Effektivare datatransport för 5G

Merparten av den trafik som idag skickas över internet använder sig av transportprotokollet TCP. TCP har under åren anpassats för att fungera tillfredsställande i så många miljöer som möjligt, exempelvis WiFi, ADSL, 3G/4G.  Denna anpassning har gjort att TCP inte fungerar optimalt i någon miljö, särskilt inte i miljöer med väldigt specifika egenskaper. En sådan miljö är framtidens mobildatanätverk.

Under senare år har både antalet mobila enheter och kraven som de ställer på nätverket ökat rekordartat. För att möta denna utveckling standardiseras nu den femte generationens mobilnätverk (5G). 5G-nätet kommer att erbjuda högre bandbredd och lägre fördröjningar genom användandet av ett högre frekvensband än dagens 4G-nät. Högre frekvenser innebär dock en snabbt varierande kommunikationskvalité eftersom de korta radiovågorna lätt störs av, exempelvis, mellanliggande objekt. Detta är ett problem för TCP vars generella algoritmer för datatransmission inte är optimerade för snabba fluktuationer i länkkvalité.

Målet med detta projekt är att undersöka hur vanliga applikationer, som använder sig av TCP, kommer att påverkas av den ökade variationen. Projektet syftar även till att undersöka hur TCP kan konfigureras för att minska effekterna av snabba variationer. Slutligen, kommer dessa konfigurationer implementeras som transporttjänster (TS, från engelskans ”Transport Service”) i ramverket NEAT. NEAT gör det möjligt för applikationer att enkelt uttrycka sina krav (t.ex. låg fördröjning) och få en TS optimerad för detta.

Optimeringen är gjord med hänsyn till både applikationens krav och de förutsättningar som miljön erbjuder. Exempel på förutsättningar kan vara typen av nätverk (4G eller 5G), tillgänglig bandbredd, eller signalstyrka. Denna typ av enkel och effektiv konfiguration av transportprotokoll har inte tidigare varit möjlig, och underlättar utvecklandet av nya applikationer avsevärt.

Universitet tror att framtidens applikationer kommer använda sig av denna typ av transporttjänster till hög grad, inte minst eftersom de nu standardiseras av Internet Engineering Task Force (IETF) i arbetsgruppen TAPS. NEAT är en av de första implementationerna av TAPS.

Projektet drivs av Institutionen för matematik och datavetenskap vid Karlstads universitet.