在5G時代,手機、基站和網絡之間的數據收集像“各自為政的快遞點”——不同用例(比如優化用戶體驗、定位服務、網絡維護)需要獨立的收集方案,不僅重復勞動(比如同一信號數據被多次采集),還因為控制平面(CP,負責小數據信令傳輸)的“小體格”,根本扛不動6G時代需要的大規模數據(比如AI模型訓練、感知測量、數字孿生網絡)。最近,我國vivo移動通信有限公司等機構的研究團隊在《Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering》期刊上發表論文,提出了一種基于數據平面(DP)的6G統一數據收集框架,像給數據傳輸換了條“高速車道”,讓大數據收集又快又順。
5G的“數據收集煩惱”:重復、低效、不夠用
要理解這個新框架的價值,得先看看5G的困境。論文提到,5G的數據收集是“碎片化”的——QoE(用戶體驗質量)、MDT(最小化路測)、SON(自優化網絡)等用例各自有獨立的標準,導致網絡節點(如基站、核心網)和手機(UE)反復采集相同數據(比如信道狀態信息);更麻煩的是,這些數據主要通過控制平面傳輸,而控制平面就像“緊急通道”,設計時只考慮小數據、高優先級信令,用來傳大規模數據就像用摩托車拉集裝箱——時間間隔長(通常15分鐘一次)、顆粒度粗(只能到小區級別,無法精確到單臺手機),根本滿足不了6G的新需求。
6G需要什么?國際電信聯盟(ITU-R)提出了六大場景,包括沉浸式通信、AI與通信融合、感知通信一體化(ISAC)等,這些都需要海量數據支撐。比如AI需要大量用戶行為數據訓練模型,感知功能需要實時環境數據,數字孿生網絡更需要物理網絡的“鏡像”數據——5G的老辦法顯然力不從心。
6G新框架:數據平面成“高速車道”,雙邊模式激活數據提供方
針對這些問題,研究團隊設計了基于數據平面(DP)的統一收集框架。簡單來說,數據平面就像“專用數據車道”,相比控制平面,它有三個“提速”秘訣:一是協議棧優化——應用層(DSAP)支持靈活優先級的無線承載(DPRB),能根據數據量和傳輸質量調整優先級;二層(L2)簡化了報頭和數據復制操作;一層(L1)采用聯合信源信道編碼、語義通信等技術提升頻譜效率。二是數據表示優化——測試顯示,相比傳統ASN.1(適合短消息),ProtoBuf在大數據傳輸時編碼時間僅為ASN.1的10%,解碼時間約17%,數據量越大優勢越明顯。
更關鍵的是“雙邊數據收集模式”。過去數據收集像“單向快遞”,只有網絡節點(如基站)能拿到數據,手機等提供方缺乏動力。新框架下,數據提供方(如手機)也能獲得回報——可能是網絡收集的上行測量數據(比如信號強度、資源塊利用率),也可能是語音分鐘數、服務優先級提升等獎勵。論文舉例,用雙邊模式收集數據,不僅能讓手機更愿意配合,還能減少近50%的信令開銷,只需要一條專用承載就能完成過去兩條的任務。
實驗驗證:數據量越大,DP優勢越明顯
研究團隊用自研的6G手機原型機測試了DP的效率。結果顯示,當數據長度為19字節時,DP的上行處理延遲僅為控制平面的22%(13.73微秒vs63.21微秒);如果關閉加密,延遲進一步降到3.92微秒。更重要的是,隨著數據量增加,DP的優勢更突出——這正好契合6G對大規模數據的需求。
未來展望:數字孿生網絡或成最大受益者
論文提到,雙邊模式還為“數字孿生手機(DT UE)”提供了可能。未來,用戶可能在非活躍時段(比如凌晨充電時)授權網絡,將自己的手機作為“數字孿生體”,模擬物理網絡中的大量手機行為。這樣一來,數字孿生網絡無需額外部署大量設備,直接復用現有手機資源,既能降低基礎設施開銷,又能通過真實數據提升模型準確性。不過,研究團隊也指出,雙邊模式中的獎勵機制(如數據配額、語音分鐘數)可能涉及計費系統和商業模式調整,需要在商用網絡中進一步驗證。
從5G的“各自為戰”到6G的“統一高速車道”,這個新框架不僅解決了數據收集的效率問題,更通過“雙贏”模式激活了數據生態。隨著6G研發加速,這樣的技術突破或許正悄悄為我們的未來通信生活“鋪路”。
來源: 信息與電子工程前沿FITEE