第五代移动通信技术对虚拟现实技术的影响分析

韦皓仁

（广东邮电职业技术学院,广东 广州 510630）

虚拟现实技术的使用和发展在我国依然受一些现实因素的影响，导致了该技术产品无法深入到产业发展中去，仅仅是在一些经济产业中得到了浅显应用，无法全面发挥虚拟现实技术的优势。随着我国第五代移动通信技术的研发和投入使用，其也对虚拟现实技术的发展产生了重大影响，为新时期虚拟现实技术的推广与普及提供了通信技术支持，为虚拟现实技术产品的研发提供了技术保障，这对于新时期虚拟现实技术的发展有着重要意义。

1 第五代移动通信技术以及虚拟现实技术概述

第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology，简称“5G技术”），是新时期基于第四代通信技术研发出的具有高速率、低时延以及大连接技术特点的新一代宽带移动通信技术。第五代移动通信技术作为新时期通信技术发展的最新成果，其不仅能够满足人与人之间的通信需求，还能够实现人与物、物与物之间的通信交流，为虚拟现实技术、超高清视频技术的发展奠定了坚实的通信基础，为移动医疗、车联网、智能家居、工业自动化控制、环境远程监控的技术体系的实现提供通信技术保障。尤其是在网络技术、数字化技术以及智能化技术的发展变革中，更是起到了重要作用，成为国家发展、社会经济变革的重要基础。相较于第四代移动通信技术，第五代移动通信技术的性能更加优越，从通信过程中流量的峰值速率来说，第五代移动通信技术的峰值速率能够达到10～20 Gbit/s，完全能够满足高清视频以及虚拟现实等技术的大数据量传输需求，从根本上解决了当前技术发展中所面临的数据流量传输问题。从网络接口的时延角度来说，第五代移动通信技术空中接口的时延低至1 ms，能够为新时期汽车产业的自动驾驶实现以及医疗卫生产业的远程医疗服务应用等提供低时延的移动宽带通信保障。第五代移动通信技术的频谱效率相较于TLE的频谱效率提升了3倍以上，这对于我国通信技术产业的发展有着重要意义。并且第五代移动通信技术的流量密度高达10 Mbps/m2以上，移动性支持500 km/h的高速移动。

虚拟现实技术是基于虚拟世界体验的计算机技术种类之一，属于计算机仿真系统。其以计算机为载体进行虚拟环境的生成，然后以多源信息融合的三维动态视景和实体行为，完成计算机系统仿真，并能够给予用户真实的视觉体验[1]。虚拟现实技术是涉及人体主观感知的现代技术体系，其仿真系统为多种技术的结合，包括基础计算机图形技术、人机接口技术、多媒体技术等，并以传感技术、网络技术等作为延伸。虚拟现实技术在实际运用中，是以环境模拟与人体主观感知的互动来完成的，不仅关系到了人体的视觉感知，还涉及了听觉、触觉以及运动等主观行为的感知，并且随着虚拟现实技术的逐渐完善，对于嗅觉和味觉的感官行为应用也逐渐深入，逐渐形成了多感知技术系统。虚拟现实技术的特征体现主要集中在其系统的多感知性、存在感、交互性以及自主性，使用户能够在虚拟环境中感受真实的环境，甚至在一定程度上能够达到让用户难以辨别真假的程度[2]。同时，用户在虚拟环境中也能够对环境进行操作和交互处理，得到虚拟环境的反馈，并能够保证虚拟环境中的物体与现实世界物体的运动定律保持一致，也可以根据需求进行模拟。

2 第五代移动通信技术特征分析

随着第五代移动通信技术研发和转化的不断深入，其应用也愈加广泛，涉及工业生产、车联网自动驾驶、能源技术、教育、医疗、文旅、智慧城市建设、信息消费以及金融等领域。除此之外，第五代移动通信技术特征体现也更加明显，主要包含以下几个方面。

（1）数据速率特点。在移动通信技术中，决定系统通信性能的关键因素是数据的传输效率，尤其是随着当代社会经济的不断发展，传输数据包越来越大，这对通信技术的数据传输速率有了更高的要求。尤其是在高清视频数据或者虚拟现实环境数据的传输与使用中，由于两者的数据库体量极大，需要高数据传输速率的通信技术来提供高数据速率传输服务通道。第五代移动通信技术的数据传输速率远远高于传统的蜂窝网络数据传输速率，其最高数据传输速率能够达到20 Gbit/s以上，比传统的有线互联网数据传输速率更高，是第四代移动通信技术数据传输速率的百倍以上。

（2）数据时延特点。数据时延是网络通信中影响通信效果和系统反馈效率的关键因素，数据时延越低，系统的响应速度也就越快。在现代网络技术发展中，不论是汽车产业的自动驾驶功能还是医疗卫生产业的远程医疗服务，对于网络数据的时延要求都非常严格。第四代移动通信技术的时延为30～70 ms，而第五代移动通信技术的网络时延能够低于1 ms，这对于当前低时延要求的产业体系通信技术使用有着重要意义。

（3）能源节约特点。加快形成能源节约型社会是当前我国社会发展的重要方向，更是推动我国可持续发展战略落实的重要基础。相较于传统蜂窝网络技术或者第四代移动通信技术，第五代移动通信技术的能源损耗更低，这对于我国网络通信技术产业的持续发展有着重要意义，能够全面降低网络通信过程中的能源损耗，实现网络通信技术产业的绿色发展。

（4）成本降低特点。成本控制是当前无线网络运营管理的重要环节，也是关系到网络运营企业经济效益的关键所在[3]。在第五代移动通信技术发展中，其成本相较于传统无线通信技术体系得到了明显降低，不论是在无线通信服务还是在办公企业的网络服务中，第五代移动通信技术的网络通信不仅速度更快，成本投入也更低，这对于新时期网络技术的发展与革新有着重要意义。

（5）系统容量特点。现代社会产业发展过程的网络技术应用中，网络数据包的数据量越来越大，因而对无线通信系统的数据容量要求越来越高。第五代移动通信技术的重要特点之一就是系统容量更大，能够实现对大容量系统数据包的储存与传输，全面满足了新时期现代产业信息化建设中对于通信网络系统容量的要求。

（6）设备连接特点。物联网技术发展中对设备之间连接的要求日益严格，尤其是智能技术发展中对于人与设备之间的交互更加关注。第五代移动通信技术能够全面满足设备连接的实际需求，实现设备与设备、人与设备之间的高度互联，以此为物联网技术和智能技术的发展提供无线通信技术的支持与保障。

3 第五代移动通信技术发展背景下虚拟现实技术面临的挑战

虚拟现实技术在当前发展中主要以单机形式存在，在实际应用中受到各种因素的限制，使得我国虚拟现实技术的发展和应用受阻。随着第五代移动通信技术的发展与应用，虚拟现实技术在得到诸多发展机遇的同时，也面临着巨大的挑战，需要全面升级虚拟现实技术的发展模式。第五代移动通信技术发展背景下虚拟现实技术所面临的挑战主要包含以下两个方面。

（1）第五代移动通信技术发展背景下虚拟现实技术产品应用场景普及的挑战。虚拟现实技术作为一项综合性技术，其产业链较长，实际应用中涉及的产业技术领域较多，并且多数依托于无线网络通信技术。随着第五代移动通信技术的发展与应用，在虚拟现实技术产品的研发中，更加追求其性能参数，对于跨产业链条的思考严重不足，无法针对特定的应用场景保证虚拟现实技术的应用性技术断点进行研究与识别，这就导致了当前虚拟现实技术发展中面临着单点突破所带来的研发效能问题，不利于新时期虚拟现实技术的发展[4]。

（2）第五代移动通信技术发展背景下虚拟现实技术中对于端、管、云的协同集约产业形态所面临的挑战。当前阶段我国虚拟现实技术的应用和发展中，不同企业均以自身的风格为主，行业之间对于虚拟现实技术应用的信息流通不畅。利用第五代移动通信技术进行虚拟现实产业发展技术平台的搭建就成了当前其技术发展面临的重要挑战，也成了我国移动通信技术产业发展中虚拟现实产品差异化、特色化发展的关键所在。

4 第五代移动通信技术对虚拟现实技术的影响分析

第五代移动通信技术的发展与广泛应用，能够全面提升虚拟现实技术及其产品的用户体验。在虚拟现实技术产品的研发中，应用第五代移动通信技术能够降低其内容获取的难度，并且实现对终端设备价格方面的调控，以此实现对虚拟现实技术产品价格的控制，进而推动虚拟现实技术的产业级、网联式、规模性、差异化发展与转变。因此，第五代移动通信技术的发展对虚拟现实技术也产生了巨大影响。

4.1 对用户体验的影响

随着第五代移动通信技术的逐渐普及，虚拟现实技术产品得到了更加高效的无线通信技术支持，能够实现虚拟现实技术内容的实时上传，并在云服务器进行内容的渲染，以此实现了对传统虚拟现实技术产品界定的突破。通过对第五代移动通信技术的应用，能够由传统虚拟现实产品单一的终端设备向着终端机加云服务器的联合模式转变。其中，在云服务器中的虚拟现实产品渲染，就是在虚拟现实产品制作中的图形渲染环节由云服务器完成，以此实现对终端设备负载的降低，实现虚拟现实产品的轻量化发展，并且提升用户体验，促进虚拟现实终端的无绳化、移动化发展。在虚拟现实技术的发展中，一般将用户体验分为四个层次，要想提升用户体验，就需要不断提升虚拟现实终端产品的运行效率。同时，虚拟现实环境的画面品质也是影响用户体验的直接因素，要想提升虚拟现实环境的画面质量，就需要注重对分辨率、刷新率的调整，这就需要设备的带宽超过百兆。第五代移动通信技术的带宽能力是第四代移动通信技术的10倍以上，完全能够满足虚拟现实产品画面质量提升对网络的需求。并且，在虚拟现实产品的交互方面，也能够通过对虚拟环境画面时间差的控制，保证用户良好体验。实际操作过程中，需要保证将用户头动到显示出相应画面的时间差控制在20 ms以内，以此保证用户体验。如果只从设备调整角度进行改良，就会导致虚拟现实产品的设备体积过大，价格高昂，无法实现用户的灵活使用，这就需要通过云服务器来实现。第五代移动通信技术能够从根本上解决云服务器的时延问题，将窗口时延控制在1 ms以内，以此保证虚拟现实产品的交互效率[5]。

4.2 对虚拟现实终端使用门槛的影响

现代虚拟现实技术发展中，对其终端成本的控制是推动其产业发展的关键所在。而当前部分高品质终端设备的运行都是通过本地处理技术实现的，这就导致了设备成本及价格的昂贵。第五代移动通信技术为云服务处理技术的普及奠定了重要基础，使以往本地处理的终端设备能够在云处理服务器运行，降低了虚拟现实技术中终端设备的制造成本，同时保证虚拟现实技术终端运行的流畅感和沉浸感，一定程度促进了新时期虚拟现实技术的发展。

4.3 对内容生产环境的影响

解决虚拟现实产品快速生产制作的问题也是推动当前虚拟现实技术产业发展的关键所在。在4G时代，由于虚拟现实产品的运算处理工作通常需要在本地终端设备中进行，导致每个虚拟现实应用产品在进行内容制作时需要根据所要上线的终端设备类型来进行匹配制作，从而严重影响了虚拟现实内容生产的效率。随着5G时代的到来，能够实现虚拟现实技术产品运行与计算的云端处理，就能够保证每个终端设备都能够高效运行，从而解除传统内容生产环境对虚拟现实技术产品的发展限制。

5 结语

综上所述，第五代移动通信技术的应用与发展对于新时期虚拟现实技术的发展有着重要影响。第五代移动通信技术凭借高数据速率、低空口时延、大容量系统以及高效设备交互连接等技术特点，能够为新时期的虚拟现实技术及其产品的发展提供网络通信技术保障与支持，并通过虚拟现实技术与云处理技术的结合发展，将虚拟现实环境处理在云处理服务器中运行，全面降低终端设备运行负载，实现虚拟现实技术的新发展。