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: Belirtilmemiş.
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
- Design and analysis of optical wireless communication systems under energy constraints
Optik kablosuz iletişim sistemlerinin enerji kısıtları altında tasarım ve analizi
KHADIJEH ALI MAHMOODI
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT UYSAL
- Machine learning based design of gap waveguides
Makine öğrenmesi tabanlı boşluk dalga kılavuzu tasarımı
UĞUR ALKAŞI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÇAYÖREN
- Bilişim çağında mimarlık: Tasarım, yapım ve planlama alanlarında makine öğrenimi çalışmalarının bibliyometrik analizi
Architecture in the information age: A bibliometric analysis of machine learning studies in the fields of design, construction, and planning
HATİCE HAZAL EMSEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
MimarlıkAkdeniz ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HİLAL TUĞBA ÖRMECİOĞLU
- Modern ve klasik optimizasyon yöntemlerinin entomolojide yeni bir uygulaması
A new application of modern and classical optimization methods in entomology
İLYAS ÜNEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
MatematikSüleyman Demirel ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ŞAHİNER
- Üriner sistem taşlarının değerlendirilmesinde dual enerjili bilgisayarlı tomografinin rolü
The role of dual energy computerized tomography in evaluation of urinary system stone
MESUT ÇETİN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2017
Radyoloji ve Nükleer TıpHarran ÜniversitesiRadyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DİLEK ŞEN DOKUMACI