在5G时代,手机、基站和网络之间的数据收集像“各自为政的快递点”——不同用例(比如优化用户体验、定位服务、网络维护)需要独立的收集方案,不仅重复劳动(比如同一信号数据被多次采集),还因为控制平面(CP,负责小数据信令传输)的“小体格”,根本扛不动6G时代需要的大规模数据(比如AI模型训练、感知测量、数字孪生网络)。最近,我国vivo移动通信有限公司等机构的研究团队在《Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering》期刊上发表论文,提出了一种基于数据平面(DP)的6G统一数据收集框架,像给数据传输换了条“高速车道”,让大数据收集又快又顺。
5G的“数据收集烦恼”:重复、低效、不够用
要理解这个新框架的价值,得先看看5G的困境。论文提到,5G的数据收集是“碎片化”的——QoE(用户体验质量)、MDT(最小化路测)、SON(自优化网络)等用例各自有独立的标准,导致网络节点(如基站、核心网)和手机(UE)反复采集相同数据(比如信道状态信息);更麻烦的是,这些数据主要通过控制平面传输,而控制平面就像“紧急通道”,设计时只考虑小数据、高优先级信令,用来传大规模数据就像用摩托车拉集装箱——时间间隔长(通常15分钟一次)、颗粒度粗(只能到小区级别,无法精确到单台手机),根本满足不了6G的新需求。
6G需要什么?国际电信联盟(ITU-R)提出了六大场景,包括沉浸式通信、AI与通信融合、感知通信一体化(ISAC)等,这些都需要海量数据支撑。比如AI需要大量用户行为数据训练模型,感知功能需要实时环境数据,数字孪生网络更需要物理网络的“镜像”数据——5G的老办法显然力不从心。
6G新框架:数据平面成“高速车道”,双边模式激活数据提供方
针对这些问题,研究团队设计了基于数据平面(DP)的统一收集框架。简单来说,数据平面就像“专用数据车道”,相比控制平面,它有三个“提速”秘诀:一是协议栈优化——应用层(DSAP)支持灵活优先级的无线承载(DPRB),能根据数据量和传输质量调整优先级;二层(L2)简化了报头和数据复制操作;一层(L1)采用联合信源信道编码、语义通信等技术提升频谱效率。二是数据表示优化——测试显示,相比传统ASN.1(适合短消息),ProtoBuf在大数据传输时编码时间仅为ASN.1的10%,解码时间约17%,数据量越大优势越明显。
更关键的是“双边数据收集模式”。过去数据收集像“单向快递”,只有网络节点(如基站)能拿到数据,手机等提供方缺乏动力。新框架下,数据提供方(如手机)也能获得回报——可能是网络收集的上行测量数据(比如信号强度、资源块利用率),也可能是语音分钟数、服务优先级提升等奖励。论文举例,用双边模式收集数据,不仅能让手机更愿意配合,还能减少近50%的信令开销,只需要一条专用承载就能完成过去两条的任务。
实验验证:数据量越大,DP优势越明显
研究团队用自研的6G手机原型机测试了DP的效率。结果显示,当数据长度为19字节时,DP的上行处理延迟仅为控制平面的22%(13.73微秒vs63.21微秒);如果关闭加密,延迟进一步降到3.92微秒。更重要的是,随着数据量增加,DP的优势更突出——这正好契合6G对大规模数据的需求。
未来展望:数字孪生网络或成最大受益者
论文提到,双边模式还为“数字孪生手机(DT UE)”提供了可能。未来,用户可能在非活跃时段(比如凌晨充电时)授权网络,将自己的手机作为“数字孪生体”,模拟物理网络中的大量手机行为。这样一来,数字孪生网络无需额外部署大量设备,直接复用现有手机资源,既能降低基础设施开销,又能通过真实数据提升模型准确性。不过,研究团队也指出,双边模式中的奖励机制(如数据配额、语音分钟数)可能涉及计费系统和商业模式调整,需要在商用网络中进一步验证。
从5G的“各自为战”到6G的“统一高速车道”,这个新框架不仅解决了数据收集的效率问题,更通过“双赢”模式激活了数据生态。随着6G研发加速,这样的技术突破或许正悄悄为我们的未来通信生活“铺路”。
来源: 信息与电子工程前沿FITEE