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.