Decentralized cellular networks: Towards blockchain enabled cellular overlays

Abstract

This thesis undertakes an investigation into the fit and utility of blockchain technologies within cellular networks. The core of this writing is a new 5G core network blockchain designed to be compatible with, and paired as storage for 3GPP-compliant virtual network functions. Compatibility of the blockchain design is delivered by inheriting a number of behaviors from wireless network operation, including a CSMA/CD mechanism of congestion control; a first for a blockchain design. At the carrier level, a deployment model compatible with ETSI General Autonomous Network Architecture is presented to enable decentralized service overlays. At the network edge, a novel model of transition learning allows fluid roaming of user-equipment across network boundaries. At the conclusion, the theory is combined, to reveal a model of decentralized overlays, which at the user equipment, functions in a manner similar to FM radio. A network channel radio of sorts for decentralized cellular access.

Aquesta tesi realitza una investigació sobre l’us i l’adptabilitat de les tecnologies blockchain en xarxes cel·lulars. El nucli d’aquest treball és una nova blockchain basada en la xarxa 5G dissenyada per ser compatible i utilitzada com a emmagatzematge per a la funció de xarxa virtual compatible amb 3GPP. La compatibilitat del disseny de la blockchain s’ofereix adoptant diversos comportaments de l'operació de xarxa sense fils, inclos un mecanisme CSMA/CD de control de congestió; la primera vegada que s’utilitza per a un disseny de blockchain. A nivell de transport, es presenta un model de desplegament compatible amb l’arquitectura general de xarxes autonomes ETSI per permetre superposicions de serveis descentralitzats. A la capa de xarxa, presentem un nou model de ”transition learning” que facilita una itinerància fluida de l’equip d’usuari a través dels l ́ımits de la xarxa. Per acabar, la part teórica és combina per revelar un model de capes superposades descentralitzades, on l’equip de l’usuari funciona de manera similar una radio FM. Un canal de radio amb accés descentralitzat.