We study a general setting of status updating systems in which a set of source nodes provide status updates about some physical process(es) to a set of destination nodes (or monitors). The freshness of information available at each monitor is quantified in terms of the Age of Information (AoI), and the vector of AoI processes at the monitors (or equivalently the age vector) models the continuous state of the system. While the marginal distributional properties of each AoI process have been studied for a variety of settings using the stochastic hybrid system (SHS) approach, we lack a counterpart of this approach to systematically study their joint distributional properties. Developing such a framework is the main contribution of this paper. In particular, we model the discrete state of the system as a finite-state continuous-time Markov chain, and describe the coupled evolution of the system's continuous and discrete states by a piecewise linear SHS with linear reset maps. We start our analysis by deriving first-order linear differential equations for the temporal evolution of both the joint moments and the joint moment generating function (MGF) of all possible pairwise combinations formed by the age vector components. We then derive the conditions under which the derived differential equations are asymptotically stable. Finally, we apply our framework to characterize the stationary joint MGF in a multi-source updating system under several queueing disciplines including non-preemptive and source-agnostic/source-aware preemptive in service queueing disciplines.


翻译:我们研究的是状态更新系统的总体设置,其中一组源节点向一组目的地节点(或显示器)提供某些物理进程的最新状况。每个监测器上可用的信息的新鲜度以信息时代(AoI)和显示器(或等同年龄矢量)的AoI进程矢量来量化,以该系统的连续状态为模型。虽然已经利用随机混合系统(SHS)的方法对各种环境的边际分布特性进行了研究,但我们缺乏一种对应方法系统研究其联合分布特性。开发这样一个框架是本文的主要贡献。特别是,我们将该系统的离散状态作为信息时代(AoI)时代(AoI),以及监测器(AoI)进程的矢量(AoI)进程矢量(或等同年龄矢量矢量)过程的连续状态模型进行量化,并用带有线性重新设定地图的直线性线性SHSHSHS进程状态来描述系统连续和离散状态的演进。我们开始分析的方法是,为联合时间和联合生成时段函数(MGF)的功能(MGU)是所有可能的离值组合,在稳定年龄框架下,在最后的源中,我们作为稳定的源流流流流变式组合中,我们作为最后的组合。

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