Анализ показателя AoI при промышленном развёртывании IoT

Понятие возраст информации (Age of Information, AoI) появилось не так давно и на сегодняшний день недостаточно исследовано. Данный термин характеризует актуальность данных в различных технических системах и является необходимым для их корректной работы, поскольку позволяет вовремя получать критически значимую информацию, тем самым предотвращая различные неполадки. Активное внедрение приложений, требующих передачи важной по времени информации о состоянии интересующего процесса между источником и получателем к базовой станции или к другим узлам системы, привело к потребности обеспечения новизны различных показателей во многих областях. Использование AoI осуществляется в беспроводных и сенсорных сетях, где узлы сообщают о наблюдениях центральному процессору, что позволяет производить мониторинг различных этапов функционирования системы. Данная метрика применяется в наблюдениях за условиями окружающей среды или корректностью работы производственных станков, а своевременность передаваемого сообщения в таких приложениях является важной и часто критической целью, поскольку устаревшее сообщение может потерять свою ценность и привести к серьёзным проблемам. Существующие работы показывают, что AoI - принципиально новая метрика, сильно отличающаяся от других и позволяющая своевременно обновлять показатели эффективности систем, поддерживая их на значениях, обеспечивающих высокую актуальность информации. В последнее время AoI породил новые метрики, а в научных работах стали чаще появляться такие понятия, как средний возраст информации (Average Age of Information, AAoI) и пиковый возраст информации (Peak Age of Information, PAoI). Как правило, они рассчитываются и анализируются для моделей систем массового обслуживания с различным распределением от простого до более сложного. В данной работе будут исследованы все вышеперечисленные показатели, описано их применение в реальной жизни, показаны примеры расчётов, а также представлен обзор популярных исследований в данной области.

Analysis of the AoI indicator in the industrial deployment of the IoT

The concept of age of information (AoI) is new and insufficiently studied to date. This term denotes the relevance of data in different technical systems and is necessary for their correct operation. This helps to receive critical information in time and prevent various problems. Now applications are being actively implemented that require the transmission of time-critical information about the state of the process of interest between the source and the recipient to the base station or to other nodes of the system. This has led to the need to ensure the novelty of different indicators in a lot of areas. The use of AoI is carried out in wireless and sensor networks, where nodes report observations to the central processing unit and this allows monitoring of stages of the system operation. This metric is used in applications where the timeliness of the transmitted message in such applications is an important and often critical goal, because a stale message can lose its value and create serious problems. Existing papers show that AoI is a fundamentally new metric that is very different from others and help to update system performance indicators in time. Recently, AoI has given rise to new metrics, and concepts such as Average Age of Information (AAoI) and Peak Age of Information (PAoI) have become more common in scientific articles. As a rule, they are calculated and analyzed for models of queuing systems with different distributions from simple to more complex. In this paper, all these indicators will be explored, their application in real life will be described, examples of calculations will be shown, and an overview of popular research in this area will be presented.