Delay and Age-of-Information (AoI) are two crucial performance metrics for emerging time-sensitive applications in Industrial Internet of Things (IIoT). In order to achieve optimal performance, studying the inherent interplay between these two parameters in non-trivial task. In this work, we consider a Device-to-Device (D2D)-based heterogeneous IIoT network that supports two types of traffic flows, namely AoI-orientated. First, we introduce a distributed backlog-aware random access protocol that allows the AoI-orientated nodes to opportunistically access the channel based on the queue occupancy of the delay-oriented node. Then, we develop an analytical framework to evaluate the average delay and the average AoI, and formulate an optimization problem to minimize the AoI under a given delay constraint. Finally, we provide numerical results to demonstrate the impact of different network parameters on the performance in terms of the average delay and the average AoI. We also give the numerical solutions of the optimal parameters that minimize the AoI subject to a delay constraint.


翻译:延迟和时间信息(AoI)是两个关键的业绩衡量标准,用于在物的工业互联网(IIoT)中新出现的时间敏感应用。为了实现最佳业绩,我们研究了这两个参数在非三重任务中的内在相互作用。在这项工作中,我们考虑一个基于设备到设计(D2D)的多种IIoT网络,支持两种类型的交通流动,即面向AoI的网络。首先,我们引入一个分散的、有记录地随机访问协议,允许AoI的定向节点在排队时有机会进入该频道。然后,我们开发一个分析框架,评估平均延迟和平均AoI,并制定一个优化问题,以便在一定的延迟限制下将AoI降到最低。最后,我们提供数字结果,以证明不同网络参数对平均延迟和平均AoI的性能的影响。我们还给出了最佳参数的数值解决方案,以尽量减少受延迟制约的AoI。

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