5G 网络中 XR 业务介绍与容量分析
内容提要
XR是融合了VR和AR技术的数字体验平台，通过计算机图形学、感知技术和人机交互技术，将虚拟信息与现实场景相融合。随着5G网络的发展，XR成为潜力巨大的媒体应用，应用场景包括虚拟工厂、远程办公、互动健身等。为了保障XR业务在5G网络中的传输性能，需要研究XR业务的特点，并通过仿真评估5G网络中XR业务的性能。XR业务对网络的要求包括高吞吐量、低时延和高可靠性。通过仿真评估，可以得出在密集城区场景下，5G网络对XR业务的容量和时延的影响。
延伸解读
XR业务对5G网络的核心挑战
XR业务要求高吞吐量、低时延和高可靠性，这给5G网络带来了严峻挑战。仿真显示，在密集城区场景下，对于平均速率30 Mbit/s的AR/VR单流业务，5G小区仅能支持约6.3个满意用户；若速率提升至45 Mbit/s，满意用户数则小于2。这表明现有5G网络在支持高质量XR业务时容量非常有限，难以满足大规模商用需求。
单流与多流模型的性能差异
XR业务模型分为单流和多流两种方案。单流模型将高分辨率视频编码为单一数据流，数据处理灵活性低，对网络和终端要求高。多流模型则将视频编码为多个流，提高灵活性。仿真结果显示，在双流模型中，I帧占比增大（α从1.5增至2）时，小区容量从6.3略微下降至6.1，且α对时延影响较小。这表明多流模型在容量上略有优势，但差异不大。
时延分布与用户数关系
仿真结果揭示了时延与用户数的密切关系。对于CG业务（8 Mbit/s），用户时延集中在5 ms以内；但随着用户数增加，时延逐渐变大。对于AR/VR业务（30 Mbit/s），当用户数低于6时，超过90%的数据包时延可控制在10 ms以内；而当速率提升至45 Mbit/s时，若用户数超过2，则超过10%的数据包时延会达到几十甚至几百毫秒，严重影响体验。
网络升级的必要性与方向
仿真表明，在R17之前的5G网络中，支持30/45 Mbit/s的AR/VR业务时，单小区可容纳的满意用户数很少。若不进行技术升级，直接引入大量XR终端将难以保障用户体验，并可能导致网络拥塞。因此，3GPP R18正针对XR业务感知能力、降低功耗和提升容量等方面开展研究，以增强5G网络对XR业务的支持能力。
Q&A
XR技术如何融合虚拟现实和增强现实？
XR通过计算机图形学、感知技术和人机交互技术，将虚拟信息与现实场景相融合，创造沉浸式体验。
5G网络对XR业务的主要要求是什么？
XR业务对5G网络的要求包括高吞吐量、低时延和高可靠性。
XR的应用场景有哪些？
XR的应用场景包括虚拟工厂、远程办公、互动健身、沉浸式教育和云游戏等。
XR业务模型分为哪两种方案？
XR业务模型分为单流和多流两种方案。
如何评估5G网络中XR业务的性能？
通过仿真评估XR业务的性能，分析用户满意度和系统容量。
5G网络在支持XR业务时面临哪些挑战？
5G网络在支持XR业务时面临用户体验保障和网络资源拥塞的挑战。
