功率约束下最小化信息年龄：多状态时变信道中的多用户机会调度
信息论
2020-03-12 v4 math.IT
摘要
这项工作的动机是工业物联网（IIoT）网络中从功率受限的传感器收集新鲜数据的需求。我们采用最近提出的一个指标——信息年龄（AoI）来从IIoT网络中中央控制器的角度衡量数据新鲜度。我们想知道网络能达到的最小平均AoI是多少，以及如何设计调度算法来逼近它。为在网络信道状态为马尔可夫时变且调度决策受带宽约束限制时回答这些问题，我们首先通过松弛硬带宽约束，将多传感器调度问题解耦为单传感器约束马尔可夫决策过程（CMDP）。接下来，我们利用解耦后单传感器CMDP最优策略的阈值结构，并通过线性规划（LP）获得最优解。最后，基于每个解耦单传感器的最优解，构建了能满足硬带宽约束的渐近最优截断策略。我们的研究表明，为获得较小的AoI性能：（1）调度器利用良好信道调度受有限功率支持的传感器；（2）配备足够传输功率的传感器被及时更新，从而满足带宽约束。
引用
@article{arxiv.1912.05947,
title = {Minimizing Age of Information with Power Constraints: Multi-user Opportunistic Scheduling in Multi-State Time-Varying Channels},
author = {Haoyue Tang and Jintao Wang and Linqi Song and Jian Song},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.05947},
year = {2020}
}
备注
accepted and to appear, IEEE JSAC. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1908.01334