理解大规模无线网络中的信息年龄
信息论
2020-12-24 v1 系统与控制
系统与控制
math.IT
摘要
信息年龄（AoI）的概念在大规模无线网络中得到了研究，其中发射机需要将作为独立伯努利过程生成的一系列信息包通过共享频谱发送给其预期接收机。由于干扰，任意给定节点处包消耗速率与该网络中其他发射机的空间配置（决定路径损耗）和时间动态（影响活跃状态）都纠缠在一起，导致队列在整个网络中于空间和时间上相互交互。为此，包更新频率的变动不仅影响到达间隔，也影响离去过程，而此类现象对 AoI 的影响尚不清晰。本文建立了一种理论框架来刻画上述设定下的 AoI 性能。特别地，在 FCFS 与 LCFS-PR 两种不同传输协议下推导出了峰值与平均 AoI 的易处理表达式。基于理论结果，我们发现：i）在 LCFS-PR 下运行的网络能够获得比 FCFS 下更小的峰值与平均 AoI 值，且当基础设施密集部署时增益更为显著；ii）在稀疏部署网络中，采用普适设计的信道接入概率的 ALOHA 无助于降低 AoI，因此需要更先进的信道接入方法；iii）当基础设施密集部署时，存在一种非平凡的 ALOHA 信道接入概率，可在 FCFS 与 LCFS-PR 下同时最小化峰值与平均 AoI。
引用
@article{arxiv.2012.12472,
title = {Understanding Age of Information in Large-Scale Wireless Networks},
author = {Howard H. Yang and Chao Xu and Xijun Wang and Daquan Feng and Tony Q. S. Quek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.12472},
year = {2020}
}