物联网多源状态更新系统中AoI和PAoI的违规概率及最佳到达率分配
摘要：基于物联网（IoT）的实时应用程序的状态更新系统对信息时效性有迫切需求，通常通过信息年龄（AoI）来评估。与平均AoI和峰值AoI（PAoI）相比，AoI和PAoI的违规概率和分布更详细地描述了及时性。本文研究了基于物联网的多源状态更新系统的及时性。通过将系统建模为多源M/G/1/1无缓冲抢占队列，采用时域方法推导出AoI和PAoI的违规概率和概率密度函数（p.d.f.s）的一般公式。对于服务时间具有负指数分布的情况，违规概率和p.d.f.s可获得闭合形式解。此外，提出了AoI和PAoI的最大违规概率来描述整体及时性。为了在物联网设备的资源限制下改善整体及时性，使用到达率分配方案来最小化最大违规概率。证明了通过凸优化算法可以找到最佳到达率。此外，得出只有当所有AoI（或PAoI）的违规概率相等时，AoI（或PAoI）的最大违规概率的最小值才可以实现。最后，数值结果验证了理论分析的有效性，并展示了到达率分配方案的有效性。
作者：Tianci Zhang, Shutong Chen, Zhengchuan Chen, Zhong Tian, Yunjian Jia, Min Wang and Dapeng Oliver Wu
论文ID：2210.16172
分类：Performance
分类简称：cs.PF
提交时间：2022-10-31