Modelo de Difusión Parcial de Markov de Enlace TCP Heterogéneo: Optimización con Información Incompleta
Autores: Borisov, Andrey; Bosov, Alexey; Miller, Gregory; Sokolov, Igor
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Modelo de Difusión Parcial de Markov de Enlace TCP Heterogéneo: Optimización con Información Incompleta
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Modelo matemático
Enlace TCP
Problema de control estocástico
MJP
Observaciones
Algoritmo de control de congestión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
El documento presenta un nuevo modelo matemático de funcionamiento del enlace TCP (Protocolo de Control de Transmisión) en un canal heterogéneo (cableado/inalámbrico). Representa un sistema dinámico estocástico controlable y parcialmente observable. El estado del sistema describe el estado del enlace TCP modelado y lo expresa a través de un proceso de salto de Markov no observable y controlable con espacio de estados finitos. Las observaciones se forman mediante procesos de conteo de baja frecuencia de pérdida de paquetes y expiraciones de tiempo y un proceso de Poisson compuesto de alta frecuencia de acuses de recibo de paquetes. La transmisión de información a través del canal equipado con TCP se considera un problema de control estocástico con información incompleta. La idea principal para resolverlo es imponer el principio de separación en el problema. El documento propone un marco matemático y soporte algorítmico para implementar la solución. Incluye una solución al problema de control estocástico con información completa, una aproximación de difusión de las observaciones de alta frecuencia, una solución al problema de filtrado de estado MJP dadas las observaciones con ruidos multiplicativos y un esquema numérico del algoritmo de filtrado. El documento también contiene los resultados de un estudio comparativo del algoritmo de control de congestión basado en el estado propuesto con las versiones contemporáneas de TCP: Illinois, CUBIC, Compound y BBR (Ancho de Banda del Cuello de Botella y RTT).
Descripción
El documento presenta un nuevo modelo matemático de funcionamiento del enlace TCP (Protocolo de Control de Transmisión) en un canal heterogéneo (cableado/inalámbrico). Representa un sistema dinámico estocástico controlable y parcialmente observable. El estado del sistema describe el estado del enlace TCP modelado y lo expresa a través de un proceso de salto de Markov no observable y controlable con espacio de estados finitos. Las observaciones se forman mediante procesos de conteo de baja frecuencia de pérdida de paquetes y expiraciones de tiempo y un proceso de Poisson compuesto de alta frecuencia de acuses de recibo de paquetes. La transmisión de información a través del canal equipado con TCP se considera un problema de control estocástico con información incompleta. La idea principal para resolverlo es imponer el principio de separación en el problema. El documento propone un marco matemático y soporte algorítmico para implementar la solución. Incluye una solución al problema de control estocástico con información completa, una aproximación de difusión de las observaciones de alta frecuencia, una solución al problema de filtrado de estado MJP dadas las observaciones con ruidos multiplicativos y un esquema numérico del algoritmo de filtrado. El documento también contiene los resultados de un estudio comparativo del algoritmo de control de congestión basado en el estado propuesto con las versiones contemporáneas de TCP: Illinois, CUBIC, Compound y BBR (Ancho de Banda del Cuello de Botella y RTT).