在具有部分观测的上行多用户 MIMO 网络中优化信息新鲜度
信息论
2024-01-05 v1 网络与互联网体系结构
math.IT
摘要
本文研究了一个上行多输入多输出 (MIMO) 状态更新网络中的多用户调度问题，该网络由一个多天线基站 (BS) 和多个单天线设备组成。BS 上的多个天线引入了空间自由度，使得多个设备的状态更新可以在每个时隙内并发传输。我们的目标是通过确定 BS 如何最优地调度设备传输，来优化全网范围的信息新鲜度（由信息年龄 (AoI) 指标量化），同时考虑设备端状态更新的随机到达。为了解决这一决策问题，我们将其建模为部分可观测马尔可夫决策过程 (POMDP)，并证明不同设备的信念状态演化是独立的。我们还证明了可行的信念状态可以用有限维向量描述。基于这些观察，我们开发了一种动态调度 (DS) 策略来求解该 POMDP，随后推导了其 AoI 性能的上界，用于优化参数配置。为了获得更多设计洞察，我们研究了对称网络，并提出了一种计算复杂度较低的固定调度 (FS) 策略。应用动作空间缩减策略进一步降低了 DS 和 FS 策略的计算复杂度。我们的数值结果验证了我们的分析，并表明具有缩减动作空间的 DS 策略的性能与原始 DS 策略几乎相同，且两者均优于基线策略。
引用
@article{arxiv.2401.02218,
title = {Optimizing Information Freshness in Uplink Multiuser MIMO Networks with Partial Observations},
author = {Jingwei Liu and Qian Wang and He Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.02218},
year = {2024}
}
备注
This work has been submitted for possible publication