In this paper, a dense Internet of Things (IoT) monitoring system is studied in which a large number of devices contend for transmitting timely status packets to their corresponding receivers over wireless noisy channels, using a carrier sense multiple access (CSMA) scheme. When each device completes one transmission, due to possible transmission failure, two cases with and without transmission feedback to each device must be considered. Particularly, for the case with no feedback, the device uses policy (I): It will go to an idle state and release the channel regardless of the outcome of the transmission. For the case with perfect feedback, if the transmission succeeds, the device will go to an idle state, otherwise, it uses either policy (W), i.e., it will go to a waiting state and re-contend for channel access; or it uses policy (S), i.e., it will stay at a service state and occupy this channel to attempt another transmission. For those three policies, the closed-form expressions of the average age of information (AoI) of each device are characterized under schemes with and without preemption in service. It is shown that, for each policy, the scheme with preemption in service always achieves a smaller average AoI, compared with the scheme without preemption. Then, a mean-field approximation approach with guaranteed accuracy is developed to analyze the asymptotic performance for the considered system with an infinite number of devices and the effects of the system parameters on the average AoI are characterized. Simulation results show that the proposed mean-field approximation is accurate even for a small number of devices. The results also show that policy (S) achieves the smallest average AoI compared with policies (I) and (W), and the average AoI does not always decrease with the arrival rate for all three policies.


翻译:在本文中,人们正在研究一个密集的Tings Internet(IoT)监测系统,在该系统中,大量设备在使用承运人感知多重访问(CSMA)计划的情况下,通过无线噪音频道向相应的接收器传送及时状态包。当每台设备完成一个传输时,由于可能的传输失败,必须审议两个有或没有传输反馈给每个设备的案例。特别是,对于没有反馈的情况,设备使用政策(I):它会进入一个闲置状态,释放频道,而不管传输结果如何。如果有完美的反馈,设备就会转向一个闲置状态,使用无线噪音频道的频道接收器。如果传输成功,设备就会转向一个闲置状态,使用无线噪音的接收器,否则它就会使用政策(W),即,当每台设备完成一个等待状态,并重新调换到一个传输装置的反馈。对于这三项政策来说,设备的平均信息年龄(AoI)的封闭式表达方式是有计划,而且没有预置置置值。 显示,对于每个系统来说,平均的A-salalalal ealalal eal(A) e) 计划会显示一个比A-servialalalalalalalal 计划会显示一个比Axe) 方法比A-salal-salalal-salalal-s vial vial-s view view violal violal view violal viol

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