机会式信道接入物联网中的最小信息年龄
信息论
2022-10-21 v1 信号处理
math.IT
摘要
本文研究了一个物联网（IoT）系统，其中多个设备观测某物体的物理参数，并通过机会式信道接入及时将其观测回传至基站（BS）。具体而言，每个设备首先以一定概率通过竞争接入公共信道，随后胜者评估瞬时信道状况并决定是否接受信道接入权。我们从信息年龄（Age of Information, AoI）的角度分析该系统，AoI 描述了观测信息的新鲜度。目标是通过优化设备参与竞争的概率和传输速率阈值来最小化平均 AoI。由于分式形式的 AoI 表达式较为复杂，该问题难以求解。我们首先通过 Dinkelbach 方法和块坐标下降（Block Coordinate Descent, BCD）方法将原问题分解为两个单变量优化子问题。然后，通过证明目标函数的单调性，将其转化为单调优化问题，其全局最优解可通过 Polyblock 算法求得。数值结果验证了我们所提方法的有效性。
引用
@article{arxiv.2210.11119,
title = {Minimum Age of Information in Internet of Things with Opportunistic Channel Access},
author = {Lei Wang and Rongfei Fan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.11119},
year = {2022}
}