物联网系统中具有固定与随机截止时间的组播传输的信息年龄

在本文中，我们考虑一个实时物联网（IoT）系统的组播传输，其中接入点（AP）向多个物联网设备发送带时间戳的状态更新。与现有仅考虑无截止时间组播传输的研究不同，我们对每个组播状态更新的服务时间施加截止时间，同时考虑固定和随机分布的截止时间。具体而言，当状态更新的截止时间到期或被一定数量的物联网设备成功接收时，该更新被丢弃。考虑截止时间对许多新兴物联网应用十分重要，因为过时的状态更新对物联网设备无用。我们通过采用最近提出的指标——信息年龄（AoI，定义为自最近接收到的状态更新生成以来经过的时间）——来评估状态更新投递的时效性。在推导出物联网设备上所有可能接收结果的服务时间分布后，我们成功获得了平均 AoI 和平均峰值 AoI 的闭式表达式。仿真验证了性能分析，表明带截止时间的组播传输比无截止时间实现了更低的平均 AoI，且存在一个可最小化平均（峰值）AoI 的最优截止时间值。结果还显示，固定与随机截止时间在不同截止时间区间各有优势。