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Leveraging Multi-Instance RPL Routing Protocol to Enhance the Video Traffic Delivery in IoMT
Wireless Personal Communications ( IF 1.9 ) Pub Date : 2020-09-25 , DOI: 10.1007/s11277-020-07828-8
Ibtissem Bouacheria , Zahia Bidai , Bouabdellah Kechar , Francoise Sailhan

Nowadays, the massive proliferation of real-world multimedia devices has paved the way to the emergence of a new paradigm called the Internet of Multimedia Things wherein Low-power and Lossy Networks (LLNs) are the main components of this new technology. RPL is an IPv6 routing protocol for LLNs designed by IETF to meet the requirements of a wide range of LLN applications such as Wireless Multimedia Sensor Networks where video traffic is expected to reach 6 times more than non-video traffic in 2025. The mono-instance version of RPL is far from satisfying the network’s Quality of Service (QoS) and the user’s Quality of Experience (QoE), as video in its compressed form is typically composed of various frames with different priorities requiring different QoS and QoE levels. In this paper, we exploit the multi-instance version of RPL for developing a new routing approach that improves the transport of a compressed video, composed of two types of frames with different priorities, by delivering each of them on the corresponding instance. The fundamental question we are addressing, is to find the best way to construct these instances: instances with Nodes Disjoint (ND) or Links Disjoint (LD). To do so, we designed a Multi-Instance routing protocol, named MI-RPL, and we performed extensive simulation experiments using the Cooja simulator. The comparison of MI-RPL-ND, MI-RPL-LD and RPL which regards to QoS and QoE performance metrics, confirms that multi-instance routing for video transmission in WMSN (and in particular MI-RPL-ND) is the best choice.



中文翻译:

利用多实例RPL路由协议来增强IoMT中的视频流量传递

如今,现实世界中多媒体设备的大量普及为名为“多媒体物联网”的新范例的出现铺平了道路,其中低功耗有损网络(LLN)是这项新技术的主要组成部分。RPL是IETF设计的用于LLN的IPv6路由协议,可以满足各种LLN应用的要求,例如无线多媒体传感器网络,在2025年,视频流量预计将比非视频流量高6倍。 RPL版本远不能满足网络的服务质量(QoS)和用户的体验质量(QoE),因为压缩格式的视频通常由具有不同优先级的各种帧组成,需要不同的QoS和QoE级别。在本文中,我们利用RPL的多实例版本开发一种新的路由方法,该方法可以通过在相应实例上传递每个帧来改善压缩视频的传输,该压缩视频由具有不同优先级的两种类型的帧组成。我们要解决的基本问题是找到构造这些实例的最佳方法:具有节点不相交(ND)或链接不相交(LD)的实例。为此,我们设计了一个名为MI-RPL的多实例路由协议,并使用Cooja仿真器进行了广泛的仿真实验。对QoS和QoE性能指标的MI-RPL-ND,MI-RPL-LD和RPL的比较证实,WMSN(尤其是MI-RPL-ND)中视频传输的多实例路由是最佳选择。通过将两种类型的帧分别放在相应的实例上来组成具有不同优先级的帧。我们要解决的基本问题是找到构造这些实例的最佳方法:具有节点不相交(ND)或链接不相交(LD)的实例。为此,我们设计了一个名为MI-RPL的多实例路由协议,并使用Cooja仿真器进行了广泛的仿真实验。对QoS和QoE性能指标的MI-RPL-ND,MI-RPL-LD和RPL的比较证实,WMSN(尤其是MI-RPL-ND)中视频传输的多实例路由是最佳选择。通过将两种类型的帧分别放在相应的实例上来组成具有不同优先级的帧。我们要解决的基本问题是找到构造这些实例的最佳方法:具有节点不相交(ND)或链接不相交(LD)的实例。为此,我们设计了一个名为MI-RPL的多实例路由协议,并使用Cooja仿真器进行了广泛的仿真实验。对QoS和QoE性能指标的MI-RPL-ND,MI-RPL-LD和RPL的比较证实,WMSN(尤其是MI-RPL-ND)中视频传输的多实例路由是最佳选择。节点不相交(ND)或链接不相交(LD)的实例。为此,我们设计了一个名为MI-RPL的多实例路由协议,并使用Cooja仿真器进行了广泛的仿真实验。对QoS和QoE性能指标的MI-RPL-ND,MI-RPL-LD和RPL的比较证实,WMSN(尤其是MI-RPL-ND)中视频传输的多实例路由是最佳选择。节点不相交(ND)或链接不相交(LD)的实例。为此,我们设计了一个名为MI-RPL的多实例路由协议,并使用Cooja仿真器进行了广泛的仿真实验。对QoS和QoE性能指标的MI-RPL-ND,MI-RPL-LD和RPL的比较证实,WMSN(尤其是MI-RPL-ND)中视频传输的多实例路由是最佳选择。

更新日期:2020-09-25
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