Age of information based flow control in communication networks

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik Ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: SAJJAD BAGHAEE

Danışman: Elif Uysal

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

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.