Published September 8, 2021
| Version v1
Publication
Open
A QoS-aware Scheduling with Node Grouping for IEEE 802.11ah
Creators
- 1. Indian Institute of Technology Kharagpur
- 2. North Eastern Hill University
Description
Abstract The recent IEEE 802.11ah amendment has proven to be suitable for supporting large-scale devices in Internet of Things (IoT). It is essential to provide a minimum level of Quality of Service (QoS) for critical applications such as industrial automaton and healthcare. In this paper, we propose a QoSaware Medium Access Control (MAC) layer solution to enhance network reliability and reduce critical traffic latency by an adaptive station grouping and a priority traffic scheduling scheme. The proposed grouping scheme calculates the current traffic load and distributes among different RAW groups considering different requirements of the stations. The RAW scheduling scheme further provides priority slot access using a novel backoff scheme. Markov-chain model is developed to study the throughput and latency behaviours for the traffic generated from the critical application. The proposed protocol shows significant delay improvement for priority traffic. The overall throughput performance improves up to 12.7% over the existing RAW grouping scheme.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
ملخص أثبت تعديل IEEE 802.11ah الأخير أنه مناسب لدعم الأجهزة واسعة النطاق في إنترنت الأشياء (IoT). من الضروري توفير الحد الأدنى من جودة الخدمة (QoS) للتطبيقات الحيوية مثل الأتمتة الصناعية والرعاية الصحية. في هذه الورقة، نقترح حل طبقة التحكم في الوصول المتوسط QoSaware (MAC) لتعزيز موثوقية الشبكة وتقليل زمن انتقال حركة المرور الحرجة من خلال تجميع المحطات التكيفية ومخطط جدولة حركة المرور ذات الأولوية. يقوم مخطط التجميع المقترح بحساب الحمل المروري الحالي وتوزيعه بين المجموعات الخام المختلفة مع مراعاة المتطلبات المختلفة للمحطات. يوفر مخطط الجدولة الأولية أيضًا أولوية الوصول إلى الفترات الزمنية باستخدام مخطط تراجع جديد. تم تطوير نموذج سلسلة ماركوف لدراسة سلوكيات الإنتاجية والكمون لحركة المرور الناتجة عن التطبيق الحرج. يُظهر البروتوكول المقترح تحسنًا كبيرًا في التأخير لحركة المرور ذات الأولوية. يتحسن الأداء الإجمالي للإنتاجية بنسبة تصل إلى 12.7 ٪ مقارنة بمخطط التجميع الخام الحالي.Translated Description (French)
Résumé Le récent amendement IEEE 802.11ah s'est avéré adapté à la prise en charge des appareils à grande échelle dans l'Internet des objets (IoT). Il est essentiel de fournir un niveau minimum de qualité de service (QoS) pour les applications critiques telles que les automates industriels et les soins de santé. Dans cet article, nous proposons une solution de couche de contrôle d'accès moyen (MAC) QoSaware pour améliorer la fiabilité du réseau et réduire la latence du trafic critique par un regroupement de stations adaptatif et un schéma d'ordonnancement du trafic prioritaire. Le schéma de regroupement proposé calcule la charge de trafic actuelle et la répartit entre différents groupes BRUTS en tenant compte des différentes exigences des stations. Le schéma de planification RAW fournit en outre un accès prioritaire aux créneaux horaires à l'aide d'un nouveau schéma de compensation. Le modèle de chaîne de Markov est développé pour étudier le débit et les comportements de latence pour le trafic généré à partir de l'application critique. Le protocole proposé montre une amélioration significative des retards pour le trafic prioritaire. La performance globale du débit s'améliore jusqu'à 12,7 % par rapport au schéma de regroupement RAW existant.Translated Description (Spanish)
Resumen La reciente enmienda IEEE 802.11ah ha demostrado ser adecuada para admitir dispositivos a gran escala en Internet de las cosas (IoT). Es esencial proporcionar un nivel mínimo de calidad de servicio (QoS) para aplicaciones críticas como el autómata industrial y la asistencia sanitaria. En este documento, proponemos una solución de capa de control de acceso al medio (MAC) de QoSaware para mejorar la confiabilidad de la red y reducir la latencia crítica del tráfico mediante una agrupación adaptativa de estaciones y un esquema de programación de tráfico prioritario. El esquema de agrupamiento propuesto calcula la carga de tráfico actual y distribuye entre diferentes grupos de CRUDO considerando diferentes requerimientos de las estaciones. El esquema de programación SIN PROCESAR proporciona además acceso a la ranura de prioridad utilizando un esquema de retroceso novedoso. El modelo de cadena de Markov se desarrolla para estudiar los comportamientos de rendimiento y latencia para el tráfico generado desde la aplicación crítica. El protocolo propuesto muestra una mejora significativa del retraso para el tráfico prioritario. El rendimiento general mejora hasta un 12,7% con respecto al esquema de agrupación SIN PROCESAR existente.Files
latest.pdf.pdf
Files
(580.2 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1796d3d3c407af005f78751e66e98d09
|
580.2 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- جدولة مدركة لجودة الخدمة مع تجميع العقدة لـ IEEE 802.11ah
- Translated title (French)
- Une planification tenant compte de la QoS avec regroupement de nœuds pour IEEE 802.11ah
- Translated title (Spanish)
- Una programación compatible con QoS con agrupación de nodos para IEEE 802.11ah
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3196542868
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-839252/v1