基于认知无线电的物联网系统中信息年龄的最小化： Underlay 还是 Overlay？
信号处理
2019-08-21 v3
摘要
我们考虑一个基于认知无线电的物联网（CR-IoT）网络，由一个主物联网（PIoT）系统和一个次物联网（SIoT）系统组成。PIoT 和 SIoT 的物联网设备分别监测一个物理过程，并将随机生成的状态更新发送到其关联的接入点（AP）。状态更新的时效性很重要，因为系统关注物联网设备的最新状况（例如温度、速度和位置）。在此背景下，产生两个自然问题：（1）如何刻画 CR-IoT 系统中状态更新的时效性？（2）就状态更新的时效性而言，overlay 还是 underlay 方案更好？为回答这两个问题，我们采用一种称为信息年龄（AoI）的新性能指标。我们分别分析了 overlay 和 underlay 方案下 PIoT 和 SIoT 的平均峰值 AoI。还推导了当 PIoT 在高信噪比（SNR）下工作时平均峰值 AoI 的简单渐近表达式。基于渐近表达式，我们刻画了 PIoT 系统的一个临界生成率，其可确定在 SIoT 平均峰值 AoI 方面 overlay 和 underlay 方案的优劣。数值结果验证了理论分析，并揭示对于不同的系统设置，overlay 和 underlay 方案在 SIoT 平均峰值 AoI 方面可相互占优。
引用
@article{arxiv.1903.06886,
title = {Minimizing Age of Information in Cognitive Radio-based IoT Systems: Underlay or Overlay?},
author = {Yifan Gu and He Chen and Chao Zhai and Yonghui Li and Branka Vucetic},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.06886},
year = {2019}
}