Age of information-oriented comparative evaluation of channel access mechanisms in multi-rate wireless lans

Gecikmeye duyarlı uygulamalar, gerçek zamanlı verilere ve zaman açısından kritik bilgilere yönelik artan talep nedeniyle son zamanlarda önemli bir ilgi görmektedir. Gecikmeye duyarlı sistemlerde, iletilen bilginin güncelliği güvenilir çalışmayı garanti etmek için çok önemlidir. Bilginin tazeliğini ölçmek için literatürde bilgi yaşı adı verilen bir performans ölçütü tanıtılmıştır. Bu tez çalışmasında, çoklu-hızlı IEEE 802.11 kablosuz LAN üzerinde yaşa duyarlı durum güncelleme paketleri ileten istasyonlar için kanal erişim yöntemleri incelenmiştir. Geleneksel veri trafiği taşıyan kablosuz ağlar için, Dağıtılmış Koordinasyon Forksiyonu (DCF) tarafından tanımlanan geleneksel kanal erişim mekanizması, istasyonların kanala eşit şekilde erişmesine izin vermektedir. Geleneksel kanal erişim mekanizması, çoklu-hızlı ağlarda kullanıcılar arasında veri hacmiadil bant genişliği tahsisi yaparak literatürde de iyi bilinen performans anomalisine yol açmaktadır. Bu anomaliyi düzeltmek için, literatürde hava-zaman-adil kanal erişim yöntemleri önerilmiştir. Son zamanlarda, bilginin yaşı gibi performans ölçütlerinin de çıkmasıyla birlikte durum güncelleme sistemlerine olan ilgi artmıştır. Bu sistemlerde taşınan yaşa duyarlı trafiğin gereksinimlerini karşılamak için veri hacmi, gecikme, kayıp gibi geleneksel performans ölçütleri yerine bilgi yaşı (AoI), tepe bilgi yaşı (PAoI) gibi ölçütlerin daha etkili olduğu görülmüştür. Bu çalışmada, ağdaki kanala erişmek için yarışan kaynakların tepe bilgi yaş değerlerinin ortalaması alınmış ortalama tepe bilgi yaşını (PAoI) düşürmek üzere tasarlanmış yeni bir kanal erişim mekanizması önerilmiştir. Sistemin ortalama tepe bilgi yaşı sistem PAoI olarak adlandırılmıştır. Onerilen erişim mekanizması, diğer erişim mekanizmalarına kıyasla, sistem PAoI parametresini efektif bir sekilde düşürmektedir. Yüzdesel olarak iyileşme miktarı göz önünde bulundurulan sistemin koşullarına, örneğin paket boyutu, istasyonların hız dağılımı, istasyon sayısı gibi, bağlıdır ancak bu ̧calışmada değerlendirilen sistem koşullarında sistem PAoI parametresinde geleneksel kanal erişim mekanizmasına kıyasla 12.04%, hava-zaman-adil kanal erişim mekanizmasına kıyasla 27.44% iyileşme gözlenmiştir. Önerilen erişim mekanizması diğer erişim mekanizmalarına karşı sistem PAoI açısından daha iyi performans göstermesine karşın hava-zaman-adil kanal erişim mekanizmasına kıyasla sistemin toplam veri hacminin düşmesine yol açabilmektedir.