各 QoS Flow 幀時延的剩余余量決定不同用戶傳輸資源。剩余幀時延余量越小，分配的資源越多，從而達到增益最大化，讓更多的 Q

35、oS Flow 滿足幀時延需求。3.3.3.移動性增強移動性增強XR 業務對數據包的傳輸時延有著嚴格的要求，一個典型的需求是在 10ms的時延預算內完成（單向）空口數據傳輸。當 XR 業務從室內逐步走向室外場景，例如車載 XR，需要研究在移動性場景中如何滿足嚴格的時延預算需求。60fps 幀率的 XR 業務平均幀到達周期為 16.67ms，在傳統的基于 L3 的小區切換技術中，中斷時延達到約 5060ms 的量級，對于 60fps 的 XR 業務，該中斷時間會導致連續 34 個幀失效，影響用戶體驗；對于未來的 90fps 和 120fps 的XR 業務來說，小區切換帶來的中斷導致更多的幀失效，

36、導致切換時刻的體驗下降明顯。(1)切換前精準控制切換前精準控制在切換場景下，需要采用延遲調度等方式對傳輸中的幀進行保障，避免其傳輸被切換打斷，造成幀時延拉長。切換控制的前提是基站能夠識別業務幀的幀頭、幀尾，待前一幀發送完成、后一陣尚未到達的幀邊界觸發切換，保證幀發送過程零中斷。當發生切換時，PDCP 收到切換信令后向 RLC 查詢幀調度結果，同時檢查用戶是否有 XR 承載；如果 RLC 到達數據沒有調完，則等待 RLC 緩沖區數據調空后，且一定時間內無新數據，通知 PDCP 調度完成，可觸發切換。(2)切換中敏捷交互切換中敏捷交互對于 XR 業務，為保障大容量的傳輸過程，需要一種小區切換技術，

37、能夠實現低中斷并維持大容量傳輸，有效支撐移動場景中的 XR 業務。L1/L2 切換技術是 3GPP Rel-18 正在標準化的一項小區切換技術（LTM，L1/L2 Triggered Mobility，L1/L2 觸發的移動性），通過切換決策下沉、同步過程前置、L2 數傳連續等技術，實現極低中斷的小區切換、切換后快速恢復高吞吐的傳輸狀態，有助于提升在移動場景中使用 XR 業務的用戶體驗XR 網絡技術體系白皮書151）切換決策下沉）切換決策下沉：終端和基站基于 L1/L2 信令進行測量結果上報及切換判決，無需遞交至 L3 進行測量報告解碼，能夠更為及時地完成切換；2）同步過程前置）同步過程前置：

38、與目標小區的下行同步過程和上行同步過程可在切換之前完成，實現免隨機接入過程的小區切換，降低了切換中斷時間。3）L2 數傳連續數傳連續：RLC 層可直接維持，不執行重建，降低了 UM 承載的數據丟包，也減少了需重傳的 AM 承載的數據，使得 L2 數據處理過程更為連續。3.3.4.節能機制節能機制當前 VR 頭顯等 XR 設備續航時間在 34 小時左右，續航是終端面臨的關鍵挑戰之一，對用戶體驗有直接影響。3GPP從R15到R18版本，已有各種節能機制幫助終端節省功耗，其中 CDRX增強可以更好的匹配周期性數據傳輸的 XR 業務（如音頻/視頻），通過活動與睡眠的交替切換來實現終端功耗的降低。3GP

39、P R17 release 之前，DRX Cycle 可配參數值為 10ms 到 10240ms 間的整數倍毫秒間隔，存在 CDRX 周期與 XR 數據包傳輸周期不匹配的問題，導致數據包延時增加。R18 中增強的 CDRX 機制可以支持小數周期的 CDRX 周期，使得 CDRX 周期可以準確地匹配任意媒體幀率匹配可以靈活匹配，獲得節能增益。3.4.端云能力協同端云能力協同渲染是指用軟件從模型生成圖像的過程，將三維場景中的模型，按照設定好的環境、燈光、材質及渲染參數，投影成數字圖像。VR 應用需要為用戶創造一個完全虛擬的環境，虛擬世界需要以高分辨率和高幀率進行渲染，以提供逼真的視覺效果和流暢的動

40、畫。由于 VR 用戶將完全沉浸在虛擬環境中，任何渲染的延遲或不流暢都可能導致運動病感或降低用戶體驗的質量。因此，VR 對渲染能力的需求較高，需要強大的計算能力來實時渲染復雜的圖形和場景，以確保用戶獲得流暢、真實的感覺。相比 VR 應用，AR 將虛擬內容疊加到現實世界中，用戶可以通過 AR 設備實時看到增強的數字信息，虛擬對象的渲染需要與真實環境進行融合，因此渲染的復雜度相對較低。根據 VR 和 AR 對渲染能力的不同需求，其協同渲染方案也有所差異。3.4.1.面向面向 VR 應用的協同渲染方案應用的協同渲染方案為滿足 VR 應用所需的高算力需求、降低端側計算負擔，一種方式是基于XR 網絡技術體

41、系白皮書165G 網絡實現端云協同渲染方案，結合 XR 設備端、5G 空口以及邊緣云計算，通過協同分離渲染的方式實現了真實逼近、身臨其境的 XR 體驗。計算任務在邊緣云服務器和 XR 終端設備之間進行分配。在 XR 終端設備一側，主要進行一些節能、低延遲的幀渲染和頭部姿態數據追蹤，而在邊緣云一側，則專注于計算密集型的運算處理和圖形渲染。最后通過 5G 網絡將兩側渲染的結果整合，以提供真正身臨其境的 XR 體驗。3.4.2.面向面向 AR 應用的分離渲染方案應用的分離渲染方案AR 更注重對現實場景的感知和交互性，如物體識別、空間定位等，仍然需要足夠的渲染能力來確保虛擬內容與真實環境的無縫融合，并

42、提供流暢的交互體驗。為處理更復雜、更逼真的圖形和場景，渲染任務可以在云端或邊緣服務器上進行，從而減輕了設備本身的功耗和復雜度，提供更高質量的渲染效果?，F階段可通過將 AR 眼鏡與 5G 終端連接，與云端進行通信來實現邊緣云-終端-AR 眼鏡的分離渲染。在這種架構中，一部分處理任務可以由 AR 眼鏡卸載到終端側進行處理，而更復雜、計算密集型的任務則由邊緣服務器負責處理。這種分布式計算模式充分利用了設備的計算能力，同時借助邊緣服務器的高性能計算資源，為用戶提供流暢、高質量的 AR 體驗。根據 5G 無線信道質量的變化，渲染任務可在遠程邊緣云計算和本地終端計算之間切換。當 5G 信號質量良好時，系統

43、可以選擇將計算任務發送到邊緣云端的渲染服務器進行處理，以實現更大規模的計算和資源優化；而當 5G 信號較弱或網絡延遲較高時，系統將計算任務轉移到終端上進行本地處理，以實現更低的延遲。這種基于信道質量的動態切換機制，可以使 AR 應用在不同網絡條件下保持穩定性，使得 AR 眼鏡用戶獲得最佳的計算資源分配和服務體驗。3.5.用戶體驗感知用戶體驗感知面向典型 XR 業務，采用基于呈現體驗質量、交互體驗質量、源質量等用戶體驗評估指標，以及網絡關鍵 KPI 綜合形成 XR 業務打分模型(VR MOS)，結合體驗滿足度定量研究，和 5G 現網體驗滿足度測試結果，形成 XR 業務體驗質量的分檔標準。3.5.

44、1.用戶體驗指標用戶體驗指標用戶體驗指標主要由呈現體驗質量、交互體驗質量和源質量組成，呈現體驗XR 網絡技術體系白皮書17質量，為描述 XR 頭顯終端呈現業務畫面的質量，以及用戶體驗業務時主觀感知或客觀統計的指標，可包括卡頓、花屏、黑邊、掉幀等指標；交互體驗質量，為描述用戶在與虛擬環境進行交互時的交互系統響應質量，如果交互系統響應迅速、精確，用戶就能夠順暢地在虛擬世界中進行探索；如果交互系統響應慢或者精度不高，用戶可能會感到不適，甚至出現暈動癥。源質量，為描述終端頭顯、內容平臺的基本性能和客觀指標，包括頭顯分辨率、刷新率、體積重量，以及內容分辨率、音視頻碼率等等指標。3.5.2.網絡關鍵網絡關

45、鍵 KPIXR業務有著幀級傳輸特征，需要重新定義面向XR沉浸體驗的網絡關鍵KPI指標，并統一指標的統計和測量的方法。網絡關鍵 KPI 可包括以下指標：幀級上行幀級上行/下行網絡傳輸時延下行網絡傳輸時延：每幀畫面在完成編碼分包后，5G 網絡接收到該幀第一個上行/下行數據包到傳輸完該幀最后一個上行/下行數據的時間差幀級上行幀級上行/下行空口傳輸時延下行空口傳輸時延：每幀畫面在完成編碼分包后，基站在接收到該幀第一個上行/下行數據包到傳輸完該幀最后一個上行/下行數據的時間差幀級上行幀級上行/下行網絡傳輸速率下行網絡傳輸速率：云平臺/終端接收到每幀畫面所有上行/下行數據包的大小總和，與幀級上行/下行網絡

46、傳輸時延的比值幀級上行幀級上行/下行可靠性下行可靠性：一定時間內網絡傳輸的上行/下行丟幀數，與所有上行/下行總幀數的比值目前，網絡傳輸側難以精準獲取數據包之間的幀級關系，需要推動業界實現網絡對業務的感知能力，并記錄每幀數據包傳輸的時間戳、包大小數量，以及誤包信息，頭顯終端、基站、核心網、業務云平臺可將統計到的幀級測量信息存儲在本地并開放相關接口，由第三方 KPI 統計平臺周期性收集相關測量數據。XR 用戶體驗指標與網絡關鍵 KPI 指標有著密不可分的聯系，需要研究和建立兩者映射模型，例如用戶體驗出現卡頓現象，映射到網絡關鍵 KPI 指標的時延和速率；花屏現象映射到網絡關鍵 KPI 指標中的可靠

47、性等，實現問題快速定位定界。XR 網絡技術體系白皮書184.XR 商業價值商業價值4.1.應用場景應用場景XR 作為下一代的新終端，可以承載各種新的應用。辦公、娛樂、社交、購物等主流應用都會因為 XR 技術產生新的體驗升級。應用場景應用場景 1：辦公。XR 技術不僅能夠提升用戶辦公效率，提供多樣化的辦公體驗，同時擴展了地理上的使用場景，可滿足未來隨時隨地的多維空間體驗訴求。在辦公應用中，基于 XR 技術在真實空間中自由排布辦公窗口組合，拓展無限的屏幕空間，實現多任務并發協同處理，比如用戶在處理辦公文檔的同時通過實時會議軟件進行信息展示與共享，大幅提升辦公效率。同時，可將辦公應用擴展至飛機、高鐵

48、等通勤場景，不受地點及空間限制，保證辦公體驗的一致性。應用場景應用場景 2：娛樂。在娛樂影音應用中，基于 XR 技術的空間拓展大幅提升了影音體驗，用戶可以通過引入多個視頻窗口，在空間中自由排布，滿足多內容同時體驗的訴求。除了在家庭的沙發上，用戶在長途旅途中帶上 XR 眼鏡就是能體驗電影院 IMAX 般沉浸式 3D 巨幕效果。用戶自己錄制的影像也將從 2D 向 3D發展，通過 XR 能夠更好的通過 3D 影像記錄和回放美好的瞬間；通過三維重建的體積視頻和虛實融合 AR 技術，用戶可以將喜歡的明星影像投影到現實世界中，比如家里和其它任何場景里，粉絲可以與喜歡的明星拍攝虛實融合視頻合影。應用場景應用

49、場景 3：沉浸式社交。用戶在 2D 時代通過互聯網分享文字，圖片與視頻進行社交。隨著 XR 設備的普及，用戶可以沉浸在不同的 3D 虛擬空間（咖啡廳、電影院）一起喝咖啡、看電影，更自然地進行互動，這是 XR 帶來前所未有三維空間新體驗。在虛擬世界里，用戶還可以擁有自己的三維虛擬形象。通過三維掃描與重建技術，用戶可以創造自身形象相似的 3D 的虛擬形象，結合數字化的服裝，形成獨特的線上身份。通過虛擬形象技術，線上虛擬社交消除了線下社交的陌生感，形成線上新社交的場景。應用場景應用場景 4：在線購物。通過 XR 三維化技術的應用可以帶來商品 360的真實展示，結合 AR 的三維交互，還可以給消費者虛

50、實融合的試穿試戴，全面提升消費者的購物體驗。目前已經有電商企業推出了 3D 沉浸場景購物、AR 試穿試戴、3D 產品展示等新功能，讓消費者能夠掌握產品 360全面的信息，與 3D 商XR 網絡技術體系白皮書19品進行實時互動，體驗到產品“近在眼前”的沉浸感。MR 終端結合實景可以構造數字化房間，虛擬“移除”房間里現有的家具，在真實房間里擺放 3D 家具模型，輕松完成室內家具裝修擺放的虛實融合體驗。4.2.XR 商業模式探討商業模式探討按照運營商提供的服務類型，XR 場景可以分為行業 2B 場景、2B2C 混合場景、個人 2C 場景，下文面向這三種場景探討相應的商業模式。4.2.1.面向行業面向

51、行業 2B 場景場景行業 2B 場景是指運營商只為行業客戶提供服務，不涉及行業客戶的用戶。其核心服務模式主要包括兩種，即網絡服務、業務平臺服務。網絡服務是為客戶的 XR 業務需求定制網絡支持。業務平臺服務是為 XR 內容提供商提供業務平臺，業務平臺提供算力、渲染、技術工具等資源和能力。網絡服務費資費模式包括收取網絡服務固定月費，或者按使用總時長收取網絡服務月費。業務平臺服務資費模式可以考慮按用戶使用平臺資源和能力情況按月收取平臺能力租賃費。4.2.2.2B2C 混合場景混合場景行業 2B2C 場景是指主要面向 XR 服務商指定的個人客戶提供定向流量和網絡保障，以保障目標客戶的網絡體驗。根據用戶

52、占用網絡資源情況，收取網絡保障服務費?？梢钥紤]按個人客戶數量或者按網絡使用總時長計費，在按照個人客戶數量收取網絡保障服務費的方案中，計費方式可以為個人用戶單價結合當月XR 實際使用個人總人數收??；在按照網絡保障總時長收取網絡保障服務費的方案中，按照時長單價結合當月網絡保障總時長計費4.2.3.面向個人面向個人 2C 場景場景個人 2C 場景是指運營商直接為個人客戶使用 XR 提供網絡保障服務，或者向個人用戶直接提供 XR 應用服務。XR 網絡保障服務是指個人客戶使用 XR 應用時，運營商為個人客戶提供帶寬、時延等保障服務；XR 應用服務是運營商直接面向個人消費者提供 XR 應用內容服務。提供網

53、絡保障服務資費模式是運營商提供網絡保障服務包，滿足消費者短期XR 網絡技術體系白皮書20或者靈活使用需求，網絡保障服務包根據時長收費，可包含定向流量費用，如通過 XR 業務加速包提供不同時長的網絡保障服務包；XR 應用服務資費模式針對選擇 XR 應用服務的個人用戶，以時長作為基本計費單位，同時提供內容、清晰度等疊加權益計費，可考慮減免流量費用。5.總結與展望總結與展望本報告分析了 XR 業務對 5G 網絡在帶寬、時延、移動性等方面的需求，并針對實際測試發現的有待增強的方面，探討了在網絡感知業務、業務適配網絡、連接能力增強、渲染能力協同、用戶體驗感知等方面的關鍵技術方案，以構建融通網、業、云、端

54、的 XR 技術體系，達成產業一致，并聯合產業推進產品實現與技術成熟，以 5G 網絡極致性能保障新業務新應用規模發展，推動 5G 從網絡領先發展到商業領先。展望未來，中國移動將聯合產業合作伙伴持續開展面向 XR 業務的網業端協同技術創新、產品創新及應用創新，以加速 XR 業務的快速規?；瘧?，為用戶提供隨時隨地的沉浸式體驗，為數字經濟發展注入新活力。XR 網絡技術體系白皮書21參考文獻參考文獻1 中國移動通信研究院，“5G 云 XR 端到端能力需求研究報告”，2020 年2 中國移動通信研究院，“5G 云 XR 云網架構與解決方案研究報告”，2020 年3 IETF RFC 9330:Low L

55、atency,Low Loss,Scalable Throughput(L4S)InternetService:Architecture.4 3GPPTR 26.928:“Extended Reality(XR)in 5G”5 3GPPTR 38.838:“Study on XR(Extended Reality)Evaluations for NR”6 3GPPTS 23.501:“System architecture for the 5G System(5GS)”縮略語縮略語縮略語縮略語全稱全稱中文釋義中文釋義XRExtended Reality擴展現實VRVirtual Reality

56、虛擬現實ARAugmented Reality增強現實MRMixed Reality混合現實AIArtificial Intelligence人工智能FOVField of View視場角MTPMotion to Photons運動響應時延KPIKey Performance Indicator關鍵性能指標GoPGroup of picture圖像組P framepredictive-frame前向預測編碼幀B framebi-directional interpolated prediction frame雙向預測內插編碼幀I frameintra picture幀內編碼幀GTPGPRS T

57、unneling ProtocolGPRS隧道協議RTPReal-time Transport Protocol實時傳輸協議PDUProtocol Data Unit協議數據單元DPIDeep Packet Inspection深度包檢測技術TCPTransmission Control Protocol傳輸控制協議UDPUser Datagram Protocol用戶數據報協議URLUniform Resource Locator統一資源定位器DNSDomain Name Syste域名系統XR 網絡技術體系白皮書22縮略語縮略語全稱全稱中文釋義中文釋義QoSQuality of Servi

58、ce服務質量5QI5G QoS Identifier5G服務質量指示URSPUE Route Selection Policy路由選擇策略IETFThe Internet Engineering Task Force國際互聯網工程任務組L4SLow-Latency,Low-Loss,Scalable throughput低時延低丟包的穩定傳輸ECNExplicit Congestion Notification顯式擁塞指示RTTRound-Trip Time往返時間RANRadio Access Network無線接入網URLLCUltra-Reliable Low-Latency Commu

59、nications低時延高可靠通信CGConfigured Grant上行免調度PUSCHPhysical Uplink Shared Channel上行共享信道UCIUplink Control Information上行控制信息UEUser Equipment用戶終端BSRBuffer Status Report上行資源申請FPSFrame Per Second畫面每秒傳輸幀數PDCPPacket Data Convergence Protocol分組數據匯聚協議RLCRadio Link Control無線鏈路層控制協議LTML1/L2 Triggered MobilityL1/L2觸發的移動性UMUnacknowledged Mode非確認模式AMAcknowledged Mode確認模式DRXDiscontinuous Reception非連續接收CDRXConnected-mode Discontinuous Reception連接模式不連續接收MOSMean Opinion Score平均主觀意見分IMAXImage Maximum巨幕電影2B2CTo Business To Consumer面向企業，面向個人