在能量收集随机接入网络中探测以优化信息年龄
网络与互联网体系结构
2026-04-29 v1
摘要
在本文中，我们研究了信道探测和预留对能量收集 (EH) 随机接入网络中信息年龄 (AoI) 的影响，其中每个源节点仅依靠收集的能量进行状态更新。为了减少碰撞，每个节点可以在传输前消耗少量能量发送探测信号，成功的探测将在当前时隙预留信道。如果探测失败，节点可以保持静默，称为严格避免自由竞争 (SAFC)；以一定概率尝试数据传输，称为预留节点竞争 (RUC)；或者采用全活跃节点竞争 (AUC)，即所有能量充足的节点无论是否进行过探测都可以参与竞争。我们推导了这三种方案下网络平均 AoI 的闭式表达式，并通过仿真进行了验证。结果表明，AUC 通过缩短将收集的能量转化为成功更新的等待时间，始终实现最低的 AoI。这一发现挑战了在能量受限系统中严格避免碰撞总是最优的传统观念，因为允许额外的竞争可以有效地将探测开销分摊到更多的传输机会上。与支持 EH 的时隙 ALOHA 的进一步比较表明，在能量受限的情况下，基于探测的接入显著优于直接传输，突显了信道探测作为提高新鲜度的有效方法。
引用
@article{arxiv.2604.25479,
title = {Probing for Better Age of Information in Energy-Harvesting Random Access Networks},
author = {Ziyi Li and Fangming Zhao and Howard H. Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.25479},
year = {2026}
}