5G、元宇宙、未來汽車……2022年需要重點關(guān)注的七大核心技術(shù)

每到歲末年初，都會有各種媒體和機構(gòu)發(fā)布各種預(yù)測和排名，我們也不能免俗，盤點了2022年最值得重點關(guān)注的七大核心技術(shù)，這些核心技術(shù)將廣泛的應(yīng)用在5G、元宇宙、智能座艙、物聯(lián)網(wǎng)智能終端等多個領(lǐng)域，值得重點關(guān)注。

 一、第三代交互

2021年可以說是元宇宙元年，有很多專家甚至認為元宇宙就是下一代的互聯(lián)網(wǎng)，也有不少人認為元宇宙是一場炒作出來的騙局。

目前業(yè)內(nèi)對于什么是元宇宙有一些基本的判斷，一款元宇宙產(chǎn)品應(yīng)該包括八大關(guān)鍵特征：身份（Identity）、朋友（Friends）、沉浸感（Immersive）、低延遲（LowFriction）、多元化（Variety）、隨地（Anywhere）、經(jīng)濟系統(tǒng)（Economy）和文明（Civility）。

元宇宙六大支撐技術(shù)

可以將元宇宙看作是一個游戲，但又不僅僅是一個游戲?？臻g計算、去中心化、人機接口和基礎(chǔ)設(shè)施是構(gòu)建元宇宙的技術(shù)基礎(chǔ)。目前業(yè)界較為認可的是《元宇宙通證》一書提出的元宇宙BIGANT六大技術(shù)全景圖，主要包括區(qū)塊鏈技術(shù)、交互技術(shù)、電子游戲技術(shù)、人工智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)及運算技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)成熟度曲線（2020）

如果說其它的技術(shù)都不僅僅用于元宇宙應(yīng)用，那么交互技術(shù)是專屬于元宇宙的核心技術(shù)，主要包括虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）、增強現(xiàn)實技術(shù)（AR）、混合現(xiàn)實技術(shù)（MR）、全息影像技術(shù)、腦機交互技術(shù)、傳感技術(shù)等。交互技術(shù)的持續(xù)迭代升級，為元宇宙用戶提供沉浸式虛擬現(xiàn)實階梯，不斷深化感知交互。很多人認為基于高度沉浸式的擴展現(xiàn)實（XR）實現(xiàn)的虛擬游戲宇宙（如《頭號玩家》中的“綠洲”）是元宇宙發(fā)展的終極形態(tài)。截止到去年年底，虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)成熟度如上圖所示，可以看出有相當(dāng)多的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展至主流所需年限在5到10年內(nèi)，甚至部分技術(shù)如智能隱形眼鏡、全息顯示等需要十年以上的發(fā)展年限。除了前述網(wǎng)絡(luò)及運算技術(shù)外的發(fā)展外，交互技術(shù)還需在近眼顯示、渲染計算、內(nèi)容制作和感知交互等方面進一步發(fā)展突破。

多模交互的超現(xiàn)實體驗，需要虛擬世界與真實世界的無縫融合，并能夠準(zhǔn)確感知、還原世界，在虛實結(jié)合的混合現(xiàn)實世界中理解用戶的意圖。此外，多模交互需要打通視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等多種感官體驗，實現(xiàn)人與成千上萬種邊緣設(shè)備之間的交互。為實現(xiàn)這個目標(biāo)，需要將用戶所處的整體環(huán)境作為一個超級數(shù)字世界來對待，依托語言、肢體、觸覺、光感、腦機、表情、意識等，進行信息采集和傳輸，并識別用戶意圖、再通過裸眼3D、全息投影、AR眼鏡、數(shù)字嗅覺和數(shù)字觸覺等科技呈現(xiàn)給用戶，從而實現(xiàn)超現(xiàn)實的交互體驗。

在超現(xiàn)實體驗里，傳統(tǒng)的鼠標(biāo)、鍵盤和多點觸摸交互已經(jīng)無法滿足XR設(shè)備的交互要求。簡單的說，在沒有實體屏幕和物理控制設(shè)備的前提下，人類無法在一個虛擬三維環(huán)境里，通過簡單的鍵盤、鼠標(biāo)或多點觸摸來完成復(fù)雜的命令輸出。以手勢操控為例，終端設(shè)備需要捕捉到三維空間內(nèi)手指的動作，同時完成對時間和空間的判斷，并同步發(fā)出指令以完成用戶的意圖。終端設(shè)備還必須清晰判斷出用戶發(fā)出的語音指令，甚至根據(jù)用戶的行為習(xí)慣來判斷用戶的下一步意圖是什么。這種交互方式，就是我們常說的本能交互--最大化以用戶心智模型出發(fā)，使用共識或易學(xué)、易用的操作，讓用戶少點思考、少點疑惑、少點反復(fù)。

當(dāng)然，面向超現(xiàn)實體驗的交互仍存在不少挑戰(zhàn)。對移動位置的控制來說，設(shè)備需要完成用戶在三維空間上的原始解放。置身于近乎無限的在虛擬空間中，用戶可以在虛擬的三維空間中不受任何限制的移動。這種不受限的行動，雖然使用戶的感官上已經(jīng)從現(xiàn)實世界里脫離了出來，但自身仍然無法脫離物理世界。絕對的行動自由，是對環(huán)境規(guī)則的否定。所以物理世界與數(shù)字世界仍然需要進一步的融合，才能讓用戶擺脫現(xiàn)實世界的束縛真正進入虛擬世界里去。這種融合的前提是：通過一種外部的框架來實現(xiàn)的支撐和隨動。

用戶的手部操作一般占日常整體動作的八成以上，如果沒有精準(zhǔn)的手部動作捕捉、特征追蹤、動作識別、空間定位系統(tǒng)，整個基于手部的操作環(huán)境都難以建立。手部操作的功能性體現(xiàn)在終端的業(yè)務(wù)執(zhí)行；手部操作表達性體現(xiàn)在窗口文字內(nèi)容輸出；手部操作的社交性體現(xiàn)在肢體語言上，由手勢和肢體動作共同構(gòu)成。因此，手部交互設(shè)備除了要符合以上的基礎(chǔ)條件之外還要遵循輕量級、可拓展、開放性強等特點。從某種程度上來說，XR是人類真正數(shù)據(jù)化自身的開始。在這個起點，用戶的一切行為都可以被數(shù)據(jù)采集。同時，數(shù)據(jù)監(jiān)測的范圍也有效擴大了，可以預(yù)見，未來一定是行為心理學(xué)和統(tǒng)計學(xué)的勝利。除去用戶肢體行為形成的數(shù)據(jù)，用戶在任何位置的停留、視覺選擇、手部操作，都可以成為用戶個人數(shù)據(jù)的采集范疇。而當(dāng)務(wù)之急，能否形成一套基于動作、語言的數(shù)據(jù)輸入交互系統(tǒng)，對現(xiàn)階段繼續(xù)有效推進XR發(fā)展演進具有重要意義。有了高效的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，用戶才能提高表達效率，高效的輸入意味著用戶可以遵循更加可靠的輸入交互邏輯。

 二、RedCap

RedCap，全名是ReducedCapability，中文意思是“降低能力”。它是3GPP在5GR17階段，專門立項研究的一種新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對于RedCap這個名字，大家可能覺得比較陌生。其實，它此前的名字，可能有讀者聽說過，就是NRlight（NRlite）。

工信部數(shù)據(jù)顯示，截至2021年8月底，我國建成5G基站超過100萬個，占全球的70%以上，5G終端連接數(shù)超過了4億。文體娛樂、賽事直播、居住服務(wù)等消費領(lǐng)域5G應(yīng)用加快探索，制造、礦山、醫(yī)療、港口等垂直行業(yè)5G應(yīng)用模式日漸清晰，在實體經(jīng)濟數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型升級進程中發(fā)揮了重要的作用。5G縱然有著廣闊的前景，但其應(yīng)用痛點也需直面：成本比4G/4GCat-1高出很多，這是影響其廣泛落地的重要因素。為此，3GPPR17 標(biāo)準(zhǔn)引入了5GRedcap（精簡化芯片標(biāo)準(zhǔn)），并將其作為高性能eMBB和URLLC標(biāo)準(zhǔn)以及低端海量物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT、LTE-M）標(biāo)準(zhǔn)共存的中速標(biāo)準(zhǔn)，沒有5G RedCap，5GNR 就缺少物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。

簡單來說，如果NB-IoT/eMTC是輕量級的4G，那么RedCap就是輕量級的5G。從技術(shù)特性上來說，RedCap介于eMBB（超寬帶）和LPWA（低功耗廣域網(wǎng)，NB-IoT等）之間。RedCap主要針對的是帶寬、功耗、成本等需求都基于eMBB和LPWA之間的應(yīng)用。它的帶寬和通信碼率低于eMBB，但是遠高于LPWA。它的功耗和成本高于LPWA，但是卻又遠低于eMBB。

2019年6月，在3GPPRAN #84會議上，RedCap被首次作為一個R17Study Item（研究項目）出現(xiàn)在大家面前。2021年3月，3GPP正式通過了NRRedCap UE 標(biāo)準(zhǔn)化（即WorkItem）項目的立項。按計劃，3GPPR17凍結(jié)之時，就是RedCap標(biāo)準(zhǔn)化完成之日。

目前，由于新冠疫情的原因，3GPP陸續(xù)將R17的時間表推遲了9個月。根據(jù)最新的進展，3GPPR17將于2022年6月份凍結(jié)。而3GPP正致力于在第 18版本中添加新的 5G RedCap NR功能，并進一步擴展業(yè)務(wù)場景。除R17的三大場景外，Rel.18將擴展RedCap至智能電網(wǎng)等新應(yīng)用場景。與R17相比，Rel.18將進一步降低RedCap的復(fù)雜度和所支持的數(shù)據(jù)傳輸速率（目標(biāo)速率在10Mbps左右）。降低速率/復(fù)雜度的方法將在2022年Q2開始的SI階段確定（SID已確定）。Rel.18WI在SI結(jié)束后開展（WID目前待定），除SI確定的方案外，WI還可能進一步完善節(jié)能機制（在非激活態(tài)引入eDRX），并引入更低的功率等級。支持基于位置/定位的服務(wù)應(yīng)用（例如資產(chǎn)跟蹤）。Rel.18RedCap將支持定位（或增強），SI階段將進行性能評估和方案研究，必要的話將增強定位性能。（這部分的工作在Rel.18定位項目中開展）

在元宇宙里，智能穿戴設(shè)備作為最貼近人體的節(jié)點，是虛實轉(zhuǎn)換中十分重要的角色。5G RedCap的導(dǎo)入，將有效解決5G智能穿戴設(shè)備的通信需求和續(xù)航需求。和5G設(shè)備相比，5GRedcap設(shè)備成本更低、體積更小、能耗更低。而5GRedcap的網(wǎng)絡(luò)速率（上下行50M/70Mbps）也能覆蓋絕大部分的穿戴設(shè)備要求。

 三、網(wǎng)絡(luò)切片
 

移動通信技術(shù)從1G發(fā)展到2/3/4G，再到今天舉世矚目的5G，經(jīng)歷著一次次的技術(shù)革命。無論從模擬到數(shù)字，從語音到數(shù)據(jù)，還是從小帶寬、低速率到大帶寬、高速率，每一次變革都給我們的生活帶來了翻天覆地的變化。

根據(jù)香農(nóng)公式，每一次移動通信技術(shù)的提升都圍繞著信道容量（下圖公式中等號左邊的“C”，也就是通常我們所說的信息傳輸速率，單位bps）、帶寬（B）、信噪比（信號功率S與噪聲功率N的比值）大做文章。通過單載波帶寬的提升，復(fù)用技術(shù)的提升，信道編碼技術(shù)的升級等多種技術(shù)手段，將信息傳輸速率提升到現(xiàn)今的水平。

香農(nóng)公式：克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)提出了信息熵的概念，為信息論和數(shù)字通信奠定了基礎(chǔ)。

不過，面對日益紛繁復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)場景，對不同網(wǎng)絡(luò)特性的不同需求（速率，時延，連接數(shù)量，能耗等方面），必然會出現(xiàn)相互矛盾的情形，一張物理網(wǎng)絡(luò)顯然無法同時滿足5G所有的應(yīng)用場景。于是，5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)應(yīng)運而生。網(wǎng)絡(luò)切片是通過虛擬化技術(shù)NFV（NetworkFunction virtualization）以及SDN（SoftwareDefined Network）技術(shù)，把運營商的網(wǎng)絡(luò)進行邏輯劃分，實現(xiàn)邏輯意義上的統(tǒng)一管理跟靈活切割，進而將網(wǎng)絡(luò)資源以及服務(wù)進行邏輯隔離。

具體來說，網(wǎng)絡(luò)切片將為5G發(fā)展帶來以下三大好處：

一是以較低的成本使能行業(yè)應(yīng)用，減低企業(yè)使用5G門檻。如果沒有網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，運營商需要為每個企業(yè)或者每類業(yè)務(wù)單獨部署一張網(wǎng)絡(luò)，這種模式的缺點是部署周期長、建設(shè)成本高、調(diào)整不靈活。而網(wǎng)絡(luò)切片可以基于已有的公網(wǎng)來建設(shè)虛擬專網(wǎng)，部署快、成本低、調(diào)整靈活，為5G進入行業(yè)市場提供了一種新的選項。

二是促進業(yè)務(wù)創(chuàng)新。網(wǎng)絡(luò)切片可以為不同業(yè)務(wù)提供差異化的保障，5G應(yīng)用提供商可以和運營商配合，可為所有人群或特定客戶推出差異化的服務(wù)，使得5G業(yè)務(wù)更加豐富多彩。這樣，運營商不僅能夠進入更多ToB垂直行業(yè)，如果與游戲、視頻等應(yīng)用提供商合作、最終由應(yīng)用提供商向消費者提供差異化服務(wù)，也帶來“先ToB再ToC”的2B2C商業(yè)模式創(chuàng)新。

三是增加運營商收入。運營商提供差異化的業(yè)務(wù)保障后，可以進行差異化的收費，對于重點保障的業(yè)務(wù)，除了正常的流量費之外，可以按保障級別收取一定的增值服務(wù)費，提高整體的ARPU。例如，運營商部署的5G正在推動基于差異化“服務(wù)”的連接包套餐創(chuàng)新，包括游戲、音樂、體育、社交媒體、視頻會議、教育和辦公軟件等方面的差異化網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)。

愛立信《5G商業(yè)潛能》報告預(yù)測，到2030年全球數(shù)字化經(jīng)濟市場市值約3.8萬億美金，而5G技術(shù)使能的經(jīng)濟收入約1.49萬億美金，其中運營商能夠取得的市場價值約7000億美金。據(jù)IHSMarkit報告預(yù)測：到2035年，5G將在全球創(chuàng)造12.3萬億美元經(jīng)濟產(chǎn)出。其中，5G網(wǎng)絡(luò)切片被業(yè)界公認為是運營商進入垂直行業(yè)市場、使能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的巨大機會和重要抓手?？梢哉f，網(wǎng)絡(luò)切片重新定義了5G，使5G帶來的不僅是無線技術(shù)的飛躍，更是面向服務(wù)的靈活網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變革。正因為有了網(wǎng)絡(luò)切片，才能支撐起5G三大應(yīng)用場景的并發(fā)，才能實現(xiàn)5G承托起萬物互聯(lián)的偉大理想。

 四、邊緣異構(gòu)計算

邊緣計算是在靠近物或者數(shù)據(jù)源頭的邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應(yīng)用核心能力的開放平臺，就近提供邊緣智能化方案，滿足行業(yè)數(shù)字化在高實時性、低帶寬能耗，高安全隱私保護，高可靠性等方面的關(guān)鍵需求。

由于邊緣計算直接在靠近數(shù)據(jù)產(chǎn)生的地方進行計算，避免了數(shù)據(jù)的上傳與下載過程，具有較高的實時性。而且，邊緣端產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)不再全部傳遞到云端，對云端的帶寬以及能耗都有顯著的降低。邊緣計算將用戶的個人敏感隱私信息存儲在設(shè)備端，避免了傳輸帶來的安全隱患。數(shù)據(jù)在邊緣側(cè)直接進行計算，減低了由于網(wǎng)絡(luò)覆蓋以及故障帶來的影響，具有較高的可靠性。

隨著5G時代物聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展，Gartner預(yù)測到 2025年企業(yè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將有75%從傳統(tǒng)的中心或者云平臺轉(zhuǎn)向邊緣側(cè)。5G網(wǎng)絡(luò)和邊緣分布式計算結(jié)合在一起彼此增強，為行業(yè)新的產(chǎn)品與體驗創(chuàng)造機遇。通過5G網(wǎng)絡(luò)提供的高速率和低延遲，再加上在邊緣處理數(shù)據(jù)的實時性與安全性，有望在汽車、媒體（VR/AR）、智慧城市、智慧醫(yī)療、智能制造等垂直領(lǐng)域有更大的發(fā)展空間。由于異構(gòu)計算可全面適合AI和大數(shù)據(jù)時代處理海量數(shù)據(jù)的需求,近年來發(fā)展極為迅速,成為數(shù)據(jù)中心、智能手機、5G、智能駕駛等應(yīng)用領(lǐng)域的主流芯片架構(gòu)。

圍繞異構(gòu)計算的底層架構(gòu),新一輪比拼已經(jīng)展開,無論是通用處理器、FPGA、GPU等通用器件,還是有種xPU等領(lǐng)域?qū)Ｓ锰幚砥骰蚣铀倨?各方勢力的拼殺已在暗潮涌動。面向特定應(yīng)用的優(yōu)化,存在應(yīng)用與架構(gòu)相互匹配的問題。搭建一個統(tǒng)一架構(gòu)不太現(xiàn)實。比較現(xiàn)實的是開發(fā)架構(gòu)虛擬原型,由應(yīng)用驅(qū)動得到一個架構(gòu),然后再去制造符合架構(gòu)的計算平臺,最后實現(xiàn)架構(gòu)與應(yīng)用的統(tǒng)一。這種技術(shù)未來有可能作為異構(gòu)計算貫穿拉通的技術(shù)基礎(chǔ)。

在中美貿(mào)易戰(zhàn)背景下,沿著摩爾定律路線,我國工藝、制造等很容易被封鎖,而異構(gòu)計算則提供了一個彎道超車的可能性。異構(gòu)計算實際上是從體系結(jié)構(gòu)上另辟蹊徑,因此,我國集成電路業(yè)可以嘗試用各種體系結(jié)構(gòu)匹配應(yīng)用,得到性能、功耗、能量效率的平衡,以彌補摩爾定律所損失的戰(zhàn)場。

2020年,英特爾發(fā)布了獨立顯卡iRISXeMax。在一系列的收購行為后,英特爾彌補了PC產(chǎn)品線的關(guān)鍵零部件,也成功實現(xiàn)了XPU異構(gòu)計算架構(gòu)。AMD對賽靈思的收購,也釋放出強化異構(gòu)計算布局的信號。在具備“CPU+GPU”計算架構(gòu)的基礎(chǔ)上,FPGA的可編程特質(zhì),能進一步提升計算平臺的靈活性,從而適應(yīng)AI時代根據(jù)不同工作負載進行加速的需求。英偉達收購ARM,不僅彌補了缺乏CPU的短板,也將英偉達的AI計算平臺拓展到移動生態(tài)。值得注意的是,ARM也在異構(gòu)計算有所涉獵。在國內(nèi)，紫光展銳為邊緣計算產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計者提供了一套通用的異構(gòu)計算平臺，幫助用戶進行性能、功耗分析，并提供軟硬件選型參考的工具。展銳的AI技術(shù)平臺AIactiver，通過異構(gòu)硬件、全棧軟件和業(yè)務(wù)深度融合，不僅大幅優(yōu)化了原生用戶體驗，同時也向客戶提供了完整的二次開發(fā)平臺和定制服務(wù)，助力生態(tài)合作伙伴高效便捷的開發(fā)豐富的AI應(yīng)用。

紫光展銳通過AI技術(shù)重構(gòu)了芯片的多個關(guān)鍵子系統(tǒng)，如CPU/GPU處理器子系統(tǒng)和多媒體子系統(tǒng)，為用戶提供優(yōu)異的用戶體驗。展銳正在將AI作為一項彌散型技術(shù)，全面融入到所有的產(chǎn)品規(guī)劃中去。
 

 五、VoNR

5G新通話雖然名稱是通話，實際上已經(jīng)不再局限于通話功能，更多的將轉(zhuǎn)向?qū)崟r沉浸式互動體驗?；赩oNR（5GNR）基礎(chǔ)的實時通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以快速集成新的業(yè)務(wù)形態(tài)，以滿足人們多元化的通信需求。承載實時交互信息的信道更寬，交互的內(nèi)容類型也更多了，交互形式更加豐富。

5G新通話

對C端的智能手機用戶而言，5G新通話可以提升多媒體互動通話體驗。比如，除了基本的通話功能，還將提供來電名片、內(nèi)容共享、屏幕共享、AR趣通話、語音轉(zhuǎn)文字等豐富的體驗。對B端的企業(yè)用戶來說，5G新通話進一步細分企業(yè)場景，高品質(zhì)的語音作為一項關(guān)鍵功能，嵌入到基于5G的新服務(wù)里，比如增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實、遠程機器人控制、網(wǎng)真應(yīng)用以及各種支持物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)?；趫鼍霸O(shè)計業(yè)務(wù)，企業(yè)主叫名片、智能客服、政務(wù)信息數(shù)字化等業(yè)務(wù)。除此之外，5G新通話框架還可以通過5G網(wǎng)絡(luò)實時音視頻通訊技術(shù)，再結(jié)合增強現(xiàn)實及混合現(xiàn)實技術(shù)，向遠程維修、售后服務(wù)、設(shè)施巡檢、醫(yī)護診療、示范教學(xué)、監(jiān)督檢查、審核查驗等創(chuàng)新業(yè)務(wù)延伸。

隨著5G網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模部署，5GNR形成連續(xù)覆蓋，5G語音就采用VoNR方案了。由于VoNR直接由5GS端到端承載IMS語音業(yè)務(wù)，語音呼叫建立時長更短，語音質(zhì)量更好，且用戶在語音通話的同時，能同時享受到暢快的5G網(wǎng)速，用戶體驗大幅提升。此外，隨著VoNR規(guī)模部署，更多的語音業(yè)務(wù)向4G/5G網(wǎng)絡(luò)遷移，這有利于老舊的2/3GCS語音加速退網(wǎng)，重耕2/3G優(yōu)質(zhì)頻段。

R16定義了升級IMS支持5G核心網(wǎng)的SBA架構(gòu)版本，是面向未來最理想的實現(xiàn)方式之一。該方案將IMS升級為基于云原生設(shè)計，采用SBA，這意味著IMS也與5GC一樣靈活彈性，且具備參與網(wǎng)絡(luò)切片的能力，從而將網(wǎng)絡(luò)切片擴展到語音領(lǐng)域，支持更多的5G用例，比如VR協(xié)作、AR輔助、實時游戲、遠程醫(yī)療、遠程控制等應(yīng)用，這些業(yè)務(wù)都需要IMS切片來保障語音體驗。DC（DataChannel）方案就基于這個方案。

到了VONR+階段，面向目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計，需要從新通話平臺設(shè)計、交互式能力提供、融合媒體面、可信身份認證四個關(guān)鍵技術(shù)點演進

3GPP在R16里完成了5G 網(wǎng)絡(luò) IMSData Channel 實時交互通道相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，于2020 年 3月寫入并發(fā)布了 TS26.114V16.5.0 版本，實現(xiàn)了5GVoNR業(yè)務(wù)能力的增強。中國移動計劃在SA1 R18FS_MMTELin5G進一步推進可視菜單，屏幕共享，AR通信，第三方ID接入場景和需求討論。3GPPR18將重啟IMS切片、服務(wù)化等研究內(nèi)容，納入SA1新通話需求。

在5GR16定義的XR場景通信方面，3GPP TR 26.928，將eXtendedReality（XR）引入到3GPP服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)，包括XR類型服務(wù)和應(yīng)用程序的基線技術(shù)、媒體流的體系結(jié)構(gòu)模型、QoE/QoS問題等。使能5G新通話，除了傳統(tǒng)的服務(wù)類別外，將引入新的交互類別，提供了3D、XR視覺和音頻等，豐富了通話的交互形式。

3GPP正在研究基于IMS數(shù)據(jù)通道的交互式通話，基于VoLTE/VoNR高清語音和高清視頻通話，與WebRTC技術(shù)相結(jié)合，通過擴展提供數(shù)據(jù)通道，讓語音和視頻通話與擴展的數(shù)據(jù)通道同步，從而能在高清視頻通話中實現(xiàn)屏幕共享，疊加AR，甚至是聽覺、視覺、觸覺、動覺等同步的全沉浸式體驗。

GSMA在2021年1月NG5GJA啟動virtualwork task，制定DataChannel白皮書，納入DataChannel典型應(yīng)用場景、構(gòu)建產(chǎn)業(yè)和生態(tài)。2021年2月IPCOMMS啟動Futureof Voice Calling討論，探討話音業(yè)務(wù)的未來發(fā)展方向。2021年3月IPCOMMS啟動BusinessVoice Calling討論，探討面向2B的話音發(fā)展方向。

國內(nèi)CCSA方面，在TC3WG1，2020年11月啟動下一代實時通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究，從傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的演進和體驗增強，新型業(yè)務(wù)的構(gòu)想和需求識別等方面，基于現(xiàn)有IMS系統(tǒng)研究構(gòu)建下一代通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；TC3WG4啟動5G增強實時通信業(yè)務(wù)，面向通信網(wǎng)絡(luò)和媒體技術(shù)的持續(xù)演進及人們多元化的通信需求等提出潛在的、高價值的增強實時通信業(yè)務(wù)場景，包括傳統(tǒng)業(yè)務(wù)、企業(yè)通信、新型業(yè)務(wù)、特殊群體和安全通信等，探討對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和安全隱私等關(guān)鍵訴求，支撐下一代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究。最近TC3第35次全會也有相關(guān)議題的討論。

在2021 MWC 上海的新通話產(chǎn)業(yè)峰會上，中國移動和華為聯(lián)合發(fā)布了 5G新通話解決方案。紫光展銳也宣布，已攜手華為打通5GSA網(wǎng)絡(luò)下的VoNR通話，包括語音和視頻。本次測試基于2.6GHz頻段，采用基于紫光展銳首款5G多模調(diào)制解調(diào)器春藤510的移動測試終端，以及華為5G端到端解決方案。

 六、數(shù)字孿生

數(shù)字孿生（DigitalTwin）是信息空間與物理空間的交互與融合，實現(xiàn)了物理世界與數(shù)字世界互聯(lián)、互通、互操作。數(shù)字孿生的概念由邁克爾·格里夫（MichaelGrieves）教授于2002年首先提出。數(shù)字孿生以數(shù)字化方式創(chuàng)建物理實體的虛擬實體，依托知識機理、數(shù)字化等技術(shù)構(gòu)建數(shù)字模型，利用物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)將物理世界中的數(shù)據(jù)及信息轉(zhuǎn)換為通用數(shù)據(jù)，并且結(jié)合AR、VR、MR、GIS等技術(shù)將物理實體在數(shù)字世界完整復(fù)現(xiàn)出來，具有互操作性、可擴展性、實時性、保真性以及閉環(huán)性等特征。

Weir-McCall預(yù)測，數(shù)字孿生的快速增長現(xiàn)象將與元宇宙（Metaverse）融合在一起，元宇宙是一個不斷發(fā)展的數(shù)字空間網(wǎng)絡(luò)，包括視頻游戲環(huán)境和虛擬現(xiàn)實世界。

數(shù)字孿生通過設(shè)計工具、仿真工具、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實等各種數(shù)字化的手段，將物理設(shè)備的各種屬性映射到虛擬空間里，形成可拆解、可復(fù)制、可轉(zhuǎn)移、可修改、可刪除、可編輯的數(shù)字鏡像。過去，沒有數(shù)字化模型時，制造一件產(chǎn)品要經(jīng)過多次迭代設(shè)計、打樣、測試?，F(xiàn)在，有了數(shù)字孿生技術(shù)，就可以在虛擬空間里修改產(chǎn)品的規(guī)格和配置，通過仿真預(yù)測產(chǎn)品性能，這大幅度減少了迭代過程中實體產(chǎn)品的制造次數(shù)、時間、成本。數(shù)字孿生技術(shù)可以應(yīng)用在工業(yè)制造領(lǐng)域，比如汽車、電子制造等等，特別是在智能制造領(lǐng)域，數(shù)字孿生被認為是一種實現(xiàn)制造信息世界與物理世界交互融合的有效手段。

目前，數(shù)字孿生已形成生態(tài)系統(tǒng)，主要分為基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)互動層、模型構(gòu)建與仿真分析層、共性應(yīng)用層以及行業(yè)應(yīng)用層等，如下圖：

數(shù)字孿生生態(tài)系統(tǒng)示意圖（圖片來源：《數(shù)字孿生應(yīng)用白皮書2020版》）

數(shù)字孿生從物理世界到虛擬世界的感知接入、可靠傳輸、智能服務(wù)，不僅要支持跨接口、跨協(xié)議、跨平臺的互聯(lián)互通，還強調(diào)數(shù)字孿生不同維度（物理實體、虛擬實體、孿生數(shù)據(jù)、服務(wù)/應(yīng)用）之間的雙向連接、雙向交互、雙向驅(qū)動。因此數(shù)字孿生的落地，需要一個融合了多路高速并行、協(xié)同采樣、大運算量協(xié)作算法、多路輸出精準(zhǔn)協(xié)同、強實時性（低延遲量+低延遲抖動量）等特性的高性能控制系統(tǒng)。

對物理世界的全面感知，是數(shù)字孿生落地的重要基礎(chǔ)與前提。虛擬模型的精準(zhǔn)映射與物理實體的快速反饋控制，是實現(xiàn)數(shù)字孿生的關(guān)鍵。物聯(lián)網(wǎng)通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)，為孿生數(shù)據(jù)的實時、可靠、高效傳輸提供了支持。因此，滿足超高可靠、超低時延以及連接海量設(shè)備的需求，對數(shù)字孿生的應(yīng)用落地甚為重要。

隨著5G和AI技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字孿生落地需要集成和融合的跨領(lǐng)域、跨專業(yè)技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，數(shù)字孿生作為萬物互聯(lián)時代的重要一環(huán)，將由緩慢發(fā)展走向發(fā)展的快車道。

 七、硬件虛擬化

隨著汽車行業(yè)電氣化和自動化程度的提高，汽車內(nèi)部ECU的合并，更嚴(yán)格的安全性標(biāo)準(zhǔn)，汽車生態(tài)系統(tǒng)參與者正在以多種方式尋求虛擬化概念，以應(yīng)對系統(tǒng)的復(fù)雜性，實現(xiàn)未來汽車。

全息影像、車輛控制、導(dǎo)航、娛樂、社交聯(lián)動、人機交互，這些應(yīng)用都將基于GPU以及硬件虛擬化技術(shù)，成為未來汽車駕乘的全新體驗。現(xiàn)在一部智能手機，集成了通信工具，照相機，DV，PDA，辦公，導(dǎo)航儀、等等需求。同樣未來智能汽車的“中心計算單元”也會逐步的集成ADAS域，車身域，娛樂域等等這些功能。

社會行為的角度看，把資源先集中化管理，再動態(tài)按需分配，已經(jīng)是當(dāng)下社會行為的普遍公認方式。不論是電力，水利，還是現(xiàn)在科技上的云技術(shù)，云儲存等等。這樣的社會行為會“慣性”到社會每個角落，當(dāng)然也會包括汽車電子的開發(fā)。我們會通過虛擬化技術(shù)整合車內(nèi)的計算資源，按需分配。

信息處理的角度看，車上的信息和數(shù)據(jù)，隨著自動駕駛的發(fā)展指數(shù)級的增長。信息數(shù)據(jù)的交互的效率和成本，會成為未來汽車電子電氣架構(gòu)重點的考慮因素但是通過虛擬化技術(shù)可以在多個OS間可以做到跨OS的地址直接訪問，實現(xiàn)信息、數(shù)據(jù)的零拷貝。按照上述分析虛擬化技術(shù)會演化成汽車電子行業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)。和“云”技術(shù)是一樣的，有了云技術(shù)，不代表什么計算都要用“云計算”去解決。它會成為一個趨勢，一種基礎(chǔ)能力。按需求使用。

目前國內(nèi)外主要的tier1，都有基于虛擬化的智能座艙方案。也有公司把虛擬化技術(shù)用到動力域。高通，intel，NXP，瑞薩，TI，imagination主流的車載芯片廠商都會推自己的SOC虛擬化解決方案。同時提供虛擬化技術(shù)的公司變的多樣化，商業(yè)也不在只是QNX，MentorGreen Hills等， SYSGO、opensynergy、風(fēng)河等公司都推出自己的車載虛擬化平臺。開源社區(qū)除了老牌的KVM，XEN外，intel推出了ACRN平臺，而近幾年Github上各種版本的虛擬化平臺突然猛增幾十個。

目前比較熱車載平臺中：阿里巴巴的“斑馬智能座艙系統(tǒng)”、華為的鴻蒙OS、英偉達的自動駕駛平臺，都是基于虛擬化技術(shù)構(gòu)建。特斯拉也在自己網(wǎng)站上開始招聘具有虛擬化技術(shù)的嵌入式軟件工程師。這些公司都意識到虛擬化技術(shù)會是未來汽車行業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)，都有了布局。

汽車開發(fā)過程中要求將ISO26262覆蓋在汽車開發(fā)的V模型上。在開發(fā)周期的每個階段，甚至都要解決一些沒有出現(xiàn)在開發(fā)工具中的開發(fā)步驟，并且這些步驟必須是可追溯和可測試的，虛擬化在這里也可以發(fā)揮作用。

汽車OEM廠商們正在努力磨練其軟件專業(yè)知識,解決以硬件為中心的思維方式。虛擬化，數(shù)字化和數(shù)字雙胞胎確實可以為他們提供幫助，滿足在物理上無法驗證真實硬件上的所有內(nèi)容。測試從設(shè)計到驗證都是斷開的，使用數(shù)字孿生和虛擬化的抽象是幫助他們突破障礙的一種方法。如果他們在整個過程中都接受這一點，將可以極大地加快和改善更多自動駕駛汽車的開發(fā)過程。

總結(jié)來看，虛擬化技術(shù)未來會成為汽車電子軟件開發(fā)的基礎(chǔ)技術(shù)和能力。但是當(dāng)下，虛擬化只是一種應(yīng)用技術(shù)，不是產(chǎn)品形態(tài)，產(chǎn)品中是否使用虛擬化技術(shù)應(yīng)該看產(chǎn)品需求，而不能脫離需求為了用虛擬化而用。