11.0K-6G沉浸式通信场景需求与关键技术研究白皮书（中文）_76页_4mb

报告摘要

6G沉浸式通信场景需求与关键技术研究白皮书总结

核心内容概述

6G沉浸式通信作为下一代通信的重要应用场景，融合了扩展现实（XR）、全息通信和远程多感官互联等技术，旨在为用户提供高逼真度、强交互性、智能化的沉浸式体验。该白皮书系统分析了沉浸式通信的应用场景、技术需求、标准化进展及产业发展现状，为6G网络的演进和相关技术研究提供了重要参考。

主要应用场景

沉浸式XR
- 包括VR、AR、MR等技术，是连接元宇宙的重要桥梁。
- 应用于工业制造、智慧城市、医疗健康、数据中心等场景，实现远程控制、实时虚拟现实等应用。
- 业务场景包括VR设计生产、AR辅助装配、XR娱乐（如虚拟演唱会、体育赛事）和XR教育（如虚拟课堂、历史重现）。
全息通信
- 通过采集人、物和环境的数据信息，实现三维空间的实时交互，构建人-机-物-境协同发展的新通信方式。
- 应用于教育、医疗、工业、文化娱乐等领域，支持远程手术、工业远程管控、全息会议等。
- 未来将借助太赫兹通信和可见光通信，实现用户体验速率高达100Gbit/s，移动性突破1000公里/小时。
远程多感官互联
- 利用声音、图像、触觉、味觉、嗅觉等多感官交互技术，实现更真实、自然的远程交互体验。
- 应用于智能驾驶、健康医疗、教育、娱乐等领域，通过多感官信息同步，提升用户交互体验。
- 依赖6G的高带宽、低时延和高可靠性，实现触觉反馈、感官同步等关键功能。

技术需求

1. 超高带宽/极高数据速率及低时延高可靠

极高数据速率：支持高清、3D、6D视频内容传输，如VR8K视频需1Gbit/s，VR业务可高达10Gbit/s，医疗数据甚至达到50Gbit/s。
低时延：VR业务的MTP（Motion-To-Photon）要求为7~15ms，云/边缘/分割渲染要求为5ms。音频和视频的端到端时延需控制在毫秒级，ITU-R目标为0.1~1ms。
高可靠：对沉浸式业务的传包率要求达到99.99%以上，需降低误包率（PER）至 $10^{-6}$ 以下。

2. 多维多模态

沉浸式业务涉及多个维度的信息，包括时间、空间、运动方向等。
各种媒体流（音、视频、触觉等）需保持严格同步，同步阈值为 $(-200\mathrm{ms}, +100\mathrm{ms})$。
需支持多模态传输和协同控制，以满足不同业务流的QoS需求。

3. 业务特征动态变化及协作控制

XR业务具有动态变化的业务数据特性，如可变数据速率、数据包大小等。
需要网络具备动态感知和适配能力，支持多流协同和业务特征实时反馈。
应用层采用FEC编码，提高传输可靠性，减少重传，降低时延。

4. 安全性

沉浸式通信传输涉及用户生物特征、行为数据等敏感信息，需保障数据隐私和安全。
需建立终端设备、网络接入、网络域等多层面的安全机制。
6G需提供更全面、可靠的安全防护，以应对多模态数据交互带来的安全挑战。

5. 绿色低碳

沉浸式终端设备如VR/AR设备能耗高，需通过节能技术降低终端发热和电池消耗。
6G网络需支持绿色可持续发展，通过智简架构、协议优化、动态关断等技术降低能耗。

关键技术

沉浸式终端相关技术：包括XR整机、模组、关键元器件，支持多感官交互和高沉浸体验。
媒体处理技术：支持多维多模态内容的采集、处理和同步，提升交互质量。
编解码技术：如H.266/VVC、AVS3、AVS6DoF等，实现高效视频压缩和高质量内容传输。
业务保障和网络传输技术：支持多模态协同传输、QoS动态调整、端边协同等，满足沉浸式业务对低时延、高可靠和高带宽的需求。

标准化进展

国际标准化进展

3GPP：研究XR业务模型、编解码、协议等，发布了多个相关标准，如TS 22.261、TS 22.263、TR 22.847等。
ITU：制定H.266、H.430系列、BT.2123-0、BT.2420-0等标准，推动沉浸式通信的国际标准化。
ISO/IEC MPEG：制定沉浸式媒体的编码、传输、交互等标准，如ISO/IEC23090系列和ISO/IEC23005系列。
IEEE：发布VR/AR设备分类、沉浸式音频/视频编码、元宇宙接口等标准，推动沉浸式通信的标准化和互操作性。

国内标准化进展

国家广播电视总局：发布《5G高新视频—沉浸式视频技术白皮书》及三项行业标准，推动沉浸式视频行业应用。
CCSA：成立多个工作组，推动XR、云游戏、多模态业务等标准制定。
AVS工作组：制定AVS3和AVS6DoF等标准，支持8K视频和六自由度沉浸视频传输。

国内政策支持

虚拟现实与行业应用融合发展行动计划（2022—2026年）：提出2026年虚拟现实产业规模超3500亿元，终端销量超2500万台。
“信号升格”专项行动：支持5G与XR、虚拟交互等技术融合，推动沉浸式文旅体验。
“5G+智慧旅游”应用试点项目：促进XR技术在旅游场景中的应用，如智慧导览、VR/AR沉浸体验。
银发经济政策：鼓励利用XR技术为老年人提供高质量服务。
教育领域：推动“虚拟仿真课堂”等沉浸式教学方式，提升学习体验。

国外政策与产业布局

美国：通过《2022年芯片与科学法案》支持XR技术发展，提出《美国劳动力沉浸技术法案》推动教育和培训。
欧盟：通过《数字市场法》和《数字服务法》加强数字监管，同时《人工智能法案》对元宇宙持保守态度。
韩国：制定《元宇宙新产业领先战略》，投资5560亿韩元推动产业发展，建立“元宇宙首尔平台”。
日本：成立“元宇宙推进协议会”，推动元宇宙在生活和商务中的普及，通过《不正当竞争修正法》保护知识产权。

产业化进展和发展趋势

XR产业链涵盖硬件、软件、内容、应用和传输网络等多个环节。
未来将实现云、边、端的三方协作，推动沉浸式业务内容上云、渲染上云，实现轻量化、智能化、低碳化。
6G将通过异构网络融合、移动算力网络、边缘计算等技术，提升网络性能，满足沉浸式业务对高带宽、低时延、高可靠的需求。

总结与展望

6G沉浸式通信将推动XR、全息通信和多感官互联等技术的广泛应用，提升用户交互体验，促进多行业数字化转型。未来，6G将在速率、容量、交互、算力、感知、安全和时延等方面全面优化，为沉浸式通信提供更加稳定、高效的网络环境。国际和国内标准组织正在积极推动相关技术标准化，政策支持也在不断加强，沉浸式通信已成为6G发展的重要方向，将对社会、经济和科技产生深远影响。

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