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Enregistrement W7014284558

Optimized traffic scheduling and routing in smart home networks

2019· other· en· W7014284558 sur OpenAlexfundno aff

Notice bibliographique

RevueEspace École de technologie supérieure (École de technologie supérieure) · 2019
Typeother
Langueen
Domaine
Thématique
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaÉcole de technologie supérieure
Mots-clésQuality of serviceScheduling (production processes)Network packetHome automationThe InternetStatic routingPolicy-based routingService provider
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Home networks are evolving rapidly to include heterogeneous physical access and a large number of smart devices that generate different types of traffic with different distributions and different Quality of Service (QoS) requirements. Due to their particular architectures, which are very dense and very dynamic, the traditional one-pair-node shortest path solution is no longer efficient to handle inter-smart home networks (inter-SHNs) routing constraints such as delay, packet loss, and bandwidth in all-pair node heterogenous links. In addition, Current QoS-aware scheduling methods consider only the conventional priority metrics based on the IP Type of Service (ToS) field to make decisions for bandwidth allocation. Such priority based scheduling methods are not optimal to provide both QoS and Quality of Experience (QoE), especially for smart home applications, since higher priority traffic does not necessarily require higher stringent delay than lower-priority traffic. Moreover, current QoS-aware scheduling methods in the intra-smart home network (intra-SHN) do not consider concurrent traffic caused by the fluctuation of intra-SH network traffic distributions. Thus, the goal of this dissertation is to build an efficient heterogenous multi-constrained routing mechanism and an optimized traffic scheduling tool in order to maintain a cost-effective communication between all wired-wireless connected devices in inter-SHNs and to effectively process concurrent and non-concurrent traffic in intra-SHN. This will help Internet service providers (ISPs) and home user to enhance the overall QoS and QoE of their applications while maintaining a relevant communication in both inter-SHNs and intra-SHN. \n \nIn order to meet this goal, three key issues are required to be addressed in our framework and are summarized as follows: i) how to build a cost-effective routing mechanism in heterogonous inter-SHNs ? ii) how to efficiently schedule the multi-sourced intra-SHN traffic based on both QoS and QoE ? and iii) how to design an optimized queuing model for intra-SHN concurrent traffics while considering their QoS requirements? \n \nAs part of our contributions to solve the first problem highlighted above, we present an analytical framework for dynamically optimizing data flows in inter-SHNs using Software-defined networking (SDN). We formulate a QoS-based routing optimization problem as a constrained shortest path problem and then propose an optimized solution (QASDN) to determine minimal cost between all pairs of nodes in the network taking into account the different types of physical accesses and the network utilization patterns. \n \nTo address the second issue and to solve the gaps between QoS and QoE, we propose a new queuing model for QoS-level Pair traffic with mixed arrival distributions in Smart Home network (QP-SH) to make a dynamic QoS-aware scheduling decision meeting delay requirements of all traffic while preserving their degrees of criticality. A new metric combining the ToS field and the maximum number of packets that can be processed by the system's service during the maximum required delay, is defined. \n \nFinally, as part of our contribution to address the third issue, we present an analytic model for a QoS-aware scheduling optimization of concurrent intra-SHN traffics with mixed arrival distributions and using probabilistic queuing disciplines. We formulate a hybrid QoS-aware scheduling problem for concurrent traffics in intra-SHN, propose an innovative queuing model (QC-SH) based on the auction economic model of game theory to provide a fair multiple access over different communication channels/ports, and design an applicable model to implement auction game on both sides; traffic sources and the home gateway, without changing the structure of the IEEE 802.11 standard. The results of our work offer SHNs more effective data transfer between all heterogenous connected devices with optimal resource utilization, a dynamic QoS/QoE-aware traffic processing in SHN as well as an innovative model for optimizing concurrent SHN traffic scheduling with enhanced fairness strategy. Numerical results show an improvement up to 90% for network resource utilization, 77% for bandwidth, 40% for scheduling with QoS and QoE and 57% for concurrent traffic scheduling delay using our proposed solutions compared with Traditional methods.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,009

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,012
Tête enseignante GPT0,251
Écart entre enseignants0,239 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2019
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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