بهبود کیفیت سرویس دسترسی به کانال با زمان‌بندی کاربردهای مبتنی بر اینترنت اشیا

در سال های اخیر پیوسته با افزایش دستگاه های اینترنت اشیا در زمینه های سلامت، کشاورزی، صنعت و دیگر کاربردها روبرو هستیم، آن چنان که بهبود کیفیت سرویس هنوز از الزامات این شبکه ها است. معمولاً تولید داده توسط حسگرهای اینترنت اشیا به‌صورت ناهمگن در زمان های مختلف با اندازه و اولویت های متفاوت هستند، در این مقاله باهدف بهبود کیفیت سرویس، ارسال به‌موقع بسته های حساس به تاخیر و همچنین عدم گرسنگی بسته های با اولویت های پایین تر، یک معماری شامل دو بخش اولویت بندی ارائه شده است. در بخش اول، انتخاب بسته جهت ارسال بر اساس یک نوع اولویت بندی پویا و نسبت به مهلت تاخیر آن بسته انجام می گردد. ازآنجاکه در این مقاله کاربرد اینترنت اشیا در مراقبت سلامت در نظر گرفته شده است و حسگرها هم به‌صورت دوره ای (ثابت) و هم بر اساس ضرورت (بحرانی) داده تولید می کنند: بنابراین بر اساس ویژگی بار کاری، در این بخش از دو مدل صف d/g/1 و m/g/1 استفاده می شود. بخش دوم نیز شامل اولویت بندی کانال است. در این بخش با استفاده از یک کانال کنترلی و تنظیم زمان انتظار گره فرستنده برای گوش‌دادن به کانال، ارسال بسته از طریق کانال مجاز را داریم. علاوه بر این از یک مدل پرش کانال تلفیقی نیز برای استفاده گره ها از پهنای باند موجود استفاده شده است. همچنین یک بافر برای نگهداری اطلاعات آخرین ارتباط گره، کمک می کند تا ارسال و دریافت سریع تر با تعداد سوئیچینگ کمتر انجام شود. پس از شبیه سازی و مقایسه این مدل با استاندارد 802.11 و پروتکل های دسترسی به رسانه مشابه، شاهد بهبود قابل‌توجهی در افزایش نرخ تحویل بسته، نرخ گذردهی و همچنین کاهش تاخیر انتها به انتها هستیم.

improving channel access qos using application scheduling in internet of things

in recent years, we are constantly facing the increase of internet of things devices in the fields of health, agriculture, industry and other applications. the using of these networks will increase by improving the quality of service. usually, data are generated heterogeneously by iot’s sensors at different times with   different sizes and priorities, and none of previous works in this field do not consider all these modes together; on the other hand, these studies either have worked on the queue model and priority package selection, or on the channel access methods and its prioritization. therefore, in our proposed model in this paper, with the aim of improving quality of service, thight scheduling of delay-sensitive packets, and also avoiding starvation for lower priority packets, we consider an architecture including two levels of prioritization. in the first level, the packet is selected for sending based on a type of dynamic prioritization and relative to its delay deadline field. since in this paper the application of internet of things in health care is considered, the sensors generate data both of modes, periodically (fixed) and on demand (critical), and therefore, two queue models d /g/1 and m/g/1 are used. in addition, the second level includes channel prioritization. at this level, by using a control channel and setting the waiting time of the sending node for listening to the channel, we have sending the packet through the control channel. furthermore, a consolidated channel hopping model has been used for nodes to use the available bandwidth. also, a buffer to keep the information of the last connection of the node helps to send and receive faster with less number of switching. after simulating and comparing this model with the 802.11 standard and similar media access protocols, significant improvements in increasing the packet delivery rate, operational throughput, and also reducing the end-to-end delay are showed.