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有反馈与无反馈下擦除信道中及时多过程估计:信号无关策略

信息论 2023-11-01 v2 网络与互联网体系结构 系统与控制 系统与控制 math.IT

摘要

我们考虑一个观测 KK 个独立 Ornstein-Uhlenbeck 过程的多过程远程估计系统。在该系统中,一个共享传感器以最小化长期平均和均方误差(MSE)的方式对 KK 个过程进行采样,采用信号无关采样策略,即采样时刻的选取与过程取值相互独立。传感器在总采样频率约束 fmaxf_{\max} 下工作。来自所有过程的样本在一个共享队列中消耗随机处理延迟,随后以概率 ϵ\epsilon 经擦除信道传输。我们研究该问题的两种变体:第一种,样本按最大年龄优先(MAF)策略调度,且接收端提供擦除状态反馈;第二种,样本按轮询(RR)策略调度,且接收端无擦除状态反馈。借助最优结构结果,我们证明在若干条件下,两种设置下的最优采样策略均为\emph{阈值策略}。我们刻画了最优阈值及相应的最优长期平均和 MSE 关于 KKfmaxf_{\max}ϵ\epsilon 以及所观测过程的统计性质的函数关系。结果表明,在指数分布服务率下,两种设置的最优阈值 τ\tau^* 均随过程数 KK 增大而增大。此外,我们证明在擦除状态反馈\emph{可用}时,最优阈值是 ϵ\epsilon 的\emph{增函数};而在反馈\emph{缺失}时则呈现\emph{相反行为},即 τ\tau^*ϵ\epsilon 的\emph{减函数}。

关键词

引用

@article{arxiv.2303.13485,
  title  = {Timely Multi-Process Estimation Over Erasure Channels With and Without Feedback: Signal-Independent Policies},
  author = {Karim Banawan and Ahmed Arafa and Karim G. Seddik},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2303.13485},
  year   = {2023}
}

备注

Accepted for publication in the JSAIT Issue on The Role of Freshness and Semantic Measures in the Transmission of Information for Next Generation Networks. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2209.11213