峰值信息年龄约束下的在线能量最小化

我们考虑一个节点，其中固定大小（以比特计）的数据包以任意间隔生成。该节点需要通过传输可能生成数据包的一个子集，将监视器处的峰值信息年龄（AoI）维持在某一阈值以下。在任何时刻，依据数据包可用性与当前AoI，节点可选择传输哪个数据包以及以何种传输速率（以比特每秒计）传输。功耗是传输速率的单调增凸函数。本文中，对任意给定时间范围，目标是找到一种因果策略，在满足峰值AoI约束的同时最小化总能耗。我们考虑以竞争比作为性能度量，其定义为因果策略的期望代价与已知输入（数据包生成时间）先验的最优离线策略期望代价之比。我们首先推导所有因果策略竞争比的下界（以系统参数如功耗函数、数据包大小和峰值AoI阈值为项），随后提出一种特定策略，并证明其竞争比对系统参数的依赖阶次与所推导下界相似。