申请/专利权人：浙江工商大学

申请日：2023-05-10

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN117857636A

主分类号：H04L67/60

分类号：H04L67/60;H04L67/5682;H04L67/12;H04W40/10;H04W40/18

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.26#实质审查的生效;2024.04.09#公开

摘要：本发明涉及一种基于信息年龄和阈值策略的状态更新方法，属于无线通信技术领域。本发明的物联网通信模型包括用户、传感器和具有缓存功能的边缘节点，用户向边缘节点发出数据请求，边缘节点根据缓存数据的信息年龄和传感器的电池能值适时更新缓存数据，并将最新缓存数据发送给用户，以最小化用户接收数据的平均信息年龄。通过对状态值函数的参数化建模和更新策略的最优性分析，本发明给出了一种基于解析表达式的低复杂度阈值策略，所述阈值策略的参数通过蒙特卡洛方法和非线性回归估计得到，实验表明该方案的平均信息年龄接近值迭代算法的理论最优性能。

主权项：1.一种基于信息年龄和阈值策略的状态更新方法，其特征在于，所述方法包括：物联网系统由传感器、边缘节点、用户组成；所述传感器通过收集环境能量维持运行，并且其根据边缘节点的指令来测定特定的物理量并向边缘节点发送最新的物理量；所述边缘节点将传感器发送的最新物理量保存在缓存中；边缘节点会根据用户请求情况和系统状态对物理量的更新进行控制，并将缓存中最新的物理量发送给请求的用户；所述根据用户请求和系统状态对物理量的更新进行控制的具体方法包括：设传感器节点到边缘节点链路的传输成功概率ξ，传感器最大电池容量Bmax，物理量的最大信息年龄Δmax，计数值n＝0，计数最大值N，时隙个数T，折扣系数γ∈0,1]；设时隙t传感器电池能值bt，边缘节点缓存中的物理量的信息年龄为Δt；对于每一幕的每个时隙执行步骤一至步骤八；步骤一、初始化参数：从0到Bmax区间内均匀地随机选择一个数赋值予传感器电池阈值bth，初始化g为False，参数a＝1，b′＝2；步骤二、判断g是否为True，若是，则转至步骤四；若否，则转至步骤三；步骤三、传感器收集能量，处于蓄能阶段，边缘节点不更新缓存中的物理量，进入步骤五；步骤四、传感器蓄能结束，进入步骤六；步骤五、边缘节点没有成功更新或者不更新缓存中的物理量，则边缘节点向用户发送缓存中旧物理量，物理量的信息年龄Δt自增，更新状态st＝bt,Δt，物理量的信息年龄Δt可以表示为：Δt+1＝min{Δt+1,Δmax}，1进入步骤九；步骤六、边缘节点根据基于电池能值bt的参数a和b′的信息年龄阈值公式 计算θAoIbt， 式中，x为当前的电池能值，若ΔtθAoIbt且bt0，边缘节点向传感器发送状态更新指令，转至步骤七；否则，边缘节点不向传感器发送状态更新指令，转至步骤五；步骤七、设ht∈{0,1}表示边缘节点是否成功更新缓存中的物理量，如果ht＝1，表示边缘节点成功更新缓存中的物理量；否则，边缘节点不更新缓存中的物理量；判断边缘节点是否成功更新缓存中的物理量，若是，则转至步骤八；若否，则转至步骤五；步骤八、边缘节点向用户发送最新的物理量，物理量的信息年龄Δt＝0，更新状态st＝bt,Δt，进入步骤九；步骤九、判断传感器运行的时隙个数是否大于T，若是，则转至步骤十；若否，则转至步骤二；步骤十、计数值n加一，判断计数值n是否大于N，若是，则转至步骤十一；若否，则转至步骤一；步骤十一、记录每幕中，系统状态st＝bt,Δt和相应的奖励ct，t＝1,2,…,T，找出每幕中Δt＝1的电池能值bt，然后从bt,1的时隙t开始，采集T′个时隙长度，对应系统状态为bi,Δi相应的奖励ci，i＝t,t+1,t+2,…,t+T′，t+T′远小于T，然后按照公式5计算bt,1的估计值， 式中，ct表示时隙t用户收到数据的及时程度即ct＝Δt+1；循环多幕得到系统状态为bt,1的全部估计值按照公式6对其取p次幂平均，获得系统状态为bt,1的估计值 式中，n表示中估计值的个数；步骤十二、通过公式3，使用非线性最小二乘法拟合系统状态为bt,1对应的更新参数a和b′；经过c次迭代寻优后，获得最优的参数和

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权利要求：

百度查询： 浙江工商大学 一种基于信息年龄和阈值策略的状态更新方法

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