随机接入信道上的实时采样与估计：信息年龄及其超越
系统与控制
2022-06-09 v6 信息论
网络与互联网体系结构
系统与控制
math.IT
摘要
高效的采样与远程估计对物联网和信息物理系统中大量无线赋能应用至关重要。受此类应用驱动，本工作提出用于随机接入信道上自回归过程实时监测与估计的分散式策略。考察两类策略：(i) 无关（oblivious）方案，其中采样与传输策略独立于被监测的过程；(ii) 非无关（non-oblivious）方案，其中发送方因果观测其对应过程以进行决策。在无关策略类中，我们证明最小化期望时间平均估计误差等价于最小化期望信息年龄（age of information）。据此，我们给出该类中所达最小估计误差的下界与上界。接着，我们考虑非无关策略并设计一种称为基于误差稀释（error-based thinning）的阈值策略，其中每个源节点在其瞬时误差越过固定阈值（我们对其优化）时激活。激活节点随后按时隙 ALOHA 策略随机传输。我们找到了阈值及相应估计误差的闭式近似最优解。结果表明，非无关策略相较无关策略提供了接近 的乘性增益。此外，使用信息年龄进行决策的无关策略相较现有最优水平至少带来 的乘性提升。所有讨论策略的性能通过仿真比较。数值比较显示，所提分散式策略性能非常接近集中式贪婪调度。
引用
@article{arxiv.2007.03652,
title = {Real-time Sampling and Estimation on Random Access Channels: Age of Information and Beyond},
author = {Xingran Chen and Xinyu Liao and Shirin Saeedi Bidokhti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.03652},
year = {2022}
}