Age of information analysis and optimization in wireless networks
Kablosuz ağlarda bilgi yaşı analizi ve optimizasyonu
- Tez No: 879684
- Danışmanlar: PROF. DR. EMİN ANARIM, PROF. DR. MUTLU KOCA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 196
Özet
Bilgi yaşı (AoI), kablosuz iletişim sistemlerinde kritik bir ölçüt olarak ortaya çıkmıştır ve bilginin tazeliğini temsil etmektedir. Bu tez, kablosuz ağlarda AoI'yi optimize etmeye odaklanarak bilgi iletiminin zamanında ve güvenilirliğini artırmayı amaçlamakta ve modern kablosuz ağlardaki AoI'nin önemini, ölçümlerini ve zorluklarını inceleyerek mevcut literatürün kapsamlı bir değerlendirmesiyle başlamaktadır. Araştırmanın anahtar alanlarından biri, aşağıya doğru yarı-ortogonal çoklu erişim sistemlerinde dinamik kullanıcı eşleme optimizasyonudur. Kullanıcıları AoI ölçümlerine dayalı olarak dinamik olarak eşleyerek, bu algoritmalar bilgi tazeliğini en aza indirgerken ağ verimliliğini en üst düzeye çıkarmayı amaçlamaktadır. Ayrıca, tez, öncelikli farkındalıklı nesnelerin interneti (IoT) ağları için özelleştirilmiş bir zamanlama stratejisi sunmaktadır. Bu strateji, kritik bilgilerin zamanında iletilmesini sağlayarak veri paketlerini aciliyetlerine göre önceliklendirmektedir. Merkezi IoT sistemlerinde blok kodlamanın AoI üzerindeki etkisi de ikili silme kanalı ve ikili simetrik kanal araçlarından faydalanarak incelenmektedir. Blok kodlama tekniklerinin AoI'yi azaltmadaki etkinliği teorik analiz ve simulasyon çalışmalarıyla değerlendirilmektedir. Dahası, ağ kodlamanın çeşitli IoT ağlarında bilgi tazeliğini ve güvenilirliğini artırmadaki rolü incelenmektedir. Bu, çoklu kaynaklı çoklu atlama IoT ağlarında AoI üzerindeki etkisini inceleyerek karmaşık ağ senaryolarında AoI'nin optimize edilmesine yönelik iç görüler sunmaktadır. Sonuç olarak, bu tez, kablosuz ağlarda AoI eniyilemesinin kapsamlı bir çalışmasını sunmakta, algoritma tasarımı, ağ mimarisi, kodlama stratejileri gibi alanları kapsamakta ve zamanında ve güvenilir bilgi iletimini sağlamak için gelecek nesil kablosuz iletişim sistemlerinin evrimine katkıda bulunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The age of information (AoI) has emerged as a crucial metric in wireless communication systems, representing the freshness of information from its generation to its reception. This thesis focuses on optimizing AoI within wireless networks to improve the timeliness and reliability of information delivery and begins with a comprehensive review of existing literature on AoI, examining its significance, metrics, and challenges in modern wireless networks. One key area of investigation is the optimization of dynamic user pairing in downlink non-orthogonal multiple access (NOMA) systems. By dynamically pairing users based on AoI metrics, these algorithms aim to minimize information staleness while maximizing network efficiency. Furthermore, the thesis presents a novel scheduling strategy tailored for priority-aware Internet of things (IoT) networks to optimize AoI. This strategy prioritizes data packets based on their urgency, ensuring timely delivery of critical information. The impact of block coding on AoI in centralized IoT systems is also explored, leveraging insights from binary erasure channel (BEC) and binary symmetric channel (BSC). The effectiveness of block coding techniques in reducing AoI is evaluated through theoretical analysis and numerical experiments. Moreover, the role of network coding in improving information freshness and reliability across diverse Internet of things (IoT) networks is investigated. This includes examining its impact on AoI in multi-source multi-hop IoT networks, providing insights into optimizing AoI in complex network scenarios. In conclusion, this thesis presents a comprehensive exploration of AoI optimization in wireless networks, spanning algorithm design, network architecture, coding strategies and contributes to the evolution of next-generation wireless communication systems towards achieving timely and reliable information delivery.
Benzer Tezler
- Yapı bilgi modelleme tabanlı hesaplamalı tasarım yaklaşımı ile mimari tasarım iş akışlarının verimliliğinin sağlanması
Ensuring the efficiency of architectural design workflowswith computational design approach based on building information modeling
AYŞEGÜL ÖZLEM BAYRAKTAR SARI
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERYEM BİRGÜL ÇOLAKOĞLU
- İstanbul Boğazı deniz trafiği için kuyruk teorisi uygulaması ve süreç optimizasyonu
Queueing theory application and process optimization for Istanbul Strait sea traffic
İSMAİL KARACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN ARSLAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER SÖNER
- Unifying remote sensing and web GIS infrastructure design and implementation of weighted overlay analysis on vegetation indices
Uzaktan algılama ve web CBS altyapı tasarımının birleştirilmesi ve bitki örtüsü üzerinde çok katmanlı ağırlıklı çakıştırma analizinin uygulanması
BARKIN KOCAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiCoğrafi Bilgi Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA TEVFİK ÖZLÜDEMİR
- Analitik hiyerarşi prosesi ve mekansal enterpolasyon yöntemlerinin yolculuk talebi belirleme yaklaşımı olarak kullanılabilirliğinin incelenmesi
Investigation of the use of analytical hierarchy process and spatial interpolation methods as a travel demand forecasting approach
BİLGE YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UĞUR ALGANCI
- Gömülü sistemlerde sesli komut tanıma
Voice command recognation in embedded systems
CAN ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA DOĞAN