基于吸收马尔可夫链的离散时双队列系统信息年龄分析
信息论
2025-09-30 v1 math.IT
摘要
状态更新系统需要及时收集感知信息，部署多个传感器/服务器以获取多样性收益被视为可行方案。本文构建了一个吸收马尔可夫链(AMC)来精确建模具有生成即会(Generate at Will, GAW)状态更新、离散相型(Discrete Phase-Type, DPH-type)分布服务时间以及传输冻结的离散时双队列( DTDQ)状态更新系统。具体而言，在传输初始化后一段固定时隙内冻结传输，然后根据两个服务器的可用性和优先级，允许其中一台服务器同时采样监测的物理过程并传输一个状态更新数据包。基于离散时 AMC，我们提供两种信息年龄(Age of Information, AoI)和峰值信息年龄(Peak AoI, PAoI)的精确分布，进而推导任意阶矩。此外，我们通过多种典型服务时间分布（包括几何、均匀和三角分布）对冻结机制进行分析。结果表明，为 DTDQ 系统引入冻结机制在各种服务时间分布下均显著降低平均 AoI。我们还研究了服务时间统计参数及两台服务器之间异质性对冻结收益（即采用最优冻结策略所获得的平均 AoI 降低幅度）的影响。
引用
@article{arxiv.2509.23360,
title = {Absorbing Markov Chain-Based Analysis of Age of Information in Discrete-Time Dual-Queue Systems},
author = {Yifan Feng and Nail Akar and Zhengchuan Chen and Mehul Motani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.23360},
year = {2025}
}