martes, 23 de abril de 2013

laboratorio de telecomunicaciones #8

En esta ocasión hablaremos sobres un artículo sobres mecanismos para el control de congestión:

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Nombre del artículo:

Upstream Congestion Control in Wireless Sensor
Networks Through Cross-Layer Optimization

Autor: 
C. Wang
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Introducción:



Las redes de sensores inalámbricos consisten en un gran número de nodos repartidos en una área predefinida. Con la interacción de detección de información y la comunicación inalámbrica, los nodos pueden detectar fenomenos fisicos, compatir información con los vecinos cercanos y reportar información al servidor. El tráfico de descarga en los nodos sensores generalmente es de tipo multidifusión. El tráfico de subida  de los sensores es tipo  de varios a uno.

El tráfico de subida se puede clasificar en cuatro categorías:

  • Basados en eventos.
  • Continuo.
  • consulta de bases.
  • Híbridos.

Devido a la naturaleza de la subida de datos, la congestion de datos es mas notable que en la descarga de los datos. Ademas el trafico de subida en los sensores inalámbricos de multimedia tienen una tasa alta de congestión.Esta alza en el trafico o congestion puede causar un detedioro de QoS (Calidad de servicio) de las aplicaciones multimedia.


Existen dos tipos de congestión 



El primer tipo de congestion es a nivel de nodo y muy comun en las redes convencionales. Es causada por el desbordamiento de bufer del mismo nodo y como resultado se pierden paquetes. A su vez esta perdida con lleva perdida de tiempo por la retransmicion del paquete. Para las aplicaciones multimedia donde los canales inalambricos son compartidos por varios nodos utilizando el protocolo CSMA, las colisiones so podrian producir cuando varios nodos tratna de aprovechar el canal al mismo tiempo. Este tipo de congestion se conoce como: congestion a nivel enlace.

Por lo tanto la congestión se debe controlar de manera eficiente para ahorrar energía, alargar la vida del sistema y menos perdida de tiempo.

El control de la congestión depende meramente de :


  • La eficiencia energética.
  • El tiempo de vida estimado.
  • Mantener las métricas tradicionales de QoS (Calidad de servicio).

Hay dos enfoques general para el control de congestionamiento:

Gestión de recursos de red:  Trata de de aumentar los recursos de la red para mitigar la congestión  cuando se congestiona. con este enfoque es necesario garantizar la precisión  y exacto ajuste de los recursos de la red con el fin de evitar  la sobre uso de los recursos o los pocos recursos que se tienen.


Control de tráfico : Este enfoque implica controlar la congestión mediante el ajuste de tasa del tráfico, en la fuente de nodos  o nodos intermediarios. Este enfoque es muy útil para ahorrar recursos en la red y mas factible y eficaz es mas difícil ajustar los recursos en la red. De acuerdo al comportamiento del control, existen dos métodos para el control en sensores inalámbricos:

  • Extremo a extremo: Puede imponer ajustes de la tasa exacta de cada nodo de origen y simplificar el diseño a nivel intermedio sin embargo, da lugar a una respuesta lenta y depende altamente en el tiempo de ida y vuelta.
  • Hop by Hop: tiene una respuesta mas rapida con respecto del anterior enfoque, sin embargo es generalmente mas difícil ajustar la tasa de reenvío de los paquetes dependiendo del tipo de protocolo.


Trabajos sobre congestión


En la actualidad se han propuestos varios  protocolos para el control de la congestión, entre ellos el CCF (Control de congestión y justicia), este método utiliza el servicio de tiempo de los paquetes  para deducir la tasa de servicio. CCF controla la congestión de manera Hop by Hop y cada nodo utiliza el ajuste de la tasa exacta en función de su tasa de servicio, en general CCF ofrece una buena equidad entre sus nodos. 

Priority-based Congestión Control Protocol (PCCP).





Este protocolo esta diseñado con respecto a lo siguiente: 

  •  En redes inalámbricas de sensores pueden tener diferentes prioridades con respecto a su ubicación.
  • Se utiliza para mejorar el sistema de el rendimiento de las redes inalámbricas. 
  • Protocolos de control para congestión que apoyan al modelo tradicional QoS en terminos de latencia ,rendimiento y tasa de perdida.

PCCP intenta evitar la perdida de paquetes, garantizando la equidad y el apollo al enrutamiento. PCCP 
consta de tres componentes:

  • Detección de congestión inteligente (ICD).
  • Congestión implicito (ICN).
  • Ajuste de la tasa basada en prioridades  (PRA).


ICD detecta congestión en función del tiempo entre llegadas de paquetes y el tiempo de vida de los paquetes. La participación en conjunto entre las llegadas y los tiempos de servicios, reflejan el  nivel y la congestión actual.

PCCP utiliza  las notificaciones de congestion implicita para evitar transmision de mensajes adicionales y por lo tanto ayudara en el consumo de la energía.  Aprovechando la emisión de los canales inalámbricos, los nodos hijos pueden capturar cualquier información de los paquetes se envian por los nodos primarios, suponiendo que no hay energía se utilza el control y la antena de omni-direccional.

Por ultimo el PCCP diseña un nuevo algoritmo de prioridad-base empleados en cada uno de los nodos para el ajuste de la tasa, para garantizar tanto la equidad y el rendimiento flexible llamado PRA.



Conlución:
En este articulo se propone usar usar el método de Hop by Hop, ademas que este método es la base esencial en el protocolo PCCP, para el uso de redes de sensores inalámbrica multimedia, este protocolo procura  hacer una equidad de congestión con cada uno de los nodos, utilizando el intervalo de llegada de los paquetes, ademas de que este protocolo ayuda en disminuir el consumo de la energía requerida y aumentar el tiempo de vida de los nodos



Referencias:

Artículo:

Upstream Congestion Control in Wireless Sensor
Networks Through Cross-Layer Optimization

Autores:
C. Wang,B. Li,K. Sohraby, M. Daneshmand y Y. Hu
IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS, VOL. 25, NO. 4, MAY 2007

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