Dublin Core
Title
Age of information in IOT-based wireless networked control systems
Subject
004.68
Ciencias de la computación
Redes de área local inalámbricas - Modelos matemáticos
Sistemas de comunicación inalámbricos - Modelos matemáticos
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2021
Una correcta ocurrencia en el tiempo de transmisión de la información es fundamental
para garantizar el rendimiento de los sistemas de control sobre redes (NCS). A pesar de
que esta ocurrencia está intrínsecamente vinculada a la red de comunicación, hoy en día el
diseño de los sistemas de control en red considera las capas de control y comunicación de
forma separada. Como un paso hacia el cambio de esta perspectiva, este trabajo analiza la
interacción entre ambas capas utilizando los conceptos de la edad de la información (AoI)
y la edad pico en sistemas de control en red basados en el internet de las cosas (IoT), donde
un conjunto de lazos de control independientes operan a través de una red compartida. En
particular, el análisis se centra en cómo se comportan las métricas basadas en el concepto
de la edad del estado en los esquemas inalámbricos de control de acceso al medio (MAC)
típicamente utilizados en las implementaciones de IoT, y cómo este comportamiento se
puede utilizar para explicar la calidad de control (QoC) de los lazos insertados en una
red específica, la cual esta vinculada con dos indicadores clásicos de NCS: el intervalo de
transmisión máximo permitido (MATI) y máximo retardo permitido (MAD).
Se revisan diferentes conceptos relevantes para el estudio de sistemas de control en
redes. Luego, sobre la base de modelos NCS comúnmente utilizados en la literatura, se
derivan expresiones para AoI, la edad pico y la probabilidad de que la edad pico supere un
cierto umbral relacionado con la estabilidad del lazo para NCS inalámbricos que utilizan
dos tipos distintos de protocolos CSMA/CA y un tipo de TDMA. Además, se establecen
algunas ideas sobre la utilidad de ciertos protocolos MAC dependiendo de los requisitos
de diseño específicos, y se realizan comparaciones efectivas en el contexto de ejemplos de
problemas de diseño.
Las principales conclusiones involucran la obtención de diferentes tasas de muestreo
óptimas para la edad de la información en los diferentes protocolos analizados para diferentes
largos de paquetes. Además, la relación entre la edad pico y la estabilidad de los lazos se logra a través de la determinación de tasas de muestreo óptimas para evitar el exceder
un cierto umbral relacionado a la estabilidad del lazo.
para garantizar el rendimiento de los sistemas de control sobre redes (NCS). A pesar de
que esta ocurrencia está intrínsecamente vinculada a la red de comunicación, hoy en día el
diseño de los sistemas de control en red considera las capas de control y comunicación de
forma separada. Como un paso hacia el cambio de esta perspectiva, este trabajo analiza la
interacción entre ambas capas utilizando los conceptos de la edad de la información (AoI)
y la edad pico en sistemas de control en red basados en el internet de las cosas (IoT), donde
un conjunto de lazos de control independientes operan a través de una red compartida. En
particular, el análisis se centra en cómo se comportan las métricas basadas en el concepto
de la edad del estado en los esquemas inalámbricos de control de acceso al medio (MAC)
típicamente utilizados en las implementaciones de IoT, y cómo este comportamiento se
puede utilizar para explicar la calidad de control (QoC) de los lazos insertados en una
red específica, la cual esta vinculada con dos indicadores clásicos de NCS: el intervalo de
transmisión máximo permitido (MATI) y máximo retardo permitido (MAD).
Se revisan diferentes conceptos relevantes para el estudio de sistemas de control en
redes. Luego, sobre la base de modelos NCS comúnmente utilizados en la literatura, se
derivan expresiones para AoI, la edad pico y la probabilidad de que la edad pico supere un
cierto umbral relacionado con la estabilidad del lazo para NCS inalámbricos que utilizan
dos tipos distintos de protocolos CSMA/CA y un tipo de TDMA. Además, se establecen
algunas ideas sobre la utilidad de ciertos protocolos MAC dependiendo de los requisitos
de diseño específicos, y se realizan comparaciones efectivas en el contexto de ejemplos de
problemas de diseño.
Las principales conclusiones involucran la obtención de diferentes tasas de muestreo
óptimas para la edad de la información en los diferentes protocolos analizados para diferentes
largos de paquetes. Además, la relación entre la edad pico y la estabilidad de los lazos se logra a través de la determinación de tasas de muestreo óptimas para evitar el exceder
un cierto umbral relacionado a la estabilidad del lazo.
Creator
Mena Ríos, Juan Pablo
Date
2021-04-30
2021-03-31T10:47:04Z
2021-03-31T10:47:04Z
2021
Contributor
Núñez Retamal, Felipe Eduardo
Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Rights
acceso abierto
Format
xvi, 123 páginas
application/pdf
Language
en
Type
tesis de maestría
Identifier
10.7764/tesisUC/ING/53377
https://doi.org/10.7764/tesisUC/ING/53377
https://repositorio.uc.cl/handle/11534/53377