睡眠、感知或传输：基于双阈值最优策略的状态更新能量-年龄权衡
信息论
2021-08-16 v1 math.IT
摘要
信息年龄(Age-of-Information，简称 AoI 或 age)衡量数据新鲜度，对实时物联网(IoT)应用至关重要。另一方面，许多能量受限的 IoT 设备迫切要求节能。本文研究在易错信道上从传感器到监视器的状态更新的能量-年龄权衡。传感器可考虑感知能量与传输能量，进行睡眠、感知并传输新更新，或重传。我们将无限 horizon 平均代价问题建模为马尔可夫决策过程(MDP)，目标是最小化平均 AoI 与平均能耗的加权和。通过求解相关的折扣代价问题并分析最优策略下的马尔可夫链，我们证明存在仅含两个阈值的阈值最优平稳策略，即发射端 AoI(AoIT)一个阈值与接收端 AoI(AoIR)另一个阈值。此外，这两个阈值可通过线搜索高效求得。数值结果展示了最优策略的性能及不同参数下的权衡曲线。与常规策略的比较表明，考虑感知能量对策略设计有显著影响，而引入睡眠模式极大拓展了权衡范围。
引用
@article{arxiv.2108.06007,
title = {Sleep, Sense or Transmit: Energy-Age Tradeoff for Status Update with Two-Thresholds Optimal Policy},
author = {Jie Gong and Jianhang Zhu and Xiang Chen and Xiao Ma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.06007},
year = {2021}
}
备注
34 pages, 8 figures, accepted by IEEE Trans. Wireless Commun