Protocolo de control de congestión basado en la ocupación del búfer para redes de sensores multimedia inalámbricos
Autores: Majeed, Uzma; Malik, Aqdas Naveed; Abbas, Nasim; Alfakeeh, Ahmed S.; Javed, Muhammad Awais; Abbass, Waseem
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Protocolo de control de congestión basado en la ocupación del búfer para redes de sensores multimedia inalámbricos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Inalámbricas
Multimedia
Redes de sensores
Congestión
Parámetros de QoS
Pérdida de paquetes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Las redes de sensores multimedia inalámbricas (WMSNs) tienen restricciones estrictas y necesitan entregar paquetes de datos al nodo destino dentro de un tiempo limitado predefinido. Sin embargo, debido a la congestión, se produce un desbordamiento de búfer que conduce a la degradación de los parámetros de calidad de servicio (QoS) de la información de eventos. La congestión en WMSNs resulta en la agotamiento de la energía de los nodos, el rendimiento de red degradado, aumentos de retrasos de transmisión y una alta pérdida de paquetes. La congestión ocurre cuando el volumen de datos que intenta pasar a través de una red excede su capacidad. En primer lugar, el protocolo BOCC utiliza dos indicadores de congestión para detectarla. Uno es la ocupación del búfer y el otro es la tasa de cambio de ocupación del búfer. En segundo lugar, se propone un controlador de tasa para proteger los paquetes I-frame de alta prioridad durante la congestión. BOCC envía una notificación de congestión al nodo fuente para reducir la congestión en la red. El nodo fuente ajusta su tasa de transmisión de datos después de recibir el mensaje de notificación de congestión. En el algoritmo propuesto, el ajuste de la tasa se realiza descartando paquetes P-frame de baja prioridad de los nodos fuente. En tercer lugar, para mejorar aún más el rendimiento del protocolo BOCC, el problema se formula como un problema de optimización restringida y se resuelve utilizando métodos de optimización convexa y programación cuadrática secuencial (SQP). Los resultados experimentales basados en nodos sensores Raspberry Pi muestran que el protocolo BOCC logra una reducción de hasta el 16% en la pérdida de paquetes y una reducción de hasta el 23% en el retraso promedio de extremo a extremo en comparación con los algoritmos de control de congestión de última generación.
Descripción
Las redes de sensores multimedia inalámbricas (WMSNs) tienen restricciones estrictas y necesitan entregar paquetes de datos al nodo destino dentro de un tiempo limitado predefinido. Sin embargo, debido a la congestión, se produce un desbordamiento de búfer que conduce a la degradación de los parámetros de calidad de servicio (QoS) de la información de eventos. La congestión en WMSNs resulta en la agotamiento de la energía de los nodos, el rendimiento de red degradado, aumentos de retrasos de transmisión y una alta pérdida de paquetes. La congestión ocurre cuando el volumen de datos que intenta pasar a través de una red excede su capacidad. En primer lugar, el protocolo BOCC utiliza dos indicadores de congestión para detectarla. Uno es la ocupación del búfer y el otro es la tasa de cambio de ocupación del búfer. En segundo lugar, se propone un controlador de tasa para proteger los paquetes I-frame de alta prioridad durante la congestión. BOCC envía una notificación de congestión al nodo fuente para reducir la congestión en la red. El nodo fuente ajusta su tasa de transmisión de datos después de recibir el mensaje de notificación de congestión. En el algoritmo propuesto, el ajuste de la tasa se realiza descartando paquetes P-frame de baja prioridad de los nodos fuente. En tercer lugar, para mejorar aún más el rendimiento del protocolo BOCC, el problema se formula como un problema de optimización restringida y se resuelve utilizando métodos de optimización convexa y programación cuadrática secuencial (SQP). Los resultados experimentales basados en nodos sensores Raspberry Pi muestran que el protocolo BOCC logra una reducción de hasta el 16% en la pérdida de paquetes y una reducción de hasta el 23% en el retraso promedio de extremo a extremo en comparación con los algoritmos de control de congestión de última generación.