在有损信道上最小化马尔可夫源检测年龄
信息论
2025-03-05 v1 信号处理
math.IT
摘要
在信息物理系统（CPS）、远程医疗、智能建筑、智能交通、工业 4.0 等领域，监测特定感兴趣的过程/现象非常普遍。监测系统的一个关键构建块是传感器，它对过程进行采样并将状态更新传送给监测器以检测感兴趣的事件。衡量状态更新的新鲜度对于事件的及时检测至关重要，近期这已引起显著的研究兴趣。本文提出了一种新的新鲜度度量指标——检测年龄（Age of Detection, AoD），用于监测有损无线信道上离散时间马尔可夫链（DTMC）源的状态转换。我们考虑拉取模型，即每当监测器请求状态更新时，传感器便对 DTMC 状态进行采样。我们将优化 AoD 的问题表述为一个受限于平均采样频率约束的约束马尔可夫决策问题（CMDP），并使用拉格朗日 MDP 公式和相对值迭代（RVI）算法对其进行求解。数值结果展示了 AoD、采样频率与传输成功概率之间有趣的权衡关系。此外，最小化 AoD 的策略比最小化信息年龄（Age of Information, AoI）的策略提供了更低的估计误差，从而证明了 AoD 在监测 DTMC 源方面的效用。
关键词
引用
@article{arxiv.2503.02285,
title = {Minimizing Age of Detection for a Markov Source over a Lossy Channel},
author = {Shivang Garde and Jaya Prakash Champati and Arpan Chattopadhyay},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.02285},
year = {2025}
}