具有能量收集的时隙ALOHA网络中的及时状态更新
信息论
2025-03-03 v3 信号处理
math.IT
摘要
我们研究了在能量收集设备按照时隙ALOHA协议向网关发送状态更新且无反馈的场景中的信息年龄（AoI）。我们让设备根据当前电池电量调整传输概率。通过马尔可夫分析，我们解析地推导了平均AoI。我们进一步提供了一种近似分析，用于准确且易于计算的平均AoI和年龄违规概率（AVP）的近似值，即AoI超过给定阈值的概率。我们还分析了平均吞吐量。通过数值结果，我们研究了两种基线策略：尽可能传输新更新以利用每个机会降低AoI，以及仅在能量充足时传输以增加成功解码的机会。这两种策略分别有利于低更新生成率和高更新生成率。我们表明，平衡这两种策略的优化策略在AoI指标和吞吐量方面都显著优于它们。最后，我们展示了使用连续干扰消除解码一个时隙中的多个数据包以及根据当前电池电量和自上次传输以来经过的时间调整传输概率的好处。
引用
@article{arxiv.2404.18990,
title = {Timely Status Updates in Slotted ALOHA Networks With Energy Harvesting},
author = {Khac-Hoang Ngo and Giuseppe Durisi and Andrea Munari and Francisco Lázaro and Alexandre Graell i Amat},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.18990},
year = {2025}
}
备注
Accepted to IEEE Transaction of Communications. A short version [arXiv:[2310.00348] was presented at GLOBECOM 2023. Simulation code: https://github.com/khachoang1412/AoI_slottedALOHA_energyHarvesting