时间相关衰落信道下的最优年龄低功耗状态更新
信息论
2021-02-02 v2 math.IT
摘要
本文考虑状态更新系统中的传输调度问题，其中更新周期性生成并经由 Gilbert-Elliott 衰落信道传输。目标是在平均能量约束下最小化目的地处的长时平均信息年龄（AoI）。我们考虑获取信道状态信息（CSI）的两种实际情形：（i）\emph{无信道感知}和（ii）\emph{带延迟信道感知}。对于情形（i），信道状态在发送端于传输后收到 ACK/NACK 时揭示，但若未发生传输，信道状态不被揭示。因此，我们必须设计在能量、AoI、信道探测与信道利用之间权衡的方案。该问题被建模为约束部分可观测马尔可夫决策过程问题（POMDP）。为降低算法复杂度，我们证明最优策略是不超过两个平稳确定性策略的随机混合，其中每个策略在信道信念上均为阈值型。对于情形（ii），（延迟）CSI 通过信道感知在发送端可用。此时，权衡仅存在于 AoI 与能耗之间，问题被建模为约束 MDP。最优策略被证明具有与情形（i）类似的结构，但带有与 AoI 关联的阈值。最后，对所提结构感知算法的性能进行数值评估，并与贪心（Greedy）策略比较。
引用
@article{arxiv.2012.02958,
title = {Age-Optimal Low-Power Status Update over Time-Correlated Fading Channel},
author = {Guidan Yao and Ahmed M. Bedewy and Ness B. Shroff},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.02958},
year = {2021}
}