工业物联网中基于年龄驱动的联合采样与非时隙调度
信息论
2023-12-19 v1 math.IT
摘要
对时间敏感的工业应用的有效控制依赖于底层传感器的数据实时传输。本文通过信息年龄（AoI）来量化数据新鲜度，联合设计采样与非时隙调度策略，以在平均能量开销与有限队列稳定性约束下最小化传感器间的最大时间平均信息年龄（MAoI）。为克服该复杂随机过程高度耦合带来的难处理性，我们首先关注单传感器时间平均 AoI 优化问题，并利用拉格朗日方法将约束马尔可夫决策过程（CMDP）转化为无约束马尔可夫决策过程（MDP）。借助展开为贝尔曼方程的无限时间平均能量与 AoI 表达式，单传感器时间平均 AoI 优化问题可通过稳态分布概率求解。进一步，我们针对多传感器场景提出了一种低复杂度的次优采样与半分布式调度方案。仿真结果表明，所提方案显著降低了 MAoI，同时在多传感器的采样率与服务率之间实现了平衡。
引用
@article{arxiv.2205.04092,
title = {Age-driven Joint Sampling and Non-slot Based Scheduling for Industrial Internet of Things},
author = {Yali Cao and Yinglei Teng and Mei Song and Nan Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.04092},
year = {2023}
}