致动系统中的语义：从致动年龄到致动信息年龄
信息论
2026-03-26 v1 math.IT
摘要
在本文中，我们研究了致动受控制权限或能量可用性限制的通信系统中动作的及时性。在致动年龄（Age of Actuation, AoA）指标的基础上，我们引入了一个新指标——致动信息年龄（Age of Actuated Information, AoAI），该指标独立于数据新鲜度量化动作的及时性。AoAI 通过明确考虑数据包在致动时刻的年龄，捕捉了动作端到端的及时性。我们在具有数据存储能力的离散时间系统中，分析并刻画了多种致动场景下的 AoA 和 AoAI。致动器同时需要数据包和致动机会，后者可由控制器提供或由采集能量启用。数据包可存储在单包缓冲区或无限容量队列中，以供未来致动。针对这些设定，我们推导了平均 AoA 和 AoAI 的闭式表达式，并研究了它们的结构差异。虽然 AoA 和 AoAI 在瞬时致动系统中是一致的，但在存在数据缓冲时它们会有所不同。我们的结果揭示了反直觉的机制：增加更新或致动速率会降低 AoA 和 AoAI 的动作及时性。此外，作为分析的一部分，我们获得了在 FCFS 策略下运行的 Geo/Geo/1 队列稳态分布的新颖闭式表征，该表征仅用队列长度和队首数据包的年龄表示。所提出的指标和分析结果为信息最终服务于致动目的的系统中的及时性语义提供了新见解。
引用
@article{arxiv.2601.15496,
title = {Semantics in Actuation Systems: From Age of Actuation to Age of Actuated Information},
author = {Ali Nikkhah and Anthony Ephremides and Nikolaos Pappas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.15496},
year = {2026}
}
备注
Submitted for possible Journal publication