I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( I J E C E )   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9 ,   p p .   3 5 9 ~ 3 6 8   I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8 ,   D O I :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 9 i 1 . p p 3 5 9 - 3 6 8             3 5 9       J o u r n a l   h o m e p a g e :   h t t p : / / i a e s c o r e . c o m / j o u r n a l s / i n d e x . p h p / I J E C E   C o m p a r a t i v e   a n a l y s i s   o f   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   v a r i o u s   a c t i v e   q u e u e   m a n a g e m e n t   t e c h n i q u e s   t o   v a r y i n g   w i r e l e s s   n e t w o r k   c o n d i t i o n s       K e n n e d y   O k o k p u j i e 1 ,   C h u k w u   E m m a n u e l 2 ,   O l a m i l e k a n   S h o b a y o 3 ,   E t i n o s a   N o m a - O s a g h a e 4 ,   I m h a d e   O k o k p u j i e 5   1 , 2 , 3 , 4 D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   a n d   I n f o r m a t i o n   E n g i n e e r i n g ,   C o v e n a n t   U n i v e r s i t y ,   N i g e r i a   5 D e p a r t m e n t   o f   M e c h a n i c a l   E n g i n e e r i n g ,   C o v e n a n t   U n i v e r s i t y ,   N i g e r i a       A r t i c l e   I n f o     A B S T R A C T     A r t i c l e   h i s t o r y :   R e c e i v e d   S e p   1 6 ,   2 0 1 7   R e v i s e d   A u g   2 9 ,   2 0 1 8   A c c e p t e d   S e p   1 3 ,   2 0 1 8       T h i s   p a p e r   d e m o n s t r a t e s   t h e   r o b u s t n e s s   o f   a c t i v e   q u e u e   m a n a g e m e n t   t e c h n i q u e s   t o   v a r y i n g   l o a d ,   l i n k   c a p a c i t y   a n d   p r o p a g a t i o n   d e l a y   i n   a   w i r e l e s s   e n v i r o n m e n t .   T h e   p e r f o r m a n c e s   o f   f o u r   s t a n d a r d   c o n t r o l l e r s   u s e d   i n   T r a n s m i s s i o n   C o n t r o l   P r o t o c o l / A c t i v e   Q u e u e   M a n a g e m e n t   ( T C P / A Q M )   s y s t e m s   w e r e   c o m p a r e d .   T h e   a c t i v e   q u e u e   m a n a g e m e n t   c o n t r o l l e r s   w e r e   t h e   F i x e d - P a r a m e t e r   P r o p o r t i o n a l   I n t e g r a l   ( P I ) ,   R a n d o m   E a r l y   D e t e c t i o n   ( R E D ) ,   S e l f - T u n i n g   R e g u l a t o r   ( S T R )   a n d   t h e   M o d e l   P r e d i c t i v e   C o n t r o l   ( M P C ) .   T h e   r o b u s t n e s s   o f   t h e   c o n g e s t i o n   c o n t r o l   a l g o r i t h m   o f   e a c h   t e c h n i q u e   w a s   d o c u m e n t e d   b y   s i m u l a t i n g   t h e   v a r y i n g   c o n d i t i o n s   u s i n g   M A T L A B ®   a n d   S i m u l i n k ®   s o f t w a r e .   F r o m   t h e   r e s u l t s   o b t a i n e d ,   t h e   M P C   c o n t r o l l e r   g i v e s   t h e   b e s t   r e s u l t   i n   t e r m s   o f   r e s p o n s e   t i m e   a n d   c o n t r o l l a b i l i t y   i n   a   w i r e l e s s   n e t w o r k   w i t h   v a r y i n g   l i n k   c a p a c i t y   a n d   p r o p a g a t i o n   d e l a y .   T h u s ,   t h e   M P C   c o n t r o l l e r   i s   t h e   b e s t   b e t   w h e n   a d a p t i v e   a l g o r i t h m s   a r e   t o   b e   e m p l o y e d   i n   a   w i r e l e s s   n e t w o r k   e n v i r o n m e n t .   T h e   M P C   c o n t r o l l e r   c a n   a l s o   b e   r e c o m m e n d e d   f o r   h e t e r o g e n e o u s   n e t w o r k s   w h e r e   t h e   n e t w o r k   l o a d   c a n n o t   b e   e s t i m a t e d .   K e y w o r d s :   A c t i v e   q u e u e   m a n a g e m e n t   ( A Q M )   V a r y   l i n k   c a p a c i t y   V a r y i n g   n e t w o r k   l o a d   V a r y i n g   p r o p a g a t i o n   d e l a y     C o p y r i g h t   ©   2 0 1 9   I n s t i t u t e   o f   A d v a n c e d   E n g i n e e r i n g   a n d   S c i e n c e .     A l l   r i g h t s   r e s e r v e d .   C o r r e s p o n d i n g   A u t h o r :   K e n n e d y   O k o k p u j i e ,     D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   a n d   I n f o r m a t i o n   E n g i n e e r i n g ,   C o v e n a n t   U n i v e r s i t y ,   O t a ,   O g u n   S t a t e ,   N i g e r i a .   E m a i l :   k e n n e d y . o k o k p u j i e @ c o v e n a n t u n i v e r s i t y . e d u . n g       1 .   I N T R O D U C T I O N   T h e   i n t e r n e t   a s   a   c o m m u n i c a t i o n   n e t w o r k   h a s   b e e n   f o u n d   t o   e x h i b i t   d i f f e r e n t   f o r m s   o f   c o m p l e x   d y n a m i c   b e h a v i o u r   t h a t   c a n   b e   c a t e g o r i z e d   b a s e d   o n   t h e   c h a o t i c   b e h a v i o u r   o f   u s e r   f l o w s ,   f l o w   r a t e   o s c i l l a t i o n s   c a u s e d   b y   d e l a y ,   d y n a m i c   f l o w   s y n c h r o n i s a t i o n   p a s s i n g   t h r o u g h   a   b o t t l e n e c k   l i n k   a n d   t h e   p r e s e n c e   o f   q u e u e s   i n   a   r o u t e r   [ 1 ] .   T h e   s h a r i n g   o f   a   d e l a y   p r o n e   l i n k   b e t w e e n   a   t a n g i b l e   a m o u n t   o f   h o s t   c l i e n t s   t r a n s p o r t   c a u s e s   t h e   p r o t o c o l   i n c u m b e n t   a n d   t h e   T C P   v a r i a n t   t h a t   i s   d e s i g n e d   t o   i m p r o v e   t h e   l i n k   p e r f o r m a n c e   f a l l   s h o r t   o f   m a k i n g   b e s t   u s e   o f   t h e   c o m m u n i c a t i o n   c h a n n e l .   T h i s   s h o r t c o m i n g   i s   n e i t h e r   c a u s e d   b y   t h e   c o n t r o l   a l g o r i t h m   d e p l o y e d   n o r   t h e   l i n k   p e r f o r m a n c e .   T h i s   l i m i t   h o w e v e r ,   c a n   b e   a t t r i b u t e d   t o   t h e   f u n d a m e n t a l s   o f   t h e   T C P   p r o t o c o l   [ 2 ] .   T h e   T C P   r e m a i n s   t h e   l e g a c y   p r o t o c o l   f o r   t h e   t r a n s p o r t   o f   p a c k e t s   i n   t h e   i n t e r n e t   b a c k b o n e ;   t h e   d e s i g n   o f   t h e   p r o t o c o l   w a s   m a d e   t o   h e l p   b a t t l e   t h e   i s s u e   o f   c o n g e s t i o n   i n   a   c o n n e c t i o n - o r i e n t e d ,   r e l i a b l e   e n d - e n d   p a c k e t   d e l i v e r i n g   I P   n e t w o r k .   H o w e v e r ,   t h i s   d e s i g n   w a s   m a d e   f o r   c o m m u n i c a t i o n   o v e r   w i r e d   a r c h i t e c t u r e   b e c a u s e   t h a t   w a s   t h e   o r d e r   o f   t h e   d a y   a t   t h a t   t i m e   [ 3 ] .   N o w a d a y s ,   t h e r e   h a s   b e e n   t r a f f i c   i n   t h e   i n t e r n e t   d u e   t o   t h e   w i d e r   u s e   o f   w i r e l e s s   n e t w o r k s   ( W i - F i   a n d   W L A N ) .   W h e n   t h e   l e g a c y   T C P   i s   a p p l i e d   t o   t h i s   n e t w o r k ,   w h i c h   m i g h t   b e   h e t e r o g e n e o u s   i n   n a t u r e ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :     3 5 9   -   3 6 8   3 6 0 t h e   c o n g e s t i o n   c o n t r o l   m e c h a n i s m   a v a i l a b l e   l e a d s   t o   r e d u c t i o n   i n   t h e   q u a l i t y   o f   c o m m u n i c a t i o n   a n d   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   o v e r a l l   n e t w o r k   [ 4 ] .       T h e   I n t e r n e t   E n g i n e e r i n g   T a s k   F o r c e   ( I E T F )   t r i e d   t o   f i n d   a n   a l t e r n a t i v e   s o l u t i o n   t o   t h e   p r o b l e m   b y   p r o p o s i n g   t h e   d e p l o y m e n t   o f   A c t i v e   Q u e u e   M a n a g e m e n t   ( A Q M )   s t r a t e g i e s   w h i c h   c o m b i n e s   p e r f e c t l y   w i t h   t h e   T C P   t o   a m e l i o r a t e   c o n g e s t i o n s   p r o b l e m s .   A   l o t   o f   r e s e a r c h   i s   c u r r e n t l y   u n d e r w a y   i n   t h e   i n t e r n e t   c o m m u n i t y   r e g a r d i n g   t h e   d e v e l o p m e n t   o f   a   r o b u s t   a n d   s c a l a b l e   A Q M   s y s t e m .   T h e   m e a n s   b y   w h i c h   t h e   c o n c e p t   o f   A Q M   t a c k l e s   t h e   p r o b l e m   o f   c o n g e s t i o n   i s   t o   s m a r t l y   r e p o r t   a n y   c o n g e s t i o n   b e f o r e   t h e   b u f f e r   o v e r l o a d s .   T h i s   i s   d o n e   b y   s e n d i n g   a   s i g n a l   w h i c h   c a n   b e   i n t e r p r e t e d   i n   t w o   w a y s ,   w h i c h   a r e :   a )   r e p o r t i n g   h u g e   l o s s   i n   p a c k e t s   b )   i n c r e a s i n g   t h e   d e l a y ,   t h e r e b y   c a u s i n g   p a c k e t s   t o   b e   r e p e a t e d l y   s e n t   [ 5 ] .   T h i s   p r o p e r t y   m a k e s   t h e   A Q M   s c h e m e   a   d e s i r a b l e   c h o i c e   f o r   p a c k e t   d r o p p i n g / m a r k i n g .   T h e   p a r a m e t e r s   u s e d   t o   m a r k   o r   d r o p   p a c k e t s   u s i n g   a c t i v e   q u e u e   m a n a g e m e n t   t e c h n i q u e s   a r e   t h e   q u e u e   l e n g t h   a n d   l i n k   o c c u p a n c y .   A Q M   s c h e m e s   a r e   a l s o   k n o w n   f o r   t h e i r   r o b u s t n e s s ,   a n d   w h e n   i n   u s e ,   t h e   n e t w o r k   o p e r a t o r   r e q u i r e s   l e s s   t u n i n g   o n   t h e   n e t w o r k .   T h i s   m a k e s   t h e   n e t w o r k   o p e r a t o r   i m m u n e   t o   o b n o x i o u s   n e t w o r k   f l u c t u a t i o n s   [ 6 ] .   T h e   b l o c k   d i a g r a m   i n   F i g u r e   1   s h o w s   t h e   r e l a t i o n s h i p   b e t w e e n   t h e   T C P   d y n a m i c s   a n d   t h e   Q u e u e   d y n a m i c s .           F i g u r e   1 .   B l o c k   d i a g r a m   o f   a   T C P / A Q M   s y s t e m   [ 7 ]       1 . 1 .     T h e   p r o b l e m   A   l o t   o f   a l g o r i t h m s   h a v e   b e e n   p r o p o s e d   t o   p r o v i d e   o p t i m u m   q u e u e   m a n a g e m e n t   i n   w i r e l e s s   n e t w o r k s .   T h e s e   t e c h n i q u e s   c a n   b e   c l a s s i f i e d   a s   c l a s s i c a l   a n d   m o d e r n .   T h e   c l a s s i c a l   t e c h n i q u e s   i n c l u d e   t h e   F i x e d - P a r a m e t e r   P r o p o r t i o n a l   I n t e g r a l   ( P I )   a n d   t h e   R a n d o m   E a r l y   D e t e c t i o n   ( R E D ) .   T h e   m o d e r n   t e c h n i q u e s   a r e   t h e   S e l f - T u n i n g   R e g u l a t o r   ( S T R )   a n d   t h e   M o d e l   P r e d i c t i v e   C o n t r o l   ( M P C )   [ 8 ] .   M o s t   o f   t h e   w o r k   d o n e   o n   a d a p t i v e   n e t w o r k   c o n g e s t i o n   c o n t r o l   t e c h n i q u e s   o n l y   p r o v i d e d   t h e   a l g o r i t h m ,   b u t   t h e y   d i d   n o t   c o n s i d e r   t h e   e f f e c t   o f   v a r y i n g   n e t w o r k   c o n d i t i o n s   o n   c o n g e s t i o n   c o n t r o l   p a r a m e t e r s   a n d   t h e   s u b s e q u e n t   e f f e c t   o n   t h e i r   r e s p e c t i v e   c o n t r o l l e r s .   M o s t   o f   t h e   p r o p o s e d   a l g o r i t h m s   w e r e   n e v e r   t e s t e d   f o r   r o b u s t n e s s .   H e n c e ,   w e   c a n n o t   a s c e r t a i n   t h e   r e s p o n s e   o f   t h e i r   a l g o r i t h m s   t o   c h a n g e s   i n   t h e   n e t w o r k   o p e r a t i n g   p a r a m e t e r s .     1 . 2 .   T h e   p r o p o s e d   s o l u t i o n   T h i s   w o r k   s h o w s   t h e   r o b u s t n e s s   o f   v a r i o u s   a c t i v e   q u e u e   m a n a g e m e n t   c o n t r o l l e r s   t o   v a r y i n g   n e t w o r k   p a r a m e t e r s .   T h e   p a r a m e t e r s   v a r i e d   a r e   t h e   n e t w o r k s   L o a d ,   l i n k   c a p a c i t y   a n d   p r o p a g a t i o n   d e l a y .   T h e   e f f e c t s   o f   t h e s e   v a r y i n g   n e t w o r k   p a r a m e t e r s   o n   t h e   c o n t r o l l e r s   o f   t h e   a c t i v e   q u e u e   m a n a g e m e n t   t e c h n i q u e s   u n d e r   s t u d y   w e r e   m o n i t o r e d .   T h e   r e s u l t s   o f   t h e   s i m u l a t i o n   s t u d y   s h o w   h o w   t h e   d i f f e r e n t   A Q M   t e c h n i q u e s   r e s p o n d   t o   v a r y i n g   n e t w o r k   c o n d i t i o n s   w h i l s t   s o l v i n g   t h e   i s s u e   o f   n e t w o r k   t r a f f i c   c o n g e s t i o n .       2 .   L I T E R A T U R E   R E V I E W   T h e   M a n y   a u t h o r s   o v e r   t h e   y e a r s   h a v e   w o r k e d   o n   A Q M   ( A d a p t i v e   o r   P r e d i c t i v e )   t e c h n i q u e s   b y   i m p r o v i n g   s o m e   o f   t h e   c o n t r o l l e r s .   T h e   a u t h o r s   i n   [ 5 ]   p r o p o s e d   a n   i m p r o v e m e n t   t o   t h e   P I   c o n t r o l l e r   b y   m a k i n g   t h e   r e s p o n s e   r a t e   o f   t h e i r   d e v e l o p e d   t e c h n i q u e   t o   b e   t h e   f u n c t i o n   o f   t h e   q u e u e   l e n g t h   e r r o r .   T h i s   m o d e l   s a w   a n   i n c r e a s e   i n   t h e   r e s p o n s e   r a t e   a l o n g   w i t h   i n c r e a s e   i n   t h e   q u e u e   l e n g t h   e r r o r .   T h e   a u t h o r s   i n   [ 9 ]   p r o p o s e d   a n   A Q M   a l g o r i t h m   t h a t   w o r k s   o n   t h e   p r i n c i p l e   o f   c o m b i n i n g   b o t h   t h e   a v e r a g e   q u e u e   l e n g t h   a n d   t h e   e s t i m a t e s   o f   t h e   r a t e   o f   p a c k e t   a r r i v a l   a s   t h e   c o n t r o l   p a r a m e t e r .   I t   i s   a n   a d a p t i v e   a l g o r i t h m   t h a t   c a l c u l a t e s   t h e   m e a n   l e n g t h   o f   t h e   q u e u e ,   m a i n t a i n i n g   i t   s o   a s   t o   k e e p   i t   c o n s t a n t   w i t h   a   c e r t a i n   r e f e r e n c e   v a l u e .   T h i s   g i v e s   r i s e   t o   h i g h   l i n k   u t i l i z a t i o n   w i t h   s i g n i f i c a n t l y   l e s s e r   d e l a y s .   T h e   a u t h o r s   i n   [ 1 0 ]   p r o p o s e d   a   n o v e l   s o l u t i o n   k n o w n   a s   N A R E D .   T h i s   i s   a n   i m p r o v e m e n t   t o   t h e   R E D   a l g o r i t h m .   I t   i n t r o d u c e s   t h e   B u f s i z e   p a r a m e t e r   t o   i m p l e m e n t   t h e   a d a p t i v e   n a t u r e   o f   t h e   a l g o r i t h m   b y   d y n a m i c a l l y   a d j u s t i n g   t h e   q u e u e   l e n g t h   o f   t h e   i n c o m i n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       C o m p a r a t i v e   a n a l y s i s   o f   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   v a r i o u s   a c t i v e   q u e u e   m a n a g e m e n t     ( K e n n e d y   O k o k p u j i e )   3 6 1 p a c k e t s   w i t h   r e s p e c t   t o   t h e   t a r g e t   q u e u e   l e n g t h .   T h i s   w o r k   h o w e v e r   d i d   n o t   c o n s i d e r   t h e   e f f e c t   o f   v a r y i n g   n e t w o r k   p a r a m e t e r s   o n   t h e   p r o p o s e d   s o l u t i o n .   T h e   a u t h o r s   i n   [ 1 1 ]   d e v e l o p e d   a   n o v e l   a l g o r i t h m   k n o w n   a s   M o d e l   P r e d i c t i v e   A c t i v e   Q u e u e   M a n a g e m e n t   ( M P A Q M ) .   T h i s   a d a p t i v e   t e c h n i q u e   i s   b a s e d   o n   M P C .   T h i s   a l g o r i t h m   a l s o   u s e s   t h e   q u e u e   l e n g t h   a s   t h e   c o n g e s t i o n   c o n t r o l   p a r a m e t e r .   T h e y   c o u l d   i n d e x   t h e   n e t w o r k   p e r f o r m a n c e   t o   a c h i e v e   a n   i d e a l   c o n t r o l   f u n c t i o n .   T h i s   w o r k   p e r f o r m e d   e x t e n s i v e   s i m u l a t i o n s   t o   s h o w   t h e   r o b u s t n e s s   o f   t h e i r   a l g o r i t h m   a n d   c o u l d   s h o w   t h a t   t h e i r   r e s u l t s   w e r e   b e t t e r   t h a n   R E D   a n d   P I   c o n t r o l l e r s .   T h e   w o r k   h o w e v e r ,   d i d   n o t   c o n s i d e r   t h e   e f f e c t   o f   v a r y i n g   n e t w o r k   l i n k   c a p a c i t y   a n d   p r o p a g a t i o n   d e l a y .   M o r e   r e c e n t l y ,   t h e   a u t h o r s   i n   [ 1 2 ]   d e v e l o p e d   a n   h y b r i d   m o d e l   w h i c h   u s e s   P P C   t e c h n i q u e   t o   s o l v e   c o n g e s t i o n   p r o b l e m s   i n   T C P / A Q M   c o m p l i a n t   n e t w o r k s .   I t   a l s o   c o m b i n e s   b a c k s t e p p i n g   a n d   H   c o n t r o l   m e c h a n i s m s   [ 1 3 ] .   T h e i r   s i m u l a t i o n   r e s u l t s ,   l i k e   [ 1 4 ] ,   s h o w   t h e   r o b u s t n e s s   o f   t h e   h y b r i d   a l g o r i t h m   a n d   t h e   a d a p t i v e   n a t u r e   w a s   a l s o   c o n f i r m e d   b y   v a r y i n g   t h e   n e t w o r k   c o m p o n e n t s   b u t   d i d   n o t   a l s o   c o n s i d e r   t h e   e f f e c t   o f   v a r y i n g   l i n k   c a p a c i t y   a n d   p r o p a g a t i o n   d e l a y   [ 1 5 - 1 9 ] .       3 .   R E S E A R C H   M E T H O D   T h i s   s e c t i o n   d i s c u s s e s   t h e   v a r i o u s   p a r a m e t e r s   u s e d   f o r   t h e   s t u d y   w i t h   t h e   d i f f e r e n t   e x p e r i m e n t s   p e r f o r m e d .   H e r e ,   t h e   c a l c u l a t i o n s   n e e d e d   t o   g e n e r a t e   o u r   c o n t r o l   p a r a m e t e r s   c h o s e n   f o r   o u r   p r o p o s e d   a l g o r i t h m   i s   d e t e r m i n e d .   a .   S e l e c t i o n   o f   C o n t r o l l e r   P a r a m e t e r s :   B e l o w   i s   t h e   l i s t   o f   c o n t r o l   p a r a m e t e r s   u s e d   f o r   t h e   s i m u l a t i o n   s t u d y .   T h i s   s i m u l a t i o n   w a s   p e r f o r m e d   u s i n g   t h e   M A T L A B ®   a n d   S i m u l i n k ®   p a c k a g e .   1 .   T h e   r o u t e r s   b u f f e r   s i z e ;     q m a x = 8 0 0   p a c k e t s .   2 .   Q u e u e   l e n g t h   ( r e f e r e n c e ) ;   q r e f = 2 0 0   p a c k e t s .   3 .   I n i t i a l   q u e u e   l e n g t h ;   = 1 5 0 p a c k e t s .   4 .   T h e   l i n k   c a p a c i t y ( b o t t l e n e c k ) ;   c = 3 7 5 0   p a c k e t s     5 .   T h e   l i n k   c a p a c i t y   i n   M b / s ; c = 1 5 M b / s e c .   6 .   P a c k e t   s i z e ;   5 0 0   b y t e s .   b .   R e c u r s i v e   L e a s t   S q u a r e s   ( R L S )   P a r a m e t e r s   T h e   p a r a m e t e r s   s h o w n   b e l o w   a r e   d e r i v e d   f r o m   e m p i r i c a l   c a l c u l a t i o n s   a n d   t h e   v a l u e s   o b t a i n e d   a r e   l i s t e d :   1 .   I n i t i a l i z e d   R L S   p a r a m e t e r   e s t i m a t e ;   =   0 .   2 .   P a r a m e t e r   e s t i m a t i o n   c o v a r i a n c e   m a t r i x   i n i t i a l i z e d   a s ;   P   =   1 0 0 0 I .   W h e r e   ( I )   i s   t h e   i d e n t i t y   m a t r i x .   3 .   F o r g e t t i n g   f a c t o r s   a r e   i n i t i a l i z e d   a s ;   λ ˳   = 0 . 9 2 ;       λ   ( 0 )   =   0 . 9 .   4 .   F o r m u l a   u s e d   t o   u p d a t e   t h e   f o r g e t t i n g   f a c t o r s ;     ( ) = ( 1 ) + ( 1 )   ( 1 )     c .   M P C   P a r a m e t e r s   T h e   s c a l a r   m e t r i c s   u s e d   i n   w e i g h t i n g   t h e   M P C   a r e :   1 .   Q   = 5 ,   S   =   1   ( e n s u r e s   t h a t   i m p o r t a n c e   i s   p l a c e d   m o r e   o n   m i n i m i z a t i o n   o f   e r r o r   s i g n a l   r a t h e r   t h a n   p e n a l i z i n g   t h e   c o n t r o l   e f f o r t   m a d e ) .   2 .   P r e d i c t i o n   h o r i z o n s :   = 5   = 3   3 .   S a m p l i n g   t i m e :   =   ( t o   s y n c h r o n i z e   t h e   M P C   t o   t h e   T C P   p a c k e t   m a r k i n g   d y n a m i c s )   d .   S T R   P a r a m e t e r s   1 .   C l o s e d - l o o p   d i s c r e t e   p o l e :   = ( f o r   c l o s e d - l o o p   s t a b i l i t y ) .   2 .   T i m e   c o n s t a n t :   a b o u t   9   s a m p l e s .   e .   P I   P a r a m e t e r s   T h e   P I   c o n t r o l l e r   u s e d   i n   t h e   s i m u l a t e d   s t u d y ,   w a s   d e r i v e d   f r o m   w i r e l e s s   t h e   e s t a b l i s h e d   w i r e d   a c c e s s   n e t w o r k   P I   c o n t r o l l e r s .   T h e   e q u a t i o n s   e m p l o y e d   f o r   t h i s   s c e n a r i o   i s   s t a t e d :     ( ) =   ( 2 )     = ( )       = (  )   ( 3 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :     3 5 9   -   3 6 8   3 6 2 T h e   c o n d i t i o n s   n e c e s s a r y   f o r   t h e   d e s i g n   o f   a   P I   c o n t r o l l e r   w h i c h   w i l l   s t a b i l i z e   t h e   T C P / A Q M   s y s t e m   w h e n   e m p l o y e d   o n   w i r e l e s s   n e t w o r k   i s   l i s t e d .     F o r   a l l   N     N -   a n d   R 0     R +     = ( )   ;   = (  ) ;     ( ) =   ( 4 )     H e r e ,   t h e   w o r s t - c a s e   s c e n a r i o   i . e .   w h e n   N - = 3 0   a n d   R + = 0 . 2 4   r e s u l t s   i n   a   v a l u e   f o r   w g = 0 . 2 7 8   a n d   K P I = 1 . 3 7 4 8 e 6 .   T h i s   w i l l   i n   t u r n   p r o v i d e   t h e   r e f e r e n c e   v a l u e   f o r   t h e   p h a s e   m a r g i n   a n d   i t   i s   c a l c u l a t e d   f r o m   ( 5 ) .     9 0 ° °   ( 5 )     9 0 ° ° = 8 5 . 6 °   ( 6 )     W h e r e ;   c - L i n k   c a p a c i t y   [ M b / s ] ;   q - B u f f e r   s i z e   [ P a c k e t s ] ;   I - I d e n t i t y   m a t r i x ;   S - W e i g h t s   ( s c a l a r ) ;   Q - W e i g h t s   ( s c a l a r ) ;   R - S a m p l i n g   t i m e   ( S e c o n d s ) ;   N - H o r i z o n   N i l ;   t - P o l e ;   C - T r a n s f e r   f u n c t i o n ;   K - S c a l i n g   f a c t o r ;   w - f r e q u e n c y   ( H e r t z ) ;   λ - F o r g e t t i n g   f a c t o r ;     L e a s t   s q u a r e   p a r a m e t e r ;   S u b s c r i p t s   ˚   - I n i t i a l ;   R e f R e f e r e n c e ;   M a x M a x i m u m ;   P - P r e d i c t i o n ;   U - C o n t r o l ;   1 F i r s t ;   P I - P a r a m e t e r   i n t e g r a l ;   g - G a i n   S u p e r s c r i p t s   ( + ) I n c r e m e n t ;   ( - ) D e c r e m e n t     3 . 1 .         E x p e r i m e n t a l   s e t u p   3 . 1 . 1   .   S i m u l a t i o n s   o n   w i r e l e s s   n e t w o r k s   T h e   t o p o l o g y   u s e d   f o r   t h e   s i m u l a t i o n   o f   t h e   w i r e l e s s   n e t w o r k   e m p l o y e d   f o r   t h i s   e x p e r i m e n t   i s   s h o w n   i n   t h e   F i g u r e   2 .   H e r e ,   a   r o u t e r   i s   u s e d   t o   c r e a t e   a   L A N   w i t h   t w o   l a p t o p   c o m p u t e r s   w i r e l e s s l y .   F r o m   t h e   t w o   n o d e s ,   i t   i s   a s s u m e d   t h a t   s e v e r a l   T C P   c o n n e c t i o n s   a r e   b e i n g   e s t a b l i s h e d   a n d   a r e   d e n o t e d   b y   N .   T h e   S i m u l i n k   m o d e l   f o r   t h e   T C P / A Q M   d y n a m i c s   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   3 .   T h e   w i r e l e s s   c o n d i t i o n s   t h a t   a r e   v a r i e d   f o r   t h i s   e x p e r i m e n t   a r e :   1 .   N e t w o r k   l o a d     2 .   P r o p a g a t i o n   d e l a y   3 .   L i n k   c a p a c i t y           F i g u r e   2 .   W i r e l e s s   s i m u l a t i o n   t o p o l o g y       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       C o m p a r a t i v e   a n a l y s i s   o f   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   v a r i o u s   a c t i v e   q u e u e   m a n a g e m e n t     ( K e n n e d y   O k o k p u j i e )   3 6 3     F i g u r e   3 .   W i r e l e s s   s i m u l a t i o n   t o p o l o g y       3 . 2 .     E x p e r i m e n t s ,   r e s u l t s   a n d   a n a l y s i s   T h e   e x p e r i m e n t s   w e r e   c o n d u c t e d   b y   v a r y i n g   t h e   u n d e r   l i s t e d   n e t w o r k   p a r a m e t e r s :   1 .   N e t w o r k   l o a d s     2 .   P r o p a g a t i o n   d e l a y     3 .   L i n k   c a p a c i t y   b e c a u s e   o f   u n r e s p o n s i v e   U s e r   D a t a g r a m   P r o t o c o l   ( U D P )   f l o w s     T o   s i m u l a t e   n e t w o r k   l o a d s ,   F i l e   T r a n s f e r   P r o t o c o l   ( F T P )   p a c k e t s   w i t h   a   l o n g e r   T i m e   t o   L i v e   ( T T L )   v a l u e s   a r e   s e n t   t h r o u g h   t h e   n e t w o r k .   A   t o t a l   o f   3 7 5 0   F T P   p a c k e t s   a r e   s e n t   a t   e v e r y   s e c o n d .   T h i s   i s   t a n t a m o u n t   t o   a   l i n k   w i t h   a   b a n d w i d t h   o f   1 5 M b p s   a n d   a   p a c k e t   s i z e   o f   5 0 0   b y t e s .     3 . 2 . 1 .   E x p e r i m e n t s ,   r e s u l t s   a n d   a n a l y s i s   T o   c o m m e n c e   t h e   e x p e r i m e n t ,   t h e   l o a d   N   i s   s e t   a t   5 0 0   F T P   p a c k e t s .   A t   t i m e   t = 3 0 s ,   1 0 0   m o r e   F T P   p a c k e t s   w e r e   i n j e c t e d   i n t o   t h e   n e t w o r k .   T h i s   w a s   h o w e v e r   s t o p p e d   a t   t i m e   t = 1 2 0 s .   T h e   p r o p a g a t i o n   d e l a y   w a s   s e t   a t   T p = 1 2 0 s .   T h e   s i m u l a t i o n   l a s t e d   f o r   2 2 0 s .   T h e   l i n k   c a p a c i t y   o f   3 7 5 0   p a c k e t s / s e c o n d s   w a s   m a i n t a i n e d .   A l l   o t h e r   p a r a m e t e r s   u s e d   a r e   t h e   s a m e   w i t h   t h e   o n e s   g e n e r a t e d   a b o v e .   T h e   r e s u l t   o f   t h e   e x p e r i m e n t   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   4 .   F r o m   t h e   M a t l a b   p l o t   s h o w n   i n   F i g u r e   4 ,   i t   c a n   b e   o b s e r v e d   t h a t   a s   t h e   l o a d   c o n d i t i o n   c h a n g e s ,   M P C   c o n t r o l l e r s   s h o w   a   p o s i t i v e   r e s p o n s e .   T h e r e   w a s   a n   i n c r e a s e   i n   t h e   d r o p   p r o b a b i l i t y   o f   p a c k e t s   s o   a s   t o   s u s t a i n   t h e   p r e s c r i b e d   v a l u e s   o f   t h e   q u e u e   l e n g t h   a n d   w i n d o w   s i z e .   T h e   S T R   c o n t r o l l e r   r e s p o n d e d   w i t h   a   c h a n g e   w h i c h   c a n   b e   s a i d   t o   b e   o s c i l l a t o r y   i n   n a t u r e .   T h e   P I   c o n t r o l l e r   h o w e v e r   s h o w s   t h e   w e a k e s t   r e s p o n s e   b y   m a i n t a i n i n g   a   c o n s t a n t   d r o p   p r o b a b i l i t y   a n d   t h e   q u e u e   l e n g t h   e x p e r i e n c e d   a   r i s e   t o   a   v a l u e   o f   4 0 0 .   T h e   r e s p o n s e   o f   t h e   R E D   c o n t r o l l e r   w a s   a l s o   w e a k ,   b u t   c a n   s t i l l   b e   c a t e g o r i z e d   t o   b e   b e t t e r   t h a n   t h a t   o f   P I .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :     3 5 9   -   3 6 8   3 6 4                                                                                                                                                                                                                                                                 F i g u r e   4 .   M a t l a b   p l o t s   f o r   v a r y i n g   l o a d       3 . 2 . 2   .   V a r y i n g   p r o p a g a t i o n   d e l a y   I n   o r d e r   t o   i n t r o d u c e   d e l a y   i n t o   t h e   s i m u l a t e d   n e t w o r k ,   t h e   d e l a y   p a r a m e t e r   w a s   v a r i e d   i n   a   c o n t i n u o u s   f a s h i o n .   T h e   d e l a y s   r a n g e   f r o m   0 . 0 4   a n d   0 . 2   s e c o n d s .   T h e   l o a d   i n   t h e   n e t w o r k   t h i s   t i m e   w a s   s e t   a t   1 0 0   F T P / s e c o n d s .   T h e   l i n k   c a p a c i t y   r e m a i n e d   t h e   i n i t i a l   v a l u e   o f   3 7 5 0   p a c k e t s / s .   A l l   o t h e r   p a r a m e t e r s   w e r e   h e l d   c o n s t a n t   a n d   t h e   s a m e   w i t h   t h e   v a l u e s   u s e d   i n   t h e   p r e v i o u s   e x p e r i m e n t s .   T h e   r e s u l t   f o r   t h i s   e x p e r i m e n t   i s   s h o w n   i n   t h e   F i g u r e   5 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       C o m p a r a t i v e   a n a l y s i s   o f   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   v a r i o u s   a c t i v e   q u e u e   m a n a g e m e n t     ( K e n n e d y   O k o k p u j i e )   3 6 5     F i g u r e   5 .   V a r y i n g   p r o p a g a t i o n   d e l a y       F r o m   t h e   M a t l a b   p l o t   a b o v e ,   o n l y   t h e   M P C   h a s   s h o w n   a   h i k e   i n   i t s   r e s p o n s e   a n d   a l l   o t h e r   c o n t r o l l e r s   h a v e   b e e n   s t a b l e .   T h e   q u e u e   l e n g t h   o s c i l l a t i o n   f o r   a l l   t h e   c o n t r o l l e r s   i s   a   v a l u e   o f   a b o u t   5 0   a n d   i t   w a s   a l s o   o b s e r v e d   t h a t   t h e   r e g u l a t i o n   f o r   t h e   w i n d o w   s i z e   w a s   c o n s t a n t .     3 . 2 . 3   .   V a r y i n g   l i n k   c a p a c i t y   W i t h   r e f e r e n c e   t o   t h e   i n i t i a l   l i n k   c a p a c i t y   w h i c h   w a s   s e t   a t   3 7 5 0   p a c k e t s / s e c o n d s   i . e .   1 5 M b p s ,   t h e   l i n k   c a p a c i t y   w a s   v a r i e d   b y   u s i n g   u n r e s p o n s i v e   U D P   p a c k e t s   t o   r e d u c e   t h e   l i n k   c a p a c i t y   t o   2 0 0 0   p a c k e t s / s e c o n d s   i . e .   8 M b p s   a t   t i m e   t = 5 0 s .   T h e   p r o p a g a t i o n   d e l a y   t i m e   i s   s e t   a t   T p = 0 . 2 s . T h e   s i m u l a t i o n   l a s t e d   f o r   a   p e r i o d   o f   2 0 0   s e c o n d s   a n d   a l l   o t h e r   p a r a m e t e r s   r e m a i n s   t h e   s a m e   a s   t h a t   o f   t h e   p r e v i o u s   e x p e r i m e n t s .   T h e   r e s u l t s   o f   v a r y i n g   t h e   n e t w o r k s   l i n k   c a p a c i t y   a r e   s h o w n   i n   t h e   F i g u r e   6 .   F r o m   t h e   M a t l a b   p l o t   s h o w n   i n   F i g u r e   5 ,   i t   c a n   b e   o b s e r v e d   t h a t   t h e   P I   c o n t r o l l e r   r e s p o n s e   t o   t h e   s u d d e n   c h a n g e   i n   t h e   l i n k   c a p a c i t y   i s   w e a k .   T h e   d r o p   p r o b a b i l i t y   h o w e v e r   r e m a i n s   f a i r l y   c o n s t a n t   w h i c h   e x t e n d s   t h e   q u e u e   l e n g t h   t o   5 0 0 .   T h e   R E D   c o n t r o l l e r   s h o w s   a   b e t t e r   r e s p o n s e   b u t   i t s   r e s p o n s e   s l o w l y   b u i l d s   u p .   O u t   o f   a l l   t h e   c o n t r o l l e r s ,   t h e   M P C   s h o w s   t h e   f a s t e s t   c o n v e r g e n c e   i n   r e s p o n s e   t o   t h e   c h a n g e   i n   t h e   l i n k   c a p a c i t y   b y   a   q u i c k   r e d u c t i o n   i n   t h e   q u e u e   l e n g t h .   T h e   M P C   i n s t a n t a n e o u s l y   d r o p p e d   a b o u t   t h r e e   h u n d r e d   3 0 0   p a c k e t s   i n   r e s p o n s e   t o   t h e   s u d d e n   c h a n g e   i n   t h e   n e t w o r k   l i n k   c a p a c i t y .   W i t h   t h e   p a s s a g e   o f   m o r e   t i m e ,   t h e   q u e u e   l e n g t h   f l u c t u a t e s   b e t w e e n   2 0 0   a n d   5 0 0 .   T h e   S T R   c o n t r o l l e r   w a s   t h e   m o s t   s t a b l e   o f   t h e   c o n t r o l l e r s   t o   t h e   s u d d e n   c h a n g e   i n   l i n k   c a p a c i t y   w i t h   t h e   p a s s a g e   o f   t i m e .   A l t h o u g h   i t   i n i t i a l   r e s p o n s e   t o   t h e   s u d d e n   c h a n g e   i n   l i n k   c a p a c i t y   w a s   q u i t e   f a s t   a n d   v e r y   u n s t a b l e .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :     3 5 9   -   3 6 8   3 6 6     F i g u r e   6 .   V a r y i n g   L i n k   C a p a c i t y       4 .   R E S U L T S   A N D   A N A L Y S I S   F r o m   t h e   f i r s t   e x p e r i m e n t   i . e .   v a r y i n g   n e t w o r k   l o a d s ,   t h e   P I   a n d   R E D   c o n t r o l l e r s   h a v e   p o o r   r e s p o n s e   t o   c h a n g e s   i n   t h e   a m o u n t   o f   F T P   p a c k e t s   i n j e c t e d   i n t o   t h e   n e t w o r k   ( v a r y i n g   l o a d ) .   T h i s   c a n   b e   a t t r i b u t e d   t o   t h e   f a c t   t h a t   t h e y   h a v e   f i x e d   v a l u e s   o f   g a i n s   w h i c h   h a v e   h i n d e r e d   t h e i r   f l e x i b i l i t y   t o   g e n e r a t e   t h e   r e q u i r e d   c o n t r o l   p r o p e n s i t y   w h e n   t h e   l o a d   c o n d i t i o n s   a r e   c h a n g e d .   M P C   a n d   S T R   s h o w   b e t t e r   r e s p o n s e   t o   t h e   v a r y i n g   l o a d   d u e   t o   t h e   a d a p t i v e   n a t u r e   o f   t h e i r   g a i n .   T h i s   f l e x i b i l i t y   a l l o w s   f o r   a   g o o d   c o n t r o l   o f   t h e   c h a n g i n g   n e t w o r k   c o n d i t i o n s .   M P C   a l s o   p r o v i d e d   t h e   b e t t e r   r e s p o n s e   o f   t h e   t w o   b e c a u s e   o f   i t s   c a p a b i l i t y   t o   p r e d i c t   o n   t h e   h o r i z o n .   I t s   c o m p u t a t i o n s   o f   c o n t r o l   a c t i o n s   a r e   b a s e d   o n   o p t i m i z i n g   s o m e   s t e p s   i n t o   t h e   f u t u r e .   T h e   S T R   c o n t r o l l e r s   r e s p o n s e   w a s   o s c i l l a t o r y   a t   t h e   s t a r t   o f   t h e   e x p e r i m e n t   d u e   t o   i t s   n o n - p r e d i c t i v e   n a t u r e .   a .   I n   t h e   s e c o n d   e x p e r i m e n t   i . e .   v a r y i n g   p r o p a g a t i o n   d e l a y ,   t h e   M P C   s h o w s   a   v e r y   w e a k   a d a p t a b i l i t y   t o   v a r y i n g   d e l a y s   i n   t h e   n e t w o r k .   S e v e r a l   o s c i l l a t i o n s   a r e   s e e n   a t   t h e   e a r l y   s t a g e s   o f   t h e   M P C   c o n t r o l l e r ,   e s p e c i a l l y   w h e n   t h e   d u r a t i o n   o f   t h e   d e l a y s   w a s   m a d e   u n c e r t a i n .   P I   a n d   R E D   a l s o   s h o w   s i m i l a r   r e s p o n s e s .   b .   F r o m   t h e   t h i r d   e x p e r i m e n t   i . e .   v a r y i n g   l i n k   c a p a c i t y ,   T h e   M P C   a n d   S T R   h a d   a   p r e t t y   g o o d   a d a p t a b i l i t y   t o   c h a n g e s   i n   t h e   l i n k   b a n d w i d t h   w h i c h   i s   a l s o   d u e   t o   t h e   f l e x i b i l i t y   i n   t h e i r   g a i n   f a c t o r .   T h e   P I   a n d   R E D   w e r e   n o t   v e r y   s c a l a b l e   w h e n   i t   c o m e s   t o   c h a n g i n g   t h e   c a p a c i t y   o f   t h e   l i n k .       4 . 1 .     C o m p a r i s o n   o f   t h e   c o n t r o l l e r s   S t a r t i n g   w i t h   t h e   l o w e s t   i n   t e r m s   o f   r e s p o n s e   o f   t h e   c o n t r o l l e r   t o   v a r y i n g   n e t w o r k   c o n d i t i o n s ,   t h e   p e r f o r m a n c e   p o r t r a y e d   b y   e a c h   o f   t h e   c o n t r o l l e r s   i s   s h o w n   i n   T a b l e   1 .   T h i s   t a b l e   s c a l e s   t h e   c o n t r o l l e r s   a s   g o o d ,   f a i r   o r   p o o r .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       C o m p a r a t i v e   a n a l y s i s   o f   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   v a r i o u s   a c t i v e   q u e u e   m a n a g e m e n t     ( K e n n e d y   O k o k p u j i e )   3 6 7 T a b l e   1 .   S u m m a r y   o f   t h e   P e r f o r m a n c e   o f   t h e   C o n t r o l l e r s   E X P   N e t w o r k   C o n d i t i o n   R E D   P I   S T R   M P C   1   V a r y i n g   N e t w o r k   L o a d   P o o r   P o o r   P o o r   G o o d   2   V a r y i n g   P r o p a g a t i o n   D e l a y   F a i r   F a i r   F a i r   F a i r   3   V a r y i n g   L i n k   C a p a c i t y   F a i r   F a i r   G o o d   G o o d       5 .   C O N C L U S I O N     T h i s   p a p e r   s h o w s   t h e   e f f e c t   o f   v a r y i n g   n e t w o r k   c o n d i t i o n s   o n   f o u r   a c t i v e   q u e u e   m a n a g e m e n t   t e c h n i q u e s   n a m e l y ;   t h e   F i x e d - P a r a m e t e r   P r o p o r t i o n a l   I n t e g r a l   ( P I ) ,   R a n d o m   E a r l y   D e t e c t i o n   ( R E D ) ,   S e l f - T u n i n g   R e g u l a t o r   ( S T R )   a n d   t h e   M o d e l   P r e d i c t i v e   C o n t r o l   ( M P C ) .   T h e   s i m u l a t i o n   r e s u l t s   f r o m   t h e   M a t l a b   p l o t s   s h o w   t h a t   t h e   M P C   t e c h n i q u e   f o r   c o n g e s t i o n   c o n t r o l   d e m o n s t r a t e s   s u p e r i o r   p e r f o r m a n c e   u n d e r   t h e   v a r y i n g   n e t w o r k   c o n d i t i o n s   o f   l o a d ,   p r o p a g a t i o n   d e l a y   a n d   l i n k   c a p a c i t y   w h e n   c o m p a r e d   t o   F i x e d - P a r a m e t e r   P I ,   R E D   a n d   S T R .   I t   i s   a l s o   s e e n   t h a t   M P C   h a s   t h e   c a p a b i l i t y   t o   c o n v e r g e   f a s t e r   i n   a l l   c o n d i t i o n s .   T h e   S T R   g i v e s   t h e   n e x t   b e s t   r e s u l t .   T h e r e f o r e ,   M P C   a d a p t i v e   s t r a t e g i e s   w i l l   b e   t h e   b e s t   a l g o r i t h m   f o r   c o n g e s t i o n   c o n t r o l   c o n s i d e r i n g   t h e   n a t u r e   o f   m o d e r n   n e t w o r k s .       A C K N O W L E D G E M E N T S     T h i s   p a p e r   w a s   s p o n s o r e d   b y   C o v e n a n t   U n i v e r s i t y ,   O t a ,   O g u n   S t a t e ,   N i g e r i a       R E F E R E N C E S     [ 1 ]   S .   P a l   a n d   P .   K .   P a t t n a i k ,   " A   S i m u l a t i o n - b a s e d   A p p r o a c h   t o   O p t i m i z e   t h e   E x e c u t i o n   T i m e   a n d   M i n i m i z a t i o n   o f   A v e r a g e   W a i t i n g   T i m e   U s i n g   Q u e u i n g   M o d e l   i n   C l o u d   C o m p u t i n g   E n v i r o n m e n t , "   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   6 ,   p .   7 4 3 ,   2 0 1 6 .   [ 2 ]   S .   S h a r m a ,   D .   J i n d a l ,   a n d   R .   A g a r w a l ,   " A n a l y s i n g   M o b i l e   R a n d o m   E a r l y   D e t e c t i o n   f o r   C o n g e s t i o n   C o n t r o l   i n   M o b i l e   A d - h o c   N e t w o r k , "   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( I J E C E ) ,   v o l .   8 ,   2 0 1 8 .     [ 3 ]   N .   R .   R e d d y ,   C .   R .   P a k a n a t i ,   a n d   M .   P a d m a v a t h a m m a ,   " A n   E n h a n c e d   Q u e u e   M a n a g e m e n t   S c h e m e   f o r   E r a d i c a t i n g   C o n g e s t i o n   o f   T F R C   o v e r   W i r e d   E n v i r o n m e n t , "   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( I J E C E ) ,   v o l .   7 ,   p p .   1 3 4 7 - 1 3 5 4 ,   2 0 1 7 .   [ 4 ]   Y .   T i a n ,   K .   X u ,   a n d   N .   A n s a r i ,   T C P   i n   W i r e l e s s   E n v i r o n m e n t s :   P r o b l e m s   a n d   S o l u t i o n s ,   I E E E   C o m m u n .   M a g . ,   v o l .   4 3 ,   n o .   3 ,   2 0 0 5 .   [ 5 ]   Q .   X u   a n d   J .   S u n ,   A   S i m p l e   A c t i v e   Q u e u e   M a n a g e m e n t   b a s e d   o n   t h e   P r e d i c t i o n   o f   t h e   P a c k e t   A r r i v a l   R a t e ,   J .   N e t w .   C o m p u t .   A p p l . ,   v o l .   4 2 ,   p p .   1 2 2 0 ,   J u n .   2 0 1 4 .   [ 6 ]   J .   S u n ,   S .   C h a n ,   a n d   M .   Z u k e r m a n ,   I A P I :   A n   I n t e l l i g e n t   A d a p t i v e   P I   A c t i v e   Q u e u e   M a n a g e m e n t   S c h e m e ,   C o m p u t .   C o m m u n . ,   v o l .   3 5 ,   n o .   1 8 ,   p p .   2 2 8 1 2 2 9 3 ,   N o v .   2 0 1 2 .   [ 7 ]   N .   B i g d e l i   a n d   M .   H a e r i ,   P r e d i c t i v e   F u n c t i o n a l   C o n t r o l   f o r   A c t i v e   Q u e u e   M a n a g e m e n t   i n   C o n g e s t e d   T C P / I P   N e t w o r k s ,   I S A   T r a n s . ,   v o l .   4 8 ,   n o .   1 ,   p p .   1 0 7 1 2 1 ,   2 0 0 9 .   [ 8 ]   A .   K .   S h a r m a ,   A   S u r v e y   o n   A c t i v e   Q u e u e   M a n a g e m e n t   T e c h n i q u e s ,   I n t .   J .   E n g .   C o m p u t .   S c i . ,   N o v e m b e r   2 0 1 6 .   [ 9 ]   J .   H o n g ,   C .   J o o ,   a n d   S .   B a h k ,   A c t i v e   Q u e u e   M a n a g e m e n t   A l g o r i t h m   C o n s i d e r i n g   Q u e u e   a n d   L o a d   S t a t e s ,   C o m p u t .   C o m m u n . ,   v o l .   3 0 ,   n o .   4 ,   p p .   8 8 6 8 9 2 ,   2 0 0 7 .   [ 1 0 ]   J .   Z h a n g ,   W .   X u ,   a n d   L .   W a n g ,   A n   I m p r o v e d   A d a p t i v e   A c t i v e   Q u e u e   M a n a g e m e n t   A l g o r i t h m   b a s e d   o n   N o n l i n e a r   S m o o t h i n g ,   P r o c e d i a   E n g . ,   v o l .   1 5 ,   p p .   2 3 6 9 2 3 7 3 ,   2 0 1 1 .   [ 1 1 ]   P .   W a n g ,   H .   C h e n ,   X .   Y a n g ,   a n d   Y .   M a ,   D e s i g n   a n d   A n a l y s i s   o f   a   M o d e l   P r e d i c t i v e   C o n t r o l l e r   f o r   A c t i v e   Q u e u e   M a n a g e m e n t ,   I S A   T r a n s . ,   v o l .   5 1 ,   n o .   1 ,   p p .   1 2 0 1 3 1 ,   J a n .   2 0 1 2 .   [ 1 2 ]   Y .   L i u ,   X .   L i u ,   Y .   J i n g ,   a n d   S .   Z h o u ,   A d a p t i v e   B a c k s t e p p i n g   H T r a c k i n g   C o n t r o l   w i t h   P r e s c r i b e d   P e r f o r m a n c e   f o r   I n t e r n e t   C o n g e s t i o n ,   I S A   T r a n s . ,   v o l .   7 2 ,   p p .   9 2 9 9 ,   2 0 1 8 .   [ 1 3 ]   K .   O .   O k o k p u j i e ,   E .   C .   C h u k w u ,   E .   N o m a - O s a g h a e ,   a n d   I .   P .   O k o k p u j i e ,   " N o v e l   A c t i v e   Q u e u e   M a n a g e m e n t   S c h e m e   f o r   R o u t e r s   i n   W i r e l e s s   N e t w o r k s , "   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o n   C o m m u n i c a t i o n s   A n t e n n a   a n d   P r o p a g a t i o n   ( I .   R e .   C A P ) ,   v o l .   8 ,   p p .   5 3 - 6 1 ,   2 0 1 8 .   [ 1 4 ]   K .   O .   O k o k p u j i e ,   O .   O k o y e i g b o ,   J .   O k h a i f o h ,   O .   O s e m w e g i e ,   a n d   N .   N k o r d e h ,   " P e r f o r m a n c e   A n a l y s i s   a n d   M o d e l i n g   o f   M I M O   S y s t e m s , "   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   A p p l i e d   E n g i n e e r i n g   R e s e a r c h ,   v o l .   1 1 ,   p p .   1 1 5 3 7 - 1 1 5 4 1 ,   2 0 1 6 .   [ 1 5 ]   O .   O b i n n a ,   O .   K e n n e d y ,   O .   O s e m w e g i e ,   a n d   N .   N s i k a n ,   " C o m p a r a t i v e   A n a l y s i s   o f   C h a n n e l   E s t i m a t i o n   T e c h n i q u e s   i n   S I S O ,   M I S O   a n d   M I M O   S y s t e m s , "   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r o n i c s   a n d   T e l e c o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   6 3 ,   p p .   2 9 9 - 3 0 4 ,   2 0 1 7 .   [ 1 6 ]   K e n n e d y ,   O k o k p u j i e .   " R e a l i z a t i o n   o f   M P L S - B a s e d   V P N   N e t w o r k   f o r   I m p r o v e d   Q o s   M e t r i c s . "   T e l e c o m m u n i c a t i o n   C o m p u t i n g   E l e c t r o n i c s   a n d   C o n t r o l   ( T E L K O M N I K A ) ,   v o l .   1 6 ,   n o .   5 ,   2 0 1 8 .   [ 1 7 ]   O k o k p u j i e ,   K e n n e d y   O . ,   E m m a n u e l   C .   C h u k w u ,   E t i n o s a   N o m a - O s a g h a e ,   a n d   I m h a d e   P .   O k o k p u j i e .   " N o v e l   A c t i v e   Q u e u e   M a n a g e m e n t   S c h e m e   f o r   R o u t e r s   i n   W i r e l e s s   N e t w o r k s . "   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o n   C o m m u n i c a t i o n s   A n t e n n a   a n d   P r o p a g a t i o n   ( I .   R e .   C A P ) ,   v o l . 8 ,   n o .   1 ,   p p .   5 3 - 6 1 ,   2 0 1 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :     3 5 9   -   3 6 8   3 6 8 [ 1 8 ]   O b i n n a ,   O k o y e i g b o ,   O k o k p u j i e   K e n n e d y ,   O m o r u y i   O s e m w e g i e ,   a n d   N k o r d e h   N s i k a n .   " C o m p a r a t i v e   A n a l y s i s   o f   C h a n n e l   E s t i m a t i o n   T e c h n i q u e s   i n   S I S O ,   M I S O   a n d   M I M O   S y s t e m s . "   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r o n i c s   a n d   T e l e c o m m u n i c a t i o n s ,   6 3 ,   n o .   3 ,   2 9 9 - 3 0 4 ,   2 0 1 7 .   [ 1 9 ]   O b i a z i ,   A .   M .   O . ,   F .   I .   A n y a s i ,   K e n n e d y   O .   O k o k p u j i e ,   J .   B .   E r u a ,   a n d   O .   A .   O s a h e n v e m w e n .   " A n   I n n o v a t i v e   T e c h n i q u e   i n   S w i t c h i n g   E l e c t r i c a l   A p p l i a n c e s :   A n   O m n i - D i r e c t i o n a l   R F   R e m o t e   C o n t r o l   S w i t c h   M e c h a n i s m . "   J o u r n a l   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   4 ,   n o .   4 ,   2 6 8 - 2 7 1 ,   2 0 0 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.