带优先级的状态更新：字典序最优性
信息论
2020-02-06 v1 math.IT
摘要
在本文中，我们考虑一个传输调度问题，其中多个具有不同优先级的状态更新数据包流通过共享信道发送至各自目的地。我们引入字典序年龄最优性（lexicographic age optimality，简称 lex-age-optimality）的概念，以评估多类状态更新策略的性能。具体而言，lex-age-最优调度策略首先最小化高优先级流的 Age of Information (AoI，信息年龄) 度量，然后，在针对高优先级流的最优策略集合中，实现低优先级流的最小 AoI 度量。我们提出一种名为抢占优先级、最大年龄优先、最后生成先服务（Preemptive Priority, Maximum Age First, Last-Generated, First-Served，PP-MAF-LGFS）的新调度策略，并证明 PP-MAF-LGFS 调度策略是 lex-age-最优的。该结果在以下情况成立：(i) 最小化任意时间依赖、对称且非递减的年龄惩罚函数；(ii) 最小化由年龄惩罚函数构成的随机过程的任意非递减泛函；(iii) 不同优先级类具有不同到达流量模式、年龄惩罚函数和年龄惩罚泛函的情形。例如，PP-MAF-LGFS 调度策略在最小化高优先级流的均值峰值年龄和低优先级流的时间平均年龄时是 lex-age-最优的。数值结果用以说明我们的理论发现。
引用
@article{arxiv.2002.01916,
title = {Status Updates with Priorities: Lexicographic Optimality},
author = {Ali Maatouk and Yin Sun and Anthony Ephremides and Mohamad Assaad},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.01916},
year = {2020}
}