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能源采集随机接入网络中的信息年龄

网络与互联网体系结构 2025-04-23 v3

摘要

我们研究了由多个源-目的对组成的随机接入网络中的信息年龄(AoI),其中每个源节点都具备能源采集能力。每个源节点仅使用从能源采集中获得的能源传输一序列数据包到其目的地。每个数据包编码为有限长度的译码符,刻画了随机接入网络中短译码符传输的特性。通过将批量服务马尔可夫链与随机几何工具相结合,我们推导了网络平均 AoI 的解析表达式,并在两种特殊情况下获得闭式结果,即能源缓冲区大小较小和较大两种情形。我们的分析揭示了能源积累时间与传输成功概率之间的权衡。随后,我们通过联合调整数据包的更新速率和块长度来优化网络平均 AoI。我们的发现表明,在能源受限于能源消耗率超过能源到达率的情形下,最优更新速率应设置为 1。这也意味着,如果预先配置了数据包的最优块长度,则仅支持一次传输的能源缓冲区大小即可。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.01192,
  title  = {Age of Information in Random Access Networks with Energy Harvesting},
  author = {Fangming Zhao and Nikolaos Pappas and Meng Zhang and Howard H. Yang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.01192},
  year   = {2025}
}

备注

Revised manuscript for journal submission. The manuscript has been updated to include remarks on the assumptions, as well as experimental discussions regarding the analytical assumptions