跨层自适应 m-QAM 调制中最优传输策略的单调性
机器学习
2015-08-25 v1 信息论
math.IT
摘要
本文考虑了一个被建模为马尔可夫决策过程（MDP）的跨层自适应调制系统。我们研究如何利用最优传输策略的单调性来缓解动态规划（DP）的计算复杂度。在该系统中，调度器控制 m-QAM（m-quadrature amplitude modulation）的比特率，以最小化由数据链路层中的队列溢出和物理层中的传输功耗所引起的长期损失。该工作分两步完成。首先，我们观察 DP 的 L-自然凸性和子模性，以证明最优策略在队列占用/状态上始终非递减，并推导出其在队列和信道状态上均非递减的充分条件。我们还表明，由于 DP 的 L-自然凸性，最优策略在队列状态上的变化受限于有界的边际效应：相邻队列状态之间最优策略的增量不大于一。其次，我们利用单调性结果提出了两种低复杂度算法：基于 L-自然凸性的单调策略迭代（MPI）和离散同步扰动随机近似（DSPSA）。我们通过实验表明，基于 L-自然凸性的 MPI 的时间复杂度远低于 DP，而基于子模性的传统 MPI 和 DSPSA 能够在系统参数变化时自适应地跟踪最优策略。
引用
@article{arxiv.1508.05383,
title = {On Monotonicity of the Optimal Transmission Policy in Cross-layer Adaptive m-QAM Modulation},
author = {Ni Ding and Parastoo Sadeghi and Rodney A. Kennedy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.05383},
year = {2015}
}
备注
27 pages (single column), 11 figures