无线工业物联网中多接入的采集年龄最小化
信息论
2025-11-04 v1 网络与互联网体系结构
math.IT
摘要
本文研究工业物联网（IIoT）系统的信息新鲜度，其中每个物联网设备对一共同目标作部分观测，并将信息更新传输至中心接收机以恢复完整观测。我们采用采集年龄（AoC）性能作为信息新鲜度的度量。与传统的信息年龄（AoI）指标不同，瞬时 AoC 仅当针对同一观测的所有协作数据包均成功接收时才下降。因此，在物联网设备间有效分配无线时频资源以在中心接收机处实现较低的平均 AoC 至关重要。本文考虑三种多接入方案：无重传的时分多址（TDMA）、带重传的 TDMA 和频分多址（FDMA）。首先，我们的理论分析表明，就平均 AoC 而言，带重传的 TDMA 优于另外两种方案。随后，我们基于这三种方案在软件定义无线电上实现了信息更新系统。实验结果表明，考虑实际中的介质访问控制（MAC）开销，在高信噪比（SNR）区间，FDMA 实现的平均 AoC 低于带或不带重传的 TDMA。相反，带重传的 TDMA 在较宽 SNR 范围内提供稳定且相对较低的平均 AoC，这有利于 IIoT 应用。总体而言，我们给出了 IIoT 信息更新系统中 AoC 的理论结合实验的研究。
引用
@article{arxiv.2304.04528,
title = {Minimizing Age of Collection for Multiple Access in Wireless Industrial Internet of Things},
author = {Jiaxin Liang and Tse-Tin Chan and Haoyuan Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.04528},
year = {2025}
}