面向目标导向通信中基于处理和执行误差约束的情报年龄最小化
信息论
2025-08-12 v1 math.IT
最优化与控制
摘要
我们研究了一个源监控演化为离散时间、两状态马尔可夫链的目标导向通信系统。在每个时间槽中，控制器决定是否采样环境以及是否传输原始样本或处理后的样本至控制器。处理可提高不可靠无线信道上的传输可靠性，但会产生额外成本。目标是最小化长期平均情报年龄（AoI），同时受制于源端的成本约束和执行误差（CAE）的约束。CAE是一种语义指标，为不同类型的执行误差分配不同的惩罚。尽管降低AoI可能有助于降低CAE，但仅优化AoI是不够的，因为它忽略了底层过程的演化。例如，更快的源动态会导致相同平均AoI下的更高CAE，不同的AoI轨迹在相同平均AoI下也可能导致显著不同的CAE。为此，我们提出了一种 stationary随机化策略，能够在所有可行策略中实现平均AoI的乘法因子上限。进行大量数值实验，以 characterize系统在各种参数下的行为。这些结果为优化问题的可行性、近最优动作的结构以及AoI、CAE以及相关成本之间的根本性权衡提供了见解。
引用
@article{arxiv.2508.07865,
title = {Age of Information Minimization in Goal-Oriented Communication with Processing and Cost of Actuation Error Constraints},
author = {Rishabh S. Pomaje and Jayanth S. and Rajshekhar V. Bhat and Nikolaos Pappas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.07865},
year = {2025}
}