带你读《6G需求与愿景》第三章6G 设计思路与愿景3.2 6G 业务愿景 （一）

“4G改变生活，5G 改变社会”，随着5G 应用的逐步渗透、科学技术的新突破、新技术与通信技术的深度融合等，6G必将衍生出更高层次的新需求，产生全新的应用场景。

3.2.1   全息类业务

全息（Holography）技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体光波波前的一种技术，该技术可以让从物体发射的衍射光被重现，其位置和大小同之前一样，而且从不同的位置观测物体，其显示也会变化，这种技术被广泛地应用于三维光学成像。全息投影是一种无须佩戴眼镜即可看到立体虚拟影像的 3D 技术。

全息类通信（HolograghyTypeCommunication，HTC）是以交互方式将全息图像从一个或多个信源传输到一个或多个信宿（目标节点）。可以展望，6G时代的媒体交互形式将从现在的以平面多媒体为主，发展为以高保真VR/AR交互甚至以全息信息交互为主。高保真 VR/AR将普遍存在，而全息信息交互也可以随时随地进行，从而人们可以在任何时间和任何地点享受完全沉浸式的全息交互体验，这一业务类型称为“全息类业务”。典型的全息类业务有全息视频通信、全息视频会议、全息课堂、远程全息手术等。

全息类业务需要极高的带宽和极低的时延，对通信网络提出了高要求，下面分析全息类业务的特点和对网络的需求。

（1）带宽需求

基于不同 3D全息应用所使用的特定数据格式，针对是肉眼感知还是通过头戴显示器（HeadMountedDisplay，HMD）辅助显示，全息通信的带宽要求会有所不同，包括从入门级点云传输的数十兆比特每秒，到高度沉浸式 VR/AR和光场 3D场景的吉比特每秒，再到进一步达到正常人体尺寸的真全息图像传输的太比特每秒等。

以一个全息图像传输业务为例，在像素间距为 0.414μm的情况下，显示一个10cm×10cm大小的物体，需要 5.8×10¹⁰个像素。如果刷新率为 30帧/s，每个像素的位深度采用 8bit量化，则经过全息视频编码压缩后所需的数据传输速率为

437.5Gbit/s，而未经全息视频编码压缩所需的数据传输速率约为14Tbit/s，若需要传输正常人体尺寸的真全息图像，则需更高的带宽。

（2）时延需求

超低时延对于真正的全息沉浸式应用至关重要，无论是通过肉眼还是通过HMD，当物体移动时，时延会造成全息画面出现偏移，使之不在它原本应该出现的位置。假设一个人从转头开始到画面绘制在新的位置上花了较长的时间，画面就会偏移很远，造成全息图像的抖动或者拖影，严重时会造成全息图像的变形。一般来说，大于 20ms的时延对于 VR/AR来说是不可接受的，5～7ms是一个理想的临界值。而对于具有更多数据和信息要求的全息交互通信而言，对时延的要求更加苛刻，达到亚毫秒级的要求。

（3）同步需求

为了支持多方全息通信或多主从控制，具有不同地理位置的多条传输路径或数据流应以有限的到达时间差进行同步，不同路径传输图像的不同步，将造成全息图像的扭曲变形、交互的时延和抖动以及景深的不匹配等，从而造成用户眩晕等不好的体验。对于 VR/AR，一般需要十几或几十路传输数据流的同步；而对于真正的全息交互，通常要求数百条传输数据流在毫秒级别进行同步。

（4）计算能力需求

基于全息图像的显示通常需要很高的计算能力才能在计算机生成全息图

（Computer-GeneratedHologram，CGH）之前合成、渲染或重建 3D图像。全息通信对算力的高要求和对时延的极低要求需要靠近3D数据接收终端的边缘计算技术来支持。

（5）安全性与可靠性需求

对于未来的许多 6G全息类应用，如远程全息手术等，应保证完全的安全性和可靠性。以远程手术为例，除了手术操作的精确性和敏感性要求外，任何网络中断的处理、攻击者可能的介入、通信过程中的任何丢包或干扰问题等都会影响到手术的成功，从而影响到人类的生命安全，因此对于网络的安全和可靠性有更高的要求。

对比5GVR/AR业务和 6G全息类业务对网络的需求指标，见表 3-1。

表 3-15GVR/AR业务和 6G全息类业务对网络的需求指标