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5G网络助力XR(七)-@面向移动VR的5G C-RAN资源调度与优化-杨军超博士

2021-05-14

1.   引言

在5G 众多应用场景中,移动AR/VR被认为是5G 的第一波杀手级应用,受到学术界与工业界的广泛关注。特别是2020年以来,全球遭遇新冠肺炎疫情的严重冲击,极大激发了包括虚拟现实产业在内的非接触式经济发展。随着5G时代来临,虚拟现实与实体经济将在更广范围、更深程度、更高水平上实现融合,加快实体经济数字化、网络化、智能化升级。

C-RAN(Centralized, Cooperative, Cloud and clean RAN)的基本定义是:基于分布式拉远基站,云接入网C-RAN将所有、或部分的基带处理资源进行集中、形成一个基带资源池并对其进行统一管理与动态分配,在提升资源利用率、降低能耗的同时,通过对协作化技术的有效支持而提升网络性能。尤其是针对5G高频段、大带宽、多天线、海量连接和低时延等需求,通过引入集中和分布单元CU/DU(Centralized Unit/ Distributed Unit)的功能重构及下一代前传网络接口NGFI(Next-generation Fronthaul Interface)前传架构。5G C-RAN在无线资源虚拟化中引入NFV(NetworkFunction Virtualization,网络功能虚拟化)和SDN(SoftwareDefined Network,软件定义网络)。图1为5G C-RAN网络典型架构示意图。

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图1  5G C-RAN典型架构示意图

2.   基于C-RAN资源调度与优化的移动VR

灵活的无线资源管理为移动VR的实施提供了基础的条件。在5G中,引入切片(slicing)技术。端到端网络切片基于统一的物理网络设施提供多个逻辑网络服务,以实现业务快速上线与灵活扩容,助力新业务拓展。网络切片既能提供传统的MBB基础通信服务,也能满足垂直行业差异化的数据传输需求,同时也可以支撑差异化的网络应用相关服务。因此可以通过网络切片对移动VR应用进行相应的资源配置。

将C-RAN范围内用户兴趣度高的VR内容缓存,有以下几个优势1)计算资源和存储资源更靠近用户,其通信时延可以被显著减少。2)可以通过高效的缓存策略将内容缓存到C-RAN,提高存储资源利用率。因此,基于C-RAN的与Cache结合的资源分配及优化将是未来解决移动VR众多挑战的一个重要思路。

此外,考虑多用户场景,即使观看同一个移动VR,由于用户状态不同所需的画面也不完全相同,无法像普通视频直接采用多播的传输方式来提升频谱效率。利用单播的传输方式会造成很大的带宽资源浪费,用户通过头显仅观看部分的VR视频内容,而其它在用户视点之外的视频内容则同样需要消耗大量的带宽资源。可通过对C-RAN资源进行调度与优化,实现多用户场景中资源利用最大化,提升移动VR的用户体验。

3.   结束语

5G网络环境下高质量、高效率、低延迟保障的移动VR智能化传输是需要解决的核心问题。5G 具有“高带宽、低时延、广连接”等特点,为移动VR的实施提供了基本条件。针对移动VR的应用特点,可对C-RAN进行相应的资源调度与优化,以实现高质量的移动VR体验。相信随着5G网络的不断深入实施,移动VR将在不久的将来得到广泛的应用。