AQM-of-Things: Special Queue Management Approach for Internet _x000D_ of Things

Abstract

Although Internet of Things (IoT) networks are massively deployed in many different areas, there are significant problems regarding _x000D_ the network topology and capacity, due to low smartness level of IoT devices and cost matters. Congestion and queue management_x000D_ especially in an IoT network buffer is one of the most important subjects that need to be considered. In this paper, we propose a novel _x000D_ game-theoretical approach to manage the queue and avoid possible congestion, by adding a little intelligence to dumb nodes with a _x000D_ lightweight method called AQM-of-Things (AQMoT). Extensive-form game formulation is used for defining decision making criteria _x000D_ of both IoT nodes (when to send) and gateways (when to drop). We describe a game model according to the queue level as well as other _x000D_ network conditions. Thus, a novel congestion avoidance method is proposed, where senders care about the gateway’s current situtation _x000D_ with a very lightweight game theoretical algorithm. We also demonstrate a conceptual comparison with alternative queue management _x000D_ approaches, and conclude that the proposed AQMoT approach has important advantages especially in IoT domain.Birçok farklı alanda Nesnelerin İnterneti (IoT) kullanımının giderek yaygınlaşmasına rağmen, günümüzde hala cihazların düşük işlem _x000D_ yetenekleri ve maliyet endişeleri sebebiyle ağ topolojisi ve kapasitesiyle ilgili büyük problemler bulunmaktadır. Farklı öncelik _x000D_ seviyelerine sahip çok fazla veri trafiği oluşturan düşük işlem yetenekli sensörlerin ağ topolojisi içerisinde sayısı artırılırken genelde_x000D_ ağın kısıtları IoT’de göz ardı edilmektedir. Bu makalede, kuyrukları yönetebilmek ve ağdaki olası tıkanmaları engellemek için bu ağ _x000D_ noktalarına oyun teorisi yaklaşımlı bir aktif kuyruk yönetimi yaklaşımı önerilmiştir. AQM-of-Things (AQMoT) adı verilen bu _x000D_ yaklaşımda, ağ düğümlerine az miktarda ama etkili bir zeka kazandırılması önerilmektedir. Genişletilmiş bir oyun modeli formülize _x000D_ edilerek hem IoT cihazlarının ne zaman veri göndereceklerine dair, hem de haberleşme ünitelerinin ne zaman verileri düşüreceklerine _x000D_ dair karar verme mekanizmaları belirlenmiştir. Oyun modelinde kuyruk uzunluğu ve diğer ağ durumları dikkate alan bir yöntem _x000D_ geliştirilmiştir. Bu şekilde, diğer algoritmaların aksine haberleşme ünitelerinin durumunu hafif ve oyun teorisini baz alarak gözeten_x000D_ yenilikçi ve tıkanıklıktan kaçınan bir yaklaşımı öne sürüyoruz. Ayrıca AQMoT yaklaşımı alternatif kuyruk yönetim yaklaşımları ile _x000D_ kavramsal olarak karşılaştırılmış ve özellikle IoT alanında önemli avantajları olduğu sonucuna varılmıştır.