Minimizing the Age of Incorrect Information for Real-time Tracking of Markov Remote Sources
最近引入了错误信息年龄（AoII）以解决标准信息年龄度量（AoI）在实时的【形】监测应用中的缺点。在本文中，我们考虑的问题，根据马尔可夫过程演变的远程源的状态监测。中央调度器在每个时隙选择哪些源应该以最小化不正确信息的平均年龄（MAoII）的方式发送其更新。问题的困难在于调度器在接收更新之前无法知道源的状态，然后必须最佳地平衡开发-探索权衡。我们表明，该问题可以建模为部分可观测马尔可夫决策过程问题的框架。我们开发了一个新的调度方案的基础上Whittle的索引政策。调度决策是通过更新源的状态的置信值来做出的，据我们所知，这在信息时代领域中还没有被考虑过。在这种程度上，我们继续使用拉格朗日松弛方法，并证明了对偶问题有一个最佳的阈值政策。在此基础上，我们证明了这个问题是可索引的，并计算了惠特尔指数的表达式。最后，我们提供了一些数值结果来突出我们的衍生政策相比，经典的AoI度量的性能。
2021-02-05 cs.IT math.IT
Distortion Minimization with Age of Information and Cost Constraints
针对无线信道下监控随机过程的及时传输问题，提出以平稳随机策略最小化失真并约束信息年龄，证明二维马尔可夫链可集总并推导期望AoI表达式。
2023-06-24 cs.IT cs.NI cs.SY
Minimizing the Age of Incorrect Information of Discrete-Time Markov Sources With Hybrid ARQ
University of Crete（克里特大学）；Foundation for Research and Technology – Hellas（希腊研究与技术基金会）；University of Maryland（马里兰大学）
本文研究了在具有传输速率约束的噪声通信系统中，通过混合自动重传请求协议分析通用离散时间马尔可夫源的错误信息年龄，并提出基于阈值策略的优化方法。
2026-11-03 cs.IT cs.NI cs.SY
Minimizing Age of Incorrect Information for Unreliable Channel with Power Constraint
University of Maryland（马里兰大学）
本文研究在不可靠信道中通过功率约束最小化信息错误年龄的问题，提出基于阈值策略混合的优化方法，并通过实验验证其有效性。
2021-09-16 cs.IT math.IT
Age of Incorrect Information under Delay
本文研究了当通信信道具有随机时延时，最小化错误信息年龄的问题。我们考虑一个时隙时间系统，其中发射机观察一个动态源，并决定何时通过随机延迟的信道向远程接收机发送更新。接收器基于所接收的更新来维持对动态源的状态的估计。在本文中，我们采用AoII作为性能指标，并探讨优化发射机的行动，在每个时隙，以尽量减少AoII的问题。我们首先考虑使用马尔可夫决策过程（MDP）的问题的特征。然后，利用策略改进定理，并在一个易于验证的条件下，我们证明了发射机的最佳决策是发起传输时，信道空闲和AoII不为零。结果适用于一般的延迟分布。最后，我们验证了数值条件，并提供了数值结果，突出了最优策略的性能。
2023-01-18 cs.IT math.IT
Age of Incorrect Information in Random Access Channels without Feedback
本文研究无反馈随机接入信道中两状态马尔可夫源的状态更新问题，提出三种ALOHA变体，推导了平均错误信息年龄、漏检概率和错误知识持续时间的闭式表达式，揭示了协议设计中的权衡。
2023-08-11 cs.IT cs.NI math.IT
Analysis of Age of Incorrect Information under Generic Transmission Delay
University of Maryland（马里兰大学）
本文研究了在随机延迟下，通过阈值策略优化信息错误年龄的传输策略，并给出了闭式表达式和计算结果。
2023-02-27 cs.IT math.IT
The Age of Incorrect Information: an Enabler of Semantics-Empowered Communication
在本文中，我们介绍了不正确的信息时代（AoII）作为语义授权的通信，一个新倡导的通信范式围绕数据的作用和它的有用性的通信目标的使能者。首先，我们揭示了传统的通信模式，其角色盲的数据方法，是容易受到性能瓶颈。接下来，我们强调了几个建议的性能指标的缺点注定要处理传统的通信范式的局限性，即信息时代（AoI）和基于错误的度量。我们还展示了AoII如何解决这些缺点，并更有意义地捕捉数据的目的。之后，我们考虑的问题，最小化的平均AoII在一个发射机-接收机对的情况。我们证明了最优传输策略是一个随机阈值策略，我们提出了一个算法，找到最优参数。此外，我们提供了AoII框架和标准的基于错误的度量对应之间的理论比较。有趣的是，我们表明，AoII最优策略也是错误最优的信息源模型。同时，反过来也不一定正确。最后，我们实现我们的政策在各种应用程序中，我们展示了它的性能优势相比，误差最优和AoI最优的政策。
2022-10-11 cs.IT math.IT
Bidirectional Age of Incorrect Information: A Performance Metric for Status Updates in Virtual Dynamic Environments
本文提出双向错误信息年龄（BAoII）指标，用于量化虚拟动态环境中实体因自身及环境信息不准确或过时而付出的时间代价，并通过马尔可夫链模型推导闭式表达式，揭示通信成本与信息新鲜度的权衡。
2025-07-17 cs.IT cs.MM cs.NI
Age of Incorrect Information With Hybrid ARQ Under a Resource Constraint for N-ary Symmetric Markov Sources
本文将资源约束与 HARQ 下 N 元对称 Markov 源的 AoII 优化建模为 CMDP，刻画从不传输或阈值策略随机混合的最优结构，并解析给出阈值与随机化参数。
2024-12-04 cs.IT math.IT
Age of Incorrect Information in Semantic Communications for NOMA Aided XR Applications
本文提出利用错误信息年龄（AoII）作为新指标，评估NOMA辅助XR语义通信系统的传输性能，并构建优化问题及线性搜索算法求解，仿真验证其能同时评估错误和AoI性能。
2023-05-16 cs.IT eess.SP math.IT
The Age of Incorrect Information: A New Performance Metric for Status Updates
在本文中，我们引入了一个新的性能指标的框架中的状态更新，我们将被称为年龄的不正确的信息（AoII）。这种新的度量方法处理了信息时代（AoI）和传统错误惩罚函数的缺点，因为它巧妙地将新鲜更新的概念扩展到新鲜的“信息”更新。在此上下文中，信息性一词指的是将新的和正确的信息带到监视器端的更新。在适当地激励新的度量，并以最小化其平均值的目的，我们制定了一个马尔可夫决策过程（MDP）的发送器-接收器对的情况下，数据包发送在一个不可靠的信道。我们表明，一个简单的“总是更新”的政策，最大限度地减少上述平均罚款以及平均年龄和预测误差。然后，我们解决一般的，更现实的情况下，发射机不能超过一个特定的功率预算。该问题被制定为一个约束马尔可夫决策过程（CMDP），我们提供了一个拉格朗日方法来解决。在描述了拉格朗日问题的最优传输策略之后，我们提供了一个严格的数学证明来展示两个拉格朗日策略的混合物对于所讨论的CMDP是最优的。配备了这一点，我们提供了一个低复杂度的算法，发现AoII的最佳操作点的系统在受约束的情况下。最后，仿真结果展示了所提出的政策的性能，并突出了与AoI框架的差异。
2020-07-09 cs.IT math.IT
Average Age of Information Minimization in Reliable Covert Communication on Time-Varying Channels
本文提出时变信道中可靠隐蔽通信方法，引入信道变化年龄（AoC）度量并建立其与信息年龄（AoI）的约束关系，以最小化 AoI 并保证 Willie 检测概率可忽略。
2022-05-03 cs.CR cs.IT cs.SY
Minimizing the Age of Incorrect Information for Unknown Markovian Source
信息最小化问题在实时监控应用框架中得到了广泛的研究。在本文中，我们考虑的问题，监测未知的远程源的状态，根据马尔可夫过程的演变。中央调度器在每个时隙决定是否调度源，以便以最小化不正确信息的平均年龄（MAoII）的方式接收新的状态更新。当调度器知道源参数时，我们将最小化问题表示为MDP问题。然后，我们证明了最优解是一个基于阈值的政策。当源的参数未知时，问题的困难在于找到一个在开发和探索之间具有良好权衡的策略。事实上，我们需要提供一种由调度器实现的算法，该算法联合估计未知参数（探索）并最小化MAoII（利用）。然而，考虑到我们的系统模型，我们只能探索源，如果监控器决定调度它。然后，应用贪婪的方法，我们冒着确定地停止探索过程的情况下，在特定的时间，我们最终得到的马尔可夫源的参数的估计，相应的最佳解决方案是永远不会传输。在这种情况下，我们不能再提高我们的未知参数的估计，这可能会显着降低算法的性能。为此，我们开发了一种新的学习算法，它在探索和开发之间提供了良好的平衡，以避免这个主要问题。然后，我们从理论上分析了我们的算法的性能相比，一个精灵的解决方案，证明在时间T的遗憾界是log（T）。最后，我们提供了一些数值结果来突出我们的衍生政策相比，贪婪的方法的性能。
2022-10-18 cs.IT math.IT math.OC
Joint Age-of-Latent and Resource Minimization for Wireless Multi-Camera Perception With Temporal Window Selection
National Taiwan University（国立台湾大学）；University of Oulu（奥卢大学）
针对无线多摄像头感知的基站资源受限问题，提出CoLA算法，通过李雅普诺夫优化与近端策略优化，实现潜在年龄与资源的联合最小化，在仓库数据集上表现最优。
2026-08-11 cs.IT eess.SP math.IT
When to pull data from sensors for minimum Distance-based Age of incorrect Information metric
本文针对远程状态估计问题，提出基于Whittle指数策略的调度方案，以最小化错误信息年龄（AoII），并通过数值结果验证其优于传统AoI度量。
2023-09-02 cs.IT math.IT
Preempting to Minimize Age of Incorrect Information under Transmission Delay
我们研究的问题，优化决策的抢占式发射机，以尽量减少年龄的不正确的信息（AoII）时，通信信道具有随机延迟。我们考虑一个时隙时间系统，发射机观察马尔可夫源，并根据系统状态做出决定。在每个时隙中，发射机决定当信道忙时是抢占还是跳过。当信道空闲时，发射机决定是否发送新的更新。远程接收器基于其接收到的更新来估计马尔可夫源的状态。我们考虑一个通用的传输延迟，并假设传输延迟是独立和相同的分布为每个更新。本文的目的是优化发射机的决定，在每个时隙，以最大限度地减少AoII与通用的时间惩罚函数。为此，我们首先使用马尔可夫决策过程制定的优化问题，并推导出预期的AoIIs实现两个规范的抢占政策的解析表达式。然后，我们证明了最优策略的存在性，并提供了一个可行的值迭代算法来逼近最优策略。然而，值迭代算法将是计算昂贵的，如果我们想在近似相当大的信心。因此，我们分析了系统在两个典型延迟分布下的特性，并利用策略改进定理从理论上得到了相应的最优策略。最后，数值结果来说明所带来的性能改善的抢占能力。
2023-02-20 cs.IT math.IT
Age Minimization in Energy Harvesting Communications: Energy-Controlled Delays
我们考虑一个能量收集源，它从物理现象中收集测量值，并在通信会话时间内将更新发送到目的地。更新引起传输延迟，该延迟是在其传输中使用的能量的函数。每次更新使用的传输能量越多，它到达目的地的速度就越快。我们的目标是以及时的方式传输更新，即，使得信息的总年龄在通信会话结束时最小化，受到能量因果关系约束。我们考虑这个问题的两个变化。在第一种设置中，源控制测量更新的数量、它们的传输时间以及在它们的传输中使用的能量的量（其管理它们的延迟或服务时间）。在第二种设置中，测量更新随时间从外部到达，因此更新的数量变得固定，代价是向问题添加数据因果关系约束。我们在这两种设置的年龄最小的政策的特点，并讨论了年龄的信息度量的关系，在能量收集文献中使用的其他指标。
2017-12-11 cs.IT cs.NI eess.SP
Minimizing Age of Incorrect Information in the Presence of Timeout
我们考虑一个时隙时间系统的发射机和接收机对。在该系统中，发射机观察动态源，并通过通信信道将更新发送到远程接收机。我们假设信道是无差错的，但遭受随机延迟。此外，当更新已传输太久时，传输将立即终止，并且更新将被丢弃。我们假设最大传输时间是预先确定的，并且不受发射机控制。接收器将使用接收到的更新来维持对动态源的当前状态的估计。在本文中，我们采用的年龄不正确的信息（AoII）作为性能指标，并探讨优化发射机的行动，在每个时隙，以尽量减少AoII的问题。我们首先使用马尔可夫决策过程来描述优化问题，并评估一些规范的传输策略的性能。然后，通过利用政策改进定理，我们证明，在一个简单和易于验证的条件下，发射机的最佳策略是一个发起传输时，信道空闲和AoII不为零。最后，我们以传输时间为几何分布的情况为例。对于这个例子，我们验证了数值条件，并提供了数值结果，突出了最优策略的性能。
2023-01-18 cs.IT math.IT
Age of Job Completion Minimization with Stable Queues
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
本文提出了一种基于马尔可夫机的作业调度策略，旨在通过最小化作业完成年龄和采样成本来优化作业完成效率。
2026-02-16 cs.IT cs.NI cs.SY
Age Minimization with Energy and Distortion Constraints
在本文中，我们考虑一个状态更新系统，其中一个接入点收集测量从多个传感器，监测一个共同的物理过程，融合它们，并将聚合的样本传输到目的地的擦除通道。在典型的信息融合方案下，融合样本的失真与接收到的测量的数量成反比。我们的目标是最小化长期平均年龄，同时满足平均能量和一般基于年龄的失真要求。具体来说，我们专注于设置中的失真要求是严格的更新时，年龄较老。我们证明，最优策略是两个平稳的、确定的、基于阈值的策略的混合，每个策略对于旨在最小化失真约束下年龄和能量加权和的参数化问题都是最优的。然后，我们推导出相关的最佳平均年龄成本函数的分析和表征其性能的大阈值制度，其结果脱落关键的见解年龄，能量和样本的失真之间的权衡。我们还开发了一个封闭形式的解决方案的特殊情况下，失真的要求是独立的年龄，可以说是最重要的设置为实际应用。
2023-02-27 cs.IT math.IT
Age of Information Minimization in UAV-Assisted Covert Communication: Trajectory and Beamforming Design
本文首次研究存在空中窃听者时无人机辅助隐蔽通信的AoI最小化问题，提出基于PD-NOMA的波束成形与轨迹联合交替优化方法，并通过数值结果验证系统性能。
2024-11-19 cs.IT cs.SY eess.SY
Preemption Revisited: Multi-Threshold Preemption Policies for AoI Minimization
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；Bilkent University（比尔肯特大学）
本文研究了随机更新到达系统的多阈值预emption策略，通过分析框架评估信息年龄，并展示其在信息年龄优化中的有效性。
2026-05-15 cs.IT cs.NI cs.SY
Minimization of Age-of-Information in Remote Sensing with Energy Harvesting
在本文中，时间平均年龄的信息（AoI）的能量收集（EH）源装备遥感设置的最小化。EH源在离散时刻上机会性地对一个或多个过程进行采样，并通过时变无线链路将状态更新发送到汇聚节点。在任何离散时刻，EH节点决定是否使用其存储的能量来探测链路质量，并进一步决定是否对过程进行采样并基于信道探测结果来传送数据。在汇聚节点处可用的信息的新鲜度与源节点的能量缓冲器处的可用能量之间进行权衡。为此，一个无限的地平线马尔可夫决策过程理论是用来制定一个单一的能量收集源节点的时间平均预期AoI的最小化的问题。考虑以下两种场景：（i）在发射机处具有信道状态信息（CSIT）的单个过程，（ii）具有CSIT的多个过程。在每种情况下，探测信道状态，最佳的源节点采样策略是一个阈值策略，涉及的瞬时年龄的过程（ES），在缓冲区中的可用能量，和瞬时信道质量作为决策变量。最后，数值结果提供了展示的政策结构和权衡。
2021-05-06 cs.IT math.IT
Minimizing Functions of Age of Incorrect Information for Remote Estimation
本文针对远程估计问题，提出基于双机制吸收马尔可夫链和双机制相位型分布的方法，构建多阈值状态更新策略的离散时间半马尔可夫决策过程，以最小化错误信息年龄代价与传输代价的加权和，并通过数值验证其有效性。
2025-04-14 cs.IT math.IT
Second-Order Analysis of CSMA Protocols for Age-of-Information Minimization
本文提出结合二阶分析与平均场近似的通用框架，用于分析优化CSMA协议的信息年龄，在年龄阈值ALOHA策略上验证了其可得到更优参数，且仿真显示其近似精确、性能更优。
2024-10-28 cs.IT math.IT
Age of Synchronization Minimization in Wireless Networks with Random Updates and Time-Varying Timeliness Requirement
本文研究随机更新无线网络中时变重要性下的同步年龄最小化问题，将优化问题松弛为约束马尔可夫决策过程并用线性规划求解，提出近稳态策略，仿真表明其性能优于不考虑权重变化的最大AoS策略。
2025-03-13 cs.IT math.IT
Preemptive Scheduling for Age of Job Minimization in Task-Specific Machine Networks
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
本文提出WIMWF策略以最小化任务特定机器网络中的作业年龄，通过分析不同调度策略在不同系统规模下的性能表现，发现其在一般作业完成时间设置中表现最佳。
2026-02-02 cs.IT cs.NI cs.SY
Fairness-aware Age-of-Information Minimization in WPT-Assisted Short-Packet Data Collection for mURLLC
针对 WPT 辅助 mURLLC IoT 数据收集场景，本文通过优化调度最小化设备间最大 AoI，证明问题凸性并提出面向 AoI 的簇容量分析。
2024-12-05 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal Denial-of-Service Attacks Against Status Updating
本文针对状态更新系统的拒绝服务攻击问题，将系统建模为含不可靠信道的马尔可夫链，以两种信息年龄为指标，通过马尔可夫决策过程证明最优干扰为阈值策略，提出低复杂度求阈算法，验证错误信息年龄指标下系统抗干扰性更强。
2024-03-07 cs.IT math.IT math.OC
Optimal Scheduling for Discounted Age Penalty Minimization in Multi-Loop Networked Control
信息量（AoI）是量化接收器处的信息新鲜度的度量。由于AoI将数据包生成频率、数据包丢失和延迟组合成一个单一的度量，因此作为通信网络和应用程序之间的接口，它受到了大量的研究关注。在这项工作中，我们将AoI应用于多环网络控制系统（NCS）的无线调度问题，即，在共享无线网络上闭合的反馈控制环路。我们建模的调度问题作为一个马尔可夫决策过程（MDP）与AOI作为其可观测状态，并推导出控制系统误差和AOI的关系。我们进一步推导出一个固定的调度策略，以尽量减少控制误差在无限的地平线。我们表明，我们的调度优于国家的最先进的调度策略NCS。据我们所知，这是第一个工作，提出了一个基于AoI的无线调度策略，最大限度地减少控制误差在无限的地平线多环NCS。
2019-11-22 cs.IT cs.NI math.IT
Minimizing Age of Incorrect Information over a Channel with Random Delay
University of Maryland（马里兰大学）
本文研究了在随机延迟信道中通过阈值策略最小化错误信息年龄的问题，提出了可计算的相对值迭代算法，并证明了最优策略为阈值τ=1。
2023-02-20 cs.IT math.IT
Age of Incorrect Information for Pull-Based State Estimation of General Markov Sources
CentraleSupélec, University of Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学中央理工-高等电力学院）；University of London（伦敦大学）
该研究针对通用马尔可夫源的拉式状态估计，以错误信息年龄为目标，建立马尔可夫决策过程，提出多源调度的近似Whittle索引策略，其启发式策略性能接近最优且计算量小。
2026-08-14 cs.IT cs.NI math.IT
Average Peak Age-of-Information Minimization in UAV-assisted IoT Networks
出于确保及时提供信息的需要（例如，状态更新），本文研究了无人机（UAV）作为移动中继的作用，以最小化源-目的地对的平均峰值信息量（PAoI）。对于这种设置，我们制定了一个优化问题，以共同优化无人机的飞行轨迹以及数据包传输的能量和服务时间分配。为了解决这个非凸问题，我们提出了一个有效的迭代算法，并建立其收敛性分析。对一些子问题也给出了封闭解。在此过程中，我们解决的子问题之一是联合优化的能量和服务时间分配为一个给定的轨迹的无人机。这个问题本身就很有趣，因为在某些情况下，我们可能无法根据物联网设备的位置改变无人机的轨迹（特别是当其主要任务是其他任务时）。我们的数值结果量化的增益，可以通过额外优化无人机的轨迹。
2018-12-21 cs.IT cs.NI math.IT
Minimizing Age of Incorrect Information in Pull-Based Remote Estimation of a Markov Source
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；Bilkent University（比尔肯特大学）
本文针对马尔可夫源的拉取式远程估计系统，在长期采样率约束下，分别为零延迟和单位延迟信道提出策略，以最小化平均错误信息年龄，采用MAP估计器及SMDP、CDRL等方法。
2026-10-16 cs.IT cs.NI math.IT
The Best Time for an Update: Risk-Sensitive Minimization of Age-Based Metrics
Communications Engineering Lab, Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学通信工程实验室）；Probability and Statistics Group, Mathematics Departement, Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学数学系概率与统计组）
本文面向点对点状态更新系统，提出以风险状态频率刻画高 AoI/QAoI/AoII 风险，并设计基于阈值的最优策略与无系统先验知识的增强 Q-learning 策略。
2025-03-17 cs.IT cs.LG cs.NI
Online Energy Minimization Under A Peak Age of Information Constraint
本文研究峰值信息年龄约束下的节点在线能耗最小化问题，推导了因果策略竞争比的下界，并提出一种竞争比与下界参数依赖阶数相近的策略。
2023-04-30 cs.IT math.IT
Age of Information Minimization for an Energy Harvesting Source with Updating Erasures: With and Without Feedback
考虑一个能量收集（EH）传感器，它连续监控系统并向目的地发送带时间戳的状态更新。传感器从自然界中获取能量，并将其用于为其更新操作提供动力。目的地通过成功接收的更新来跟踪系统状态。随着最近推出的信息新鲜度度量“年龄的信息”（AoI），我们的目标是设计最佳的在线状态更新策略，以尽量减少长期平均AoI在目的地，在传感器的能量因果关系约束。由于传感器和目的地之间的噪声信道，每个传输的更新可能以固定的概率被擦除，并且只有当成功接收到更新时，目的地处的AoI才会被重置为零。我们首先考虑状态更新没有反馈提供给传感器，并表明最佳努力统一更新（BU）的政策是最优的。然后，我们研究了状态更新与完美的反馈到传感器，并证明了最佳努力的均匀更新与重传（BUR）政策的最优性。为了证明所提出的政策的最优性，对于每种情况下，我们首先确定一个下界的长期平均AoI之间的广泛的在线政策类，然后构建一个序列的虚拟政策渐近接近下界。由于这些虚拟策略是原始策略的次优策略，因此原始策略是最优策略。
2019-05-10 cs.IT math.IT
When to Preempt? Age of Information Minimization under Link Capacity Constraint
在本文中，我们考虑的情况下，源不断监视对象，并发送时间戳的状态更新的目的地通过速率受限的链接。我们假设更新根据伯努利过程随机到达源。由于链路容量的限制，它需要多个时隙的源完成更新的传输。因此，当一个新的更新在另一个更新的传输期间到达源时，源需要决定是跳过新的到达还是切换到它，以便最小化目的地处的信息的预期平均年龄（AoI）。我们从所有更新的大小相同的设置，并证明在一个广泛定义的类的在线政策，最优的政策应该是一个更新的政策，并具有顺序切换属性。然后，我们表明，在任何时隙中的源的最佳决策具有阈值结构，并且仅取决于正在传输的更新的年龄和在目的地的AoI。然后，我们考虑设置更新的大小不同，并表明，最优马尔可夫策略也有一个多阈值结构。对于每个设置，我们通过将问题公式化为马尔可夫决策过程（MDP）来明确识别阈值，并通过值迭代来解决它。利用相应最优策略的特殊结构性质，降低了数值迭代算法的计算复杂性。
2019-05-10 cs.IT cs.NI math.IT
Power Minimization for Age of Information Constrained Dynamic Control in Wireless Sensor Networks
我们考虑一个系统，多个传感器及时沟通各种随机过程的信息汇。传感器共享正交子信道以状态更新分组的形式发送这样的信息。中央控制器可以控制传感器的采样动作，以在发送功率消耗和信息新鲜度之间进行权衡，该信息新鲜度由信息年龄（AoI）量化。我们共同优化每个传感器的采样动作，发射功率分配，和子信道分配，以最小化所有传感器的平均总发射功率，每个传感器的最大平均AoI约束。为了解决这个问题，我们开发了一个动态控制算法，使用李雅普诺夫漂移加惩罚的方法，并提供算法的最优性分析。根据李雅普诺夫漂移加惩罚方法，为了解决主问题，我们需要在每个时隙中解决一个优化问题，这是一个混合整数非凸优化问题。我们提出了一个低复杂度的次优解决方案，提供接近最优的性能，并评估解决方案的计算复杂性。数值结果表明，所提出的动态控制算法的性能和性能的次优解的每槽优化问题与系统的不同参数。结果表明，所提出的动态控制算法实现了超过$60~\%$节省的平均总发射功率相比，基线策略。
2021-02-05 cs.IT math.IT
Approximation Schemes for Age of Information Minimization in UAV Grid Patrols
本研究针对无人机在动态环境中巡逻网格的最小化时间平均信息年龄路由问题，提出两种达到2近似比的多项式时间近似方案及一种启发式方法，通过均匀稀疏分布边访问显著降低平均AoI。
2024-12-18 cs.IT math.IT math.OC
Online Scheduling of Transmission and Processing for AoI Minimization with Edge Computing
信息年龄（AoI）测量自在目的地生成最后一个接收到的数据包以来所经过的时间，是实时状态更新跟踪应用程序的新度量。在本文中，我们考虑了一个状态更新系统，其中源节点采样更新，并通过延迟信道将它们发送到边缘服务器。接收到的更新由具有无限缓冲区的服务器处理，然后传递到目的地。通道一次只能发送一个更新，服务器也可以一次处理一个更新。源节点根据通道、边缘服务器和缓冲区的状态采用随意生成模型。我们的目标是最小化平均AoI与\emph{independent and identically distributed}传输时间和处理时间。我们考虑三个在线调度策略。第一种是最优长等待策略，在该策略下，源节点只在旧数据包被发送后才发送新数据包。其次，我们提出了一个峰值年龄阈值的政策，在此政策下，源节点确定发送时间的基础上估计的峰值年龄的信息（PAoI）。最后，我们改进了高峰年龄阈值的政策，考虑推迟计划，以减少在缓冲区的等待时间。这些政策下的AoI性能的数值结果与不同的参数说明。
2022-02-13 cs.IT math.IT
Squeezing the Most Out of Preemption for AoI Minimization: Single-source Case
Bilkent University（比尔肯特大学）；Tennessee Tech University（田纳西科技大学）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；Linköping University（林雪平大学）；Rutgers University（罗格斯大学）
研究单源单服务器连续时间状态更新系统，提出分析方法推导平均信息年龄等指标，并用一维线搜索调整概率抢占和基于阈值的抢占两种策略，验证了策略调整对对数正态分布更新服务时间的有效性。
2026-07-22 cs.IT cs.NI cs.PF
Centralized and Distributed Age of Information Minimization with non-linear Aging Functions in the Internet of Things
由于物联网系统的大规模和异构性，物联网（IoT）系统中的资源管理是一个重大挑战。例如，大多数物联网应用需要及时交付收集的信息，这是物联网的一个关键挑战。本文提出了新颖的集中式和分布式资源分配方案，以使IoT设备能够共享有限的通信资源并及时发送IoT消息。在所考虑的系统中，信息的及时性是使用非线性信息年龄（AoI）指标来捕获的，该指标可以自然地量化信息的新鲜度。为了对物联网系统的固有异构性进行建模，根据物联网设备类型和消息内容定义了非线性老化函数。为了最小化AoI，所提出的资源管理方案考虑AoI来分配有限的通信资源。特别地，所提出的集中式方案使得基站能够学习设备类型并确定老化功能。此外，所提出的分布式方案使得设备能够基于关于其他设备及其AoI的可用信息来共享有限的通信资源。证明了所提出的分布式方案的收敛性，并分析了在部分信息情况下降低AoI的有效性。仿真结果表明，所提出的集中式方案实现显着较低的平均瞬时AoI相比，简单的集中式分配没有学习，而所提出的分布式方案实现显着较低的平均瞬时AoI相比，随机分配。结果还表明，所提出的集中式方案在几乎所有情况下都优于所提出的分布式方案，但分布式方法对于大规模物联网更可行。
2021-01-03 cs.IT math.IT
Single Threshold Packet Scheduling Policy for AoI Minimization in Resource-Constrained Network
本文研究了在随机分组到达和随机删除信道的网络中，平均信息年龄（AoI）和传输成本之间的折衷。具体地说，我们将资源受限的AoI最小化问题建模为一个受限的马尔可夫决策过程（CMDP），并提出了一种低复杂度的单阈值分组调度策略，该策略的主要优点是易于处理和实现。AoI分布和长期平均传输成本的建议政策推导出所选择的阈值的封闭形式的函数。此外，我们表明，建议的政策减少到最优政策在特殊设置下，并在一般设置下实现接近最优的性能。
2022-06-25 cs.IT math.IT
Age of Information Minimization in Goal-Oriented Communication with Processing and Cost of Actuation Error Constraints
研究面向目标通信系统中信息年龄最小化问题，提出平稳随机策略在执行错误成本约束下实现近优AoI，并通过数值实验揭示AoI、CAE与成本间的权衡。
2025-08-11 cs.IT math.IT math.OC
Precoding and Scheduling for AoI Minimization in MIMO Broadcast Channels
在本文中，我们考虑一个状态更新系统，其中更新产生在一个恒定的速率在$K$源，并发送到相应的收件人通过一个无噪声的广播信道。我们假设，完美的信道状态信息（CSI）是在每次传输之前在发射机可用，并且发射机能够利用CSI信息来预编码的更新。我们的目标是设计最佳的预编码方案，以尽量减少总和平均\emph{age of information}（AoI）在接收方。在对每个用户的每个更新$B$的大小、发射天线的数目$M$和接收天线的数目$N$的各种假设下，本文确定了相应的年龄最优的预编码和传输调度策略。具体地，对于当$N=1$时的情况，基于循环的更新方案被示出为最优的。对于采用$N>B$或$M\notin[N:2N]$的两用户系统，证明了帧更新方案是最优的。对于两用户系统中的其他情况，一个框架交替更新方案被证明是$2$ -最优的。
2022-03-15 cs.IT math.IT
Version Age of Information Minimization over Fading Broadcast Channels
研究衰落广播信道下NOMA方案的最优调度以最小化用户平均VAoI，提出CO-SRP与CMDP解决方案，证明CO-SRP性能接近最优且在宽松功率约束下NOMA优于TDMA。
2024-02-12 cs.IT math.IT
Optimal Status Update for Age of Information Minimization with an Energy Harvesting Source
在本文中，我们考虑了一种情况，其中能量收集传感器连续监视系统并将带时间戳的状态更新发送到目的地。目的地通过接收到的更新来跟踪系统状态。我们使用信息年龄（AoI）指标，即自上次收到更新生成以来所经过的时间，来衡量目的地可用状态信息的“新鲜度”。我们假设能量根据泊松过程随机到达传感器，并且每个状态更新消耗一个单位的能量。我们的目标是设计最佳的在线状态更新策略，以尽量减少长期平均AoI，在传感器的能量因果关系约束。我们考虑三种情况，即，电池尺寸分别是无限的、有限的和仅一个单元。对于无限电池的情况下，我们采用了尽力而为的统一状态更新策略，并表明它最大限度地减少了长期平均AoI。对于有限电池的情况下，我们采用了能量感知的自适应状态更新策略，并证明了它是渐近最优的，当电池的大小趋于无穷大。对于最后一种情况，其中电池大小为1，我们首先表明，在广泛定义的在线策略类别中，最优策略应该具有更新结构，即，状态更新时期形成更新过程，并且每个更新间隔的长度仅取决于该间隔上的第一能量到达。然后，我们专注于一个更新的时间间隔，并证明，如果在系统中的AoI低于阈值时，第一个能量到达，传感器应该存储的能量和保持状态更新，直到AoI达到阈值，否则，它立即更新状态。我们分析了这种基于阈值的政策下的长期平均AoI的特征，并明确确定了最佳阈值。
2018-06-05 cs.IT math.IT
On The Optimality of The Whittle's Index Policy For Minimizing The Age of Information
在本文中，我们考虑的平均年龄最小化问题，一个中央实体的N个可用的用户在不可靠的信道上传输M个用户。众所周知，在这种情况下，获得最优策略是遥不可及的。因此，惠特尔的指数政策已建议在早期的作品作为一个启发式的这个问题。然而，对其业绩的分析仍然难以捉摸。在续集中，我们克服了这些困难，并提供了严格的结果，其渐近最优的多用户制度。具体来说，我们首先建立其最优性在一个特定的系统的状态附近。接下来，我们扩展我们的证明，在一个递归假设下的全球情况下，我们验证数字。这些研究结果表明，惠特尔的指数政策分析证明在多用户制度的AoI最小化问题的最优性。最后，数值结果显示其性能和证实我们的理论研究结果。
2020-01-13 cs.IT math.IT
Age-Optimal Updates of Multiple Information Flows
在本文中，我们研究了一个年龄的信息最小化问题，多个流的更新数据包发送到多个服务器到他们的目的地。提出了两种在线调度策略。当数据包的生成和到达时间是同步的流，所提出的政策被证明是（近）最优的最小化任何时间依赖的，对称的，和非递减的惩罚函数的年龄的流随着时间的推移在随机排序的意义。
2018-03-08 cs.IT math.IT
On the Global Optimality of Whittle's index policy for minimizing the age of information
本文研究的平均年龄最小化问题，只有一小部分的网络用户可以同时发送不可靠的信道。在这种情况下，找到最佳调度方案是具有挑战性的。因此，在文献中提出的惠特尔指数政策作为一个低复杂性的启发式的问题。虽然实施起来很简单，但人们认识到，描述这一政策的绩效是一项非常棘手的任务。在续集中，我们提供了一个新的数学方法来建立其最优性在多用户制度的特定网络设置。我们的新方法是基于复杂的技术，与文献中以前的作品不同，它没有任何数学假设。这些研究结果表明，惠特尔的指数政策具有分析证明的AoI最小化问题的渐近最优性。最后，我们列出了数值结果，证实了我们的理论研究结果，并证明了该政策的显着表现在多用户制度。
2021-02-04 cs.IT cs.NI math.IT
Policy Gradient Algorithms for Age-of-Information Cost Minimization
Department of Communications, Universitat Politècnica de València（通讯学院，瓦伦西亚理工大学）；Department of Electronic Systems, Aalborg University（电子系统学院，奥尔堡大学）
本文提出两种策略梯度算法，用于在生成随时模型下优化网络物理系统的信息更新过程，通过最小化时间平均成本，实现信息年龄成本最小化。
2025-12-12 cs.IT cs.LG cs.NI
Scheduling to Minimize Age of Synchronization in Wireless Broadcast Networks with Random Updates
在这项工作中，一个无线广播网络与基站（BS）发送随机的时间-敏感信息更新到多个用户的干扰约束。从网络用户的角度来看，采用同步年龄（AoS），即自存储在网络用户处的信息变得去同步化以来所经过的时间量来测量数据新鲜度。与目前应用较为广泛的信息时代（AoI）指标相比，AoS反映了随机变化内容的新鲜度。将AoS最小化调度问题转化为离散时间马尔可夫决策过程，通过结构化有限状态策略迭代逼近最优解。为了进一步降低计算复杂性，提出了一种基于不安分多臂强盗（RMAB）的索引启发式调度策略。仿真结果表明，该索引策略可以实现兼容的性能与MDP和接近的AoS下界。此外，理论分析和仿真揭示了AoS和AoI之间的差异。AoI最小化调度策略不能保证良好的AoS性能。
2020-03-05 cs.IT cs.NI math.IT
