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面向IoT网络优化AoI的静态与重复合作博弈

网络与互联网体系结构 2025-12-16 v2 计算机科学与博弈论 多智能体系统

摘要

无线感知和物联网(IoT)如今已广泛存在于5G及更高网络中,预计在6G中发挥关键作用。然而,对分布式系统进行集中优化并非总是可能且高效的。本文分析了两种传感器协作更新公共服务器的情形,以最小化其最新样本的“信息年龄”(Age of Information, AoI)。我们考虑一种分布式且非协调的情形,即每个传感器缺乏关于其他传感器是否决定更新服务器的信息。这种战略情形通过博弈论(game theory, GT)进行建模,定义了两种博弈:i) 信息完全的静态博弈,包含促进合作的激励机制;ii) 在有限时间范围内进行的重复博弈,其中在每个阶段都进行静态博弈。我们对静态博弈进行数学分析,发现其中存在三个纯策略纳什均衡(Nash Equilibria, NEs)和一个混合策略纳什均衡。还 presented a numerical simulation of the repeated game,并通过定义新指标“延迟更新的价格”(price of delayed updates, PoDU),为该情形提供了新颖且宝贵的见解,表明去中心化解决方案的结果接近集中最优。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.21633,
  title  = {Static and Repeated Cooperative Games for the Optimization of the AoI in IoT Networks},
  author = {David Emanuele Corrado Raphael Catania and Alessandro Buratto and Giovanni Perin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.21633},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted to MedComNet 2025 (Cagliari, June 2025). 6 pages, 7 figures