專欄文章

AR/VR是近幾年5G討論度最高的應用之一，在5G相關的各大展覽皆能看到各式各樣的AR/VR應用，本篇主要將介紹3GPP於Rel.15發展的新的無線介面(NR)於AR/VR應用的探討。

    隨著5G在世界各地落地，各種新興應用也隨之興起，其中最受消費者吸引的應用之一即為AR/VR應用。一般對於5G的印象不外乎是傳輸速度快，以及傳輸延遲低，至於以無線方式傳輸AR/VR內容需要達到多快的速度，以及多低的延遲，接下來將一一說明。

    首先在傳輸頻寬的部分，由於視訊編碼、資料壓縮等等技術的進步，難以得出一個確定的值，若考慮VR直播/廣播，典型的Basic 360 VR / HD 360 VR / Retinal VR的傳輸頻寬分別為2.5 - 25 Mbps / 10 - 80 Mbps / 15 - 150 Mbps ^[註1]。這將會是單一用戶所需的傳輸頻寬，需注意在一般蜂巢式系統下，若細胞內有多個用戶，基地台的總傳輸頻寬將需被分配，加上無線傳輸通道好壞的變數，在目前網路下要維持所有用戶在100Mbps傳輸速度仍是相當具挑戰的。

    在延遲的部分，在VR中一般會談到動顯延遲(Motion to Photon (MTP) latency)，動顯延遲指的是當使用者戴VR頭盔並進行移動(如：頭部轉動)到VR的視角畫面跟上所需的時間，而這個延遲時間一般建議需小於20ms，以避免使用者感到暈眩不適。然而若將VR應用在無線傳輸上，這個動顯延遲需考慮端到端的延遲，包括了感測器的採樣延遲、畫面影像處理的延遲、網路傳輸以及畫面顯示的延遲，因此網路端的延遲最好需控制的更低。

    一般預期3GPP於Rel.15制定的NR介面能支援AR/VR應用，而3GPP RAN也針對此做了初步的模擬分析，並決議了相關的模擬條件及參數，如表所示。而根據[2]中納入的模擬結果顯示在某些模擬條件及參數下Rel.15 NR是能夠滿足AR/VR應用需求的指標。

表、AR/VR use case assumptions in ^[2]

 本篇中主要針對一般傳輸AR/VR資料需求進行探討，根據不同的AR/VR應用延遲指標也可能需更低，傳輸資料型態也將不盡相同，3GPP目前也僅做了初步的探討，因此3GPP也預計於Rel.17版本中進行更深入的探討。

※註1： Basic 360 VR / HD 360 VR / Retinal VR分別對應4k/8k/16k解析度, up to 60fps frame rate ^[1]

參考資料

[1] 3GPP TS 26.925 (Rel.16) 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Typical traffic characteristics of media services on 3GPP networks

[2] 3GPP TS 38.824 (Rel.16) 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Study on physical layer enhancements for NR ultra-reliable and low latency case (URLLC)

[3] 3GPP TS 36.928 (Rel.16) 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Extended Reality (XR) in 5G

[4] Mangiante, Simone & Klas, Guenter & Navon, Amit & Zhuang, Guanhua & Ran, Ju & Silva, Marco. (2017). VR is on the Edge: How to Deliver 360° Videos in Mobile Networks. 30-35.

[5] Elbamby, M., Perfecto, C., Bennis, M., & Doppler, K. (2018). Toward Low-Latency and Ultra-Reliable Virtual RealityIEEE Network, 32(2), 78–84.