无线网络化控制中实时远程估计的 HARQ 优化
信息论
2023-01-16 v3 系统与控制
系统与控制
math.IT
摘要
本文分析了在各种混合自动重传请求（HARQ）数据包重传方案下，线性时不变动态系统远程估计的无线网络控制。在传统 HARQ 中，数据包可靠性随附加包逐步提升；然而，每次重传都会使信息年龄（Age of Information）最大化增加，并导致估计均方误差（MSE）性能严重退化。我们优化标准 HARQ 方案，允许部分重传以逐步提升数据包可靠性并限制 AoI 增长。在增量冗余 HARQ 中，我们优化重传时间以实现下一状态更新的提前到达。在 Chase 合并 HARQ 中，由于包长固定，我们采用非正交信令在单一时隙中同时进行重传与新更新。非正交重传在不延迟新鲜更新的前提下提升了数据包可靠性。我们以所提出的基于 MSE 方差的代价函数与标准长期平均 MSE 代价函数构建双目标优化，以保障短期性能稳定性。利用马尔可夫决策过程建模，我们在所提 HARQ 方案下求得最优静态与动态策略，进一步改善 MSE 性能。仿真结果表明，所提基于 HARQ 的策略比标准基于 HARQ 的策略更鲁棒，并取得显著更优且更稳定的 MSE 性能。
引用
@article{arxiv.2201.05838,
title = {HARQ Optimization for Real-Time Remote Estimation in Wireless Networked Control},
author = {Faisal Nadeem and Yonghui Li and Branka Vucetic and Mahyar Shirvanimoghaddam},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.05838},
year = {2023}
}
备注
This article is submitted to IEEE Transactions on Wireless Communications