面向及时状态更新的低功耗随机接入：基于分组还是基于连接？
网络与互联网体系结构
2023-12-14 v2
摘要
本文研究了具有信息新鲜度要求（以信息年龄（AoI）衡量）的及时状态更新系统的低功耗随机接入协议。在大规模网络中，一个基本挑战是以实现低全网 AoI 同时消耗最小功率的方式调度大量发射机接入无线信道。传统的基于分组的随机接入协议让发射机通过发送完整数据包来竞争信道。当包时长较长时，因包冲突而浪费的时间可能很可观。相比之下，基于连接的随机接入协议在发送数据包前先与接收机建立连接。从信息新鲜度角度看，应存在有利于其中一种方法而非另一种的条件。我们给出了基于分组和基于连接的随机接入协议的平均 AoI 的比较研究。具体而言，我们考虑将帧时隙 Aloha（FSA）作为基于分组的随机接入代表，并设计了一种用于基于连接的随机接入的请求后接入（RTA）协议。我们的分析表明，基于分组或基于连接的协议的选择主要取决于更新包的有效载荷大小和发射功率预算。特别是，RTA 节省功率并显著降低 AoI，尤其在有效载荷大小较大时。总体而言，我们的研究为低功耗及时状态更新系统的随机接入协议的实际设计提供了见解。
引用
@article{arxiv.2210.03962,
title = {Low-Power Random Access for Timely Status Update: Packet-based or Connection-based?},
author = {Tse-Tin Chan and Jian Feng and Haoyuan Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.03962},
year = {2023}
}