Mejorando el rendimiento de aloha con internet de las cosas utilizando aprendizaje por refuerzo
Autores: Acik, Sami; Kosunalp, Selahattin; Tabakcioglu, Mehmet Baris; Iliev, Teodor
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Mejorando el rendimiento de aloha con internet de las cosas utilizando aprendizaje por refuerzo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Inteligente
Control de acceso al medio
Protocolos MAC
Redes inalámbricas
ALOHA
Métrica de rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 41
Citaciones: Sin citaciones
Los protocolos inteligentes de control de acceso al medio (MAC) han sido una solución vital para mejorar el rendimiento de una variedad de redes inalámbricas. ALOHA, como el primer enfoque MAC, inspiró el desarrollo de varios esquemas MAC en el dominio de la red, con la principal ventaja de la simplicidad. En este artículo, presentamos el diseño, la implementación y las evaluaciones de rendimiento del enfoque ALOHA, a través de mejoras significativas en la obtención de una alta utilización del canal como la métrica de rendimiento más importante. Un énfasis crítico se centra actualmente en eliminar la carga de colisiones de paquetes, satisfaciendo al mismo tiempo los requisitos de energía y criterios de retraso. Primero implementamos el protocolo ALOHA para explorar prácticamente sus comportamientos de rendimiento en comparación con modelos analíticos. Luego introducimos el concepto de carga útil dinámica en lugar de paquetes de longitud fija, donde se emplea una selección dinámica de la longitud de cada paquete transmitido. Otra contribución específica de este documento es la integración de la política de transmisión de ALOHA con el potencial de oportunidades de Internet de las cosas (IoT). La política propuesta utiliza una estrategia de Q-learning sin estado para lograr la máxima eficiencia de rendimiento. Los resultados de rendimiento demuestran que la idea propuesta garantiza un rendimiento máximo de aproximadamente el 58%, mientras que ALOHA se limita a casi el 18% en un escenario de salto único.
Descripción
Los protocolos inteligentes de control de acceso al medio (MAC) han sido una solución vital para mejorar el rendimiento de una variedad de redes inalámbricas. ALOHA, como el primer enfoque MAC, inspiró el desarrollo de varios esquemas MAC en el dominio de la red, con la principal ventaja de la simplicidad. En este artículo, presentamos el diseño, la implementación y las evaluaciones de rendimiento del enfoque ALOHA, a través de mejoras significativas en la obtención de una alta utilización del canal como la métrica de rendimiento más importante. Un énfasis crítico se centra actualmente en eliminar la carga de colisiones de paquetes, satisfaciendo al mismo tiempo los requisitos de energía y criterios de retraso. Primero implementamos el protocolo ALOHA para explorar prácticamente sus comportamientos de rendimiento en comparación con modelos analíticos. Luego introducimos el concepto de carga útil dinámica en lugar de paquetes de longitud fija, donde se emplea una selección dinámica de la longitud de cada paquete transmitido. Otra contribución específica de este documento es la integración de la política de transmisión de ALOHA con el potencial de oportunidades de Internet de las cosas (IoT). La política propuesta utiliza una estrategia de Q-learning sin estado para lograr la máxima eficiencia de rendimiento. Los resultados de rendimiento demuestran que la idea propuesta garantiza un rendimiento máximo de aproximadamente el 58%, mientras que ALOHA se limita a casi el 18% en un escenario de salto único.