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dc.creatorGrybosi, Jorge Felipe-
dc.date.accessioned2023-03-09T19:56:36Z-
dc.date.available2023-03-09T19:56:36Z-
dc.date.issued2022-12-19-
dc.identifier.citationGRYBOSI, Jorge Felipe. Age of information: pontualidade da informação em aplicações de monitoramento remoto. 2022. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30802-
dc.description.abstractThis work proposes using the Age of Information (AoI) as a metric to evaluate how fresh is the decoded information at the destination when compared to the monitored process at the information source. This metric became relevant in the Internet of Things (IoT) context, as, in contrast to traditional metrics such as throughput and delay, it quantifies the importance of an update regarding the freshness and timeliness of its content. Timely updating a destination incurs in using the available resources in the network in the best manner to guarantee a reasonable performance. Throughout the work, two application scenarios are presented with numerical and analytical analysis, emphasizing optimization parameters in a remote monitoring network to obtain a better average AoI. The first scenario intends to evaluate the trade-off between average AoI and energy consumption, considering a source that updates a destination adopting retransmissions. In a complementary manner, the proposition of using receive diversity in addition to the diversity gain obtained by the retransmissions presented a better trade-off between the energy used in the transmissions and the average AoI at the destination. The next topic is a more complex scenario, where the average AoI is evaluated when multiple devices update a destination to a common wireless channel. Therefore, the message decoding depends not only on the large and small channel fading aspects but on the simultaneous transmission of other devices, which causes a collision, and all the transmitted messages are lost. Seeking to recover some information even when a collision happens, the Successive Interference Cancellation (SIC) technique is proposed. With this in mind, numerical and analytical results are presented to evaluate the advantages of such an extension. Additionally, closed expressions for the channel access probability that minimizes the network average AoI are presented. It is possible to infer that all the presented extensions throughout the work incur advantages considering the average AoI as a performance metric. Furthermore, the increased processing incurred by the extensions is only on the destination side, which generally has no processing constraints, thus not increasing power consumption on the message source, which often has power/processing restrictions.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/pt_BR
dc.subjectInternet das coisaspt_BR
dc.subjectSensoriamento remotopt_BR
dc.subjectDesempenho - Análisept_BR
dc.subjectSistemas de telecomunicaçãopt_BR
dc.subjectSistemas de comunicação sem fiopt_BR
dc.subjectInternet of thingspt_BR
dc.subjectRemote sensingpt_BR
dc.subjectPerformance - Analysispt_BR
dc.subjectTelecommunication systemspt_BR
dc.subjectWireless communication systemspt_BR
dc.titleAge of information: pontualidade da informação em aplicações de monitoramento remotopt_BR
dc.title.alternativeAge of information: information freshness in remote monitoring applicationspt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.description.resumoEste trabalho propõe a utilização da métrica AoI (do inglês Age of Information) como critério para avaliar o quão recente é a informação obtida no destino com relação ao processo monitorado em uma fonte. Essa ferramenta tornou-se relevante no contexto de Internet das Coisas (IoT, do inglês Internet of Things), pois, em contraste com métricas tradicionais como throughput e delay, permite quantificar a importância de uma mensagem com relação à novidade e pontualidade de seu conteúdo. Atualizar o destino de forma pontual implica em utilizar os recursos disponíveis na rede da melhor forma possível para garantir um desempenho aceitável. Ao longo do trabalho, são abordados dois contextos de aplicação da métrica em conjunto com análises numéricas e analíticas, verificando os parâmetros que podem ser otimizados para em média obter-se uma melhor AoI. O primeiro cenário compreende avaliar o compromisso entre energia consumida e a AoI média, considerando uma fonte atualizando um destino utilizando retransmissões. De forma complementar, a proposta de utilizar diversidade na recepção em conjunto com a replicação de mensagens apresentou um compromisso melhor entre a energia utilizada nas transmissões e a AoI média obtida no destino. Na sequência é apresentado um cenário mais complexo, onde a AoI média é analisada quando múltiplos dispositivos buscam atualizar um destino em um canal sem fio comum a todos. Portanto, a decodificação de uma mensagem depende, além das características em larga e pequena escala do canal, também da transmissão simultânea de outros dispositivos, o que causa uma colisão e as mensagens transmitidas são perdidas. Buscando recuperar alguns dados mesmo no caso de uma colisão, propõe-se a utilização da técnica de cancelamento sucessivo de interferência (SIC, do inglês Successive Interference Cancellation) no destino. Com esse propósito, resultados numéricos e analíticos são apresentados para avaliar as vantagens de tal implementação. Adicionalmente, são apresentadas expressões para a probabilidade de acesso ao canal que minimiza a AoI média da rede. É possível concluir que todas as propostas apresentadas no decorrer do trabalho incorrem em melhorias considerando a AoI média como métrica de desempenho. Ademais, as extensões propostas implicam em processamento adicional apenas no destino, que geralmente não possui limitações de processamento, portanto não incorre em aumento de consumo na fonte, que geralmente possui restrições de consumo/processamento.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0002-9083-5110pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6267979709382593pt_BR
dc.contributor.advisor1Rebelatto, João Luiz-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-1682-2215pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8633387185514637pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Moritz, Guilherme Luiz-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0003-3628-2321pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0736175449254807pt_BR
dc.contributor.referee1Brante, Glauber Gomes de Oliveira-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0001-6006-4274pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8347190422243353pt_BR
dc.contributor.referee2Peron, Guilherme de Santi-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-5794-0237pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/7845448730478685pt_BR
dc.contributor.referee3Rebelatto, João Luiz-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-1682-2215pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/8633387185514637pt_BR
dc.contributor.referee4Pellenz, Marcelo Eduardo-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0001-6108-6272pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/6834497622047154pt_BR
dc.contributor.referee5Souza, Richard Demo-
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/0000-0002-7389-6245pt_BR
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/6825512654223870pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrialpt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApt_BR
dc.subject.capesEngenharia Elétricapt_BR
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