Age of information based flow control in communication networks
Haberleşme ağlarında bilgi yaşına dayalı akış kontrolü
- Tez No: 824652
- Danışmanlar: PROF. DR. ELİF YUSAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 193
Özet
Bu tez sınırlı bant genişliğine sahip bağlantılar üzerinde çalışan benzetilmiş ve gerçek dünya uygulamalarındaki AoI nin ölçümler yoluyla incelenmesiyle başlar; burada elde edilen sonuçlar, deneysel ölçümler ile teorik sonuçlar arasında benzerlikleri ortaya koymaktadır. Ayrıca, bu çalışma WiFi, LTE, 3G, 2G ve Ethernet gibi farklı ağ teknolojileri tarafından sağlanan TCP/IP bağlantıları üzerinde AoI değişikliklerini analiz etmektedir. Bunun ardından AoI ölçümlerinde senkronizasyon hatalarının ele alınması ve bunun için bir çözüm sunulması gelir. Bu çalışmada pratik senaryolarda AoI davranışını daha derinlemesine anlamak için IoT düğümleri üzerinde TCP, UDP ve Web Soketleri protokollerine göre AoI ölçümleri de yapılmıştır. Ayrıca, ağ öznitelikleri hakkında önceden herhangi bir bilgi sahibi olmadan AoI yi minimize edebilen derin öğrenmeye dayalı bir yaklaşım sunulmaktadır. Bu gözlemler, OSI nin uygulama katmanında Age-Aware Application Layer Forward Error Correction (A3L-FEC) adlı, yaş ihlalini önleyerek veri tazeliğini artırmayı amaçlayan rol tabanlı bir veri akış denetleyicisinin tasarımının temelini oluşturmaktadır. A3L-FEC, ileri hata düzeltme ve kullanıcı datagram protokolünü kullanarak taze verinin güvenilir iletimini sağlar. Protokol, farklı uygulama türleri için A3L-FEC-FSFB ve A3L-FEC-VSVB olmak üzere iki varyant önerir; her biri farklı örnek oluşturma, iletim aralıkları ve uyarlanabilir blok uzunluğu seçimi ile çalışır. A3L-FEC nin farklı ağ koşulları ve uygulama gereksinimleri altında değerlendirmeleri gerçekleştirilmiş ve yaş ihlali kontrol performansı mininet emülatör ortamında TCP-BBR ve MATLAB da ACP+ ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, A3L-FEC nin yaş ihlallerini en aza indirmede ve veri tazeliğini artırmada TCP-BBR ve ACP+ ya göre etkili olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis begins with a study of AoI through measurements on bandwidth-limited links in emulated and real-world applications, where its results reveal similarities between the empirical measurements with the theoretical results. Furthermore, this study analyzes AoI variations over TCP/IP links that use WiFi, LTE, 3G, 2G, and Ethernet. It follows by addressing the issue of synchronization errors in AoI measurements and a solution for it. To achieve a deeper understanding of AoI behavior in practical scenarios, this study extends to measure AoI related to IoT nodes over TCP, UDP, and Web Sockets protocols. Also, we present a deep reinforcement learning-based approach that can minimize the AoI without any prior knowledge about the network attributes. These observations provide the basis for the design of Age-Aware Application Layer Forward Error Correction (A3L-FEC), a role-based data flow controller in the application layer of OSI with the aim of improving data freshness by preventing age violation. A3L-FEC ensures the reliable transmission of fresh data by leveraging forward error correction and user datagram protocol. The protocol proposes two variations, A3L-FEC-FSFB and A3L-FEC-VSVB for different types of applications, where each one operates with different sample generation, transmission intervals, and adaptive blocklength selection. Evaluations of A3L-FEC under different network conditions and application requirements have been performed and its age violation control performance has been compared with TCP-BBR in the mininet emulator environment and ACP+ in MATLAB. The outcomes reveal the effectiveness of A3L-FEC in minimizing age violations and improving data freshness compared to TCP-BBR and ACP+.
Benzer Tezler
- Markov zincirleri ile pazar payı tahmini ve renkli televizyon pazarına ilişkin bir uygulama
Market share estimation of colored TV with markov chains for the period of 1990-1995
BÜLENT MENGÜÇ
- Gezgin haberleşme sistemleri için yalın zamanlama algoritması
Lean scheduling algorithm for wireless communication
MEHMET İZZET SAĞLAM
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- 1980 sonrası üretim ve hizmet etkinlikleri ilişkilerinin tanımlanması mekana yansımaları ve İstanbul bölgesi kapsamında bir değerlendirme
Explaining spatial relations of the manufacturing and service activities: A case study in Istanbul region
GAMZE MERT
Doktora
Türkçe
2003
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALE ÇIRACI
- Düşük bir hızlarında konuşma kodlama ve uygulamaları
Low bit rate speech coding and applications
TARIK AŞKIN
Doktora
Türkçe
1999
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. GÜNSEL DURUSOY
- Bir metafor olarak köpük kent
Foam city as a metaphor
SABRİYE DERYA YÜCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELTEM AKSOY