基于马尔可夫信道的最优年龄调度的部分可观测无约束多臂老虎机
信息论
2026-05-21 v1 网络与互联网体系结构
math.IT
摘要
随着物联网 (IoT) 应用的迅猛扩张，对新鲜信息的需求日益增长。为刻画目的地用户对信息新鲜度的感知，年龄信息 (AoI) 已被提出。在本文中，我们考虑一个通过时变马尔可夫信道将多个设备的状态更新数据包发送至中心控制器的 IoT 系统，假设在作出调度决策前无法获得信道的瞬时状态。为确保信息新鲜度，我们研究一个最小化总体平均 AoI 的及时调度问题，同时受到严格的通信带宽约束。我们将该问题建模为部分可观测的无约束多臂老虎机问题。通过拉格朗日松弛，将松弛后的问题解耦为多个子问题，并证明其最优策略具有阈值结构。基于此性质，我们为解耦问题建立指数可数性，设计算法计算 Whittle 指数。为降低实现复杂度，我们进一步推导低复杂度调度的闭式 Whittle 类指数。仿真结果表明，所提出的指数化策略优于基准方法，接近最优策略或松弛下界，在资源受限或网络规模较大时尤为有效。
引用
@article{arxiv.2605.21016,
title = {Partially Observable Restless Bandits for Age-Optimal Scheduling over Markov Channels},
author = {Xijun Wang and Shuying Gan and Yanzhi Huang and Xiaoyu Zhao and Chao Xu and Xiang Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.21016},
year = {2026}
}
备注
This work has been submitted to the IEEE for possible publication