En ny overbelastningskontrol med lav latens til mobilnetværk

Tung trafik på smalle veje kan være en af ​​de førende årsager til trafikpropper, hvilket også gælder kommunikationsnetværk. Hvis der indsamles flere data, end den tilladte datakapacitet kan rumme, resultater med kommunikationsforsinkelse. Dette har en ødelæggende effekt på 5G-baserede internettjenester såsom selvkørende biler, autonome robotter og fjernkirurgi.

Et forskerhold ledet af professor Kyunghan Lee fra School of Electrical and Computer Engineering ved UNIST har foreslået en ny teknik, der kan reducere problemerne med overbelastning i netværksmiljøet. Holdet præsenterede deres seneste arbejde, "ExLL:En overbelastningsprotokol med ultra lav latens til mobilnetværk" på ACM CoNEXT 2018, afholdt i Heraklion, Grækenland, den 6. december, 2018.

Ifølge forskerholdet, den nye teknik har overlegen ydeevne i forhold til Googles Biblio (BBR), som er kendt som den bedste transmissionsprotokol med lav latens. Præstationsevalueringen og -verifikationen blev foretaget i ind- og udland i samarbejde med professor Sangtae Ha's forskerhold fra University of Colorado Boulder, som kan prale af en testfacilitet for mobilkommunikationsnetværk.

Kommunikationsforsinkelse er et fænomen, hvor ubehandlede data akkumuleres i netværket, forårsager forsinkelser i dataoverførslen. Dette kaldes også "buffer bloat". Når der observeres bufferopsvulmninger i datacentret eller det mobile kommunikationsnetværk, transmissionen af ​​pakker er forsinket, og effektiviteten af ​​dataudveksling og servicekvalitet reduceres.

En løsning på dette er en transmissionsprotokol med lav forsinkelse. Det er en metode til at forstå netværkssituationen og justere datatransmissionshastigheden og reducere forsinkelsen. For at forstå mængden af ​​netværksbåndbredde, der tidligere kan håndteres af netværket, en metode til at sondere netværkstilstanden er blevet brugt ved at øge eller formindske transmissionsmængden pr. tidsenhed. Mængden af ​​datatransmission styres under hensyntagen til ændringen af ​​forsinkelsesydelsen i overensstemmelse med stigningen eller reduktionen af ​​transmissionsmængden. Imidlertid, Googles BBR har ikke nået den ideelle minimum (langsomste) ydeevne, mens den sender de maksimale data tilladt af netværket (maksimal datahastighed).

"Det er svært at opnå den ideelle ydeevne på grund af ineffektiviteten af ​​selve søgningen i den eksisterende teknik, " sagde Shinik Park, undersøgelsens første forfatter. "Denne teknologi er en smart telefon, "Vi har løst problemet ved kun at ændre transmissionsprotokollen for mobile kommunikationsterminaler."

Forskerne fokuserede på at udarbejde den tilladte netværkskapacitet for en effektiv transmissionsprotokol med lav latens. Hvis mængden af ​​sendt data kun er lige så stor som netværksbåndbredden tilladt af mobilkommunikationsterminalen, dataene akkumuleres ikke unødigt. At gøre dette, forskerne observerede mønstret af pakker modtaget af den mobile kommunikationsterminal og udledte direkte båndbredden af ​​det mobile kommunikationsnetværk.

"I LTE-netværk, mønsteret af mængden af ​​data modtaget pr. millisekund og intervallet for ankomst af pakker i løbet af denne tid er anderledes, " siger Junseon Kim i Ph.D.-programmet i Computer Science. "Dette afhænger af de ressourcer, der er allokeret til basestationen og kanalforholdene, så det er muligt at kende den tilladte netværkskapacitet ved at analysere den, og hvis observationstiden er anderledes, det kan anvendes på 5G-netværket."

Når den tilladte netværkskapacitet (basislinje) er kendt, den mobile kommunikationsterminal sender blot den beregnede reference til serveren, og serveren styrer direkte datatransmissionsmængden af ​​den mobile kommunikationsterminal. Hvis den aktuelle gennemstrømning er mindre end den tilladte netværkskapacitet, det vil øge gennemløbet hurtigt. Hvis den aktuelle netværkskapacitet næsten er nået, det vil blive øget fint.

"ExLL kan eliminere ineffektivitet i søgeprocessen og implementere netværk med ultra-lav latency, " siger professor Lee. "Det er en eksisterende transmissionsprotokol med lav latens, der spiller en stor rolle i fjernkirurgi, fjernbetjening af drone, og 5G-baseret autonom navigation."

Transmissionsprotokollen med lav latens blev udviklet efter at bufferbufferkonceptet blev defineret i 2011, fører til Googles BBR. Google har inkluderet BBR som en af ​​sine transportprotokoller siden 2016, og for nylig tilføjede BBR til Google Cloud Platform (GCP). Dette minder om Googles vedtagelse af sine egne udviklingsprotokoller (SPDY, QUID) i HTTP/2- og HTTP3-standarderne, som er webtransmissionsteknologier.