具有有限电池能量收集源的最优状态更新
信息论
2019-05-23 v3 系统与控制
math.IT
摘要
我们考虑一个配备有限电池的能源收集源，其需要向远程目的地发送及时的状态更新。状态更新的及时性由信息年龄 (AoI) 的非递减惩罚函数衡量。问题是寻找一种生成更新的策略，在所有在线策略中实现尽可能低的时间平均期望年龄惩罚。我们证明该问题的一个最优解是一类单调阈值策略，其满足 (i) 每次新更新仅当年龄高于某阈值时才发送，以及 (ii) 阈值是瞬时电池电量的非增函数。令 表示对应满电池电量 的最优阈值， 表示年龄惩罚函数，则可证明 等于最优目标值，即最小可实现的时间平均期望年龄惩罚。这些结构性质被用于开发计算最优阈值的算法。我们的数值分析表明，随电池容量增加带来的平均年龄改善在电池较小时最为显著；具体而言，当电池存储从一次传输所需能量增至两次时，即实现了年龄总可能降幅的一半以上。这鼓励了对具有小电池存储的传感器状态更新策略的进一步研究。
引用
@article{arxiv.1905.06679,
title = {Optimal Status Updating with a Finite-Battery Energy Harvesting Source},
author = {Baran Tan Bacinoglu and Yin Sun and Elif Uysal and Volkan Mutlu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.06679},
year = {2019}
}
备注
15 pages, 6 figures