RIS 辅助无线网络中信息年龄的优化
信号处理
2022-04-14 v3
摘要
在本文中，我们考虑一个由基站（BS）组成的无线网络，该基站服务于多个实时业务流，将信息更新转发至其目的地，以维持时间关键型应用的信息新鲜度。由于无线信道可能因传播环境的缺陷（如深度衰落、阻塞等）而不可靠，我们将可重构智能表面（RIS）集成到无线系统中，以减轻传播引起的损伤、增强无线链路质量，并确保这些实时应用达到所需的信息新鲜度。针对该网络设置，我们研究业务流调度与 RIS 相移矩阵的联合优化，目标是最小化长期平均信息年龄（AoI）。所公式化的优化问题是一个混合整数非凸优化问题，难以求解。为规避高度耦合的优化变量，并借助双层优化，我们将原问题分解为外层业务流调度问题和内层 RIS 相移矩阵问题。对于外层问题，由于其复杂性和包到达的随机性，我们采用深度强化学习（DRL）方案，将业务流调度建模为马尔可夫决策过程（MDP），并调用近端策略优化（PPO）求解。而决定 RIS 配置的内层问题则通过半定松弛（SDR）求解。最后，我们通过大量仿真表明，我们的方法评估了调度策略与 RIS 配置对长期平均 AoI 的综合影响，并证明了其相对于其他基准方案的优越性。
引用
@article{arxiv.2103.06405,
title = {Age of Information Optimization in a RIS-Assisted Wireless Network},
author = {Ali Muhammad and Mohamed Elhattab and Mohamed Amine Arfaoui and Ahmed Al-Hilo and Chadi Assi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.06405},
year = {2022}
}