In this work, we study a status update system with a source node sending timely information to the destination through a channel with random delay. We measure the timeliness of the information stored at the receiver via the Age of Information (AoI), the time elapsed since the freshest sample stored at the receiver is generated. The goal is to design a sampling strategy that minimizes the total cost of the expected time average AoI and sampling cost in the absence of transmission delay statistics. We reformulate the total cost minimization problem as the optimization of a renewal-reward process, and propose an online sampling strategy based on the Robbins-Monro algorithm. Denote $K$ to be the number of samples we have taken. We show that, when the transmission delay is bounded, the expected time average total cost obtained by the proposed online algorithm converges to the minimum cost when $K$ goes to infinity, and the optimality gap decays with rate $\mathcal{O}\left(\ln K/K\right)$. Simulation results validate the performance of our proposed algorithm.


翻译:在这项工作中,我们研究一个状态更新系统,其中有一个源节点,通过随机延迟的渠道及时向目的地发送信息;我们测量接收者通过信息时代储存的信息的及时性,这是接收者储存最新鲜样本的时间,目的是设计一个取样战略,在没有传输延迟统计数据的情况下,最大限度地降低预期平均AoI和取样成本的总成本;我们将成本最小化的总问题重新表述为更新-报酬过程的优化,并根据Robbbins-Monro算法提出在线抽样战略。我们指出,当传输延迟受限时,拟议在线算法的预期平均总成本将达到一定的最小成本,而最佳化差距将随着利率 $mathcal{O ⁇ ⁇ left(lnK/K\right) 的下降而缩小。模拟结果将验证我们拟议的算法的性能。

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