对于动态共享时间敏感信息的无线网络来说，仅仅快速传输数据是不够的。这些数据也需要更新。考虑一下你车里的许多传感器。虽然大多数传感器将一个数据包传输到中央处理器可能需要不到一秒钟的时间，但数据的年龄可能会有所不同，这取决于传感器传递读数的频率。
在一个理想的网络中，这些传感器应该能够不断地传输更新，为每一个可测量的特性提供最新、最新的状态，从轮胎压力到障碍物的距离。但无线信道只能传输这么多数据，而不会完全淹没整个网络。
那么，可以不断更新传感器，无人机或数据共享车辆 - 最大限度地减少它在任何时刻收到的信息的年龄，同时避免数据拥塞？
工程师麻省理工学院的信息和决策系统实验室正在解决这个问题，并提出了一种为一个简单的无线网络提供最新可能数据的方法。
研究人员说，他们的方法可以应用于简单的网络，比如多架无人机将位置坐标传输到一个控制站，或者工业工厂中的传感器将状态更新传递到中央监控器。最终，该团队希望能解决更复杂的系统，比如无线共享交通数据的车辆网络。
“如果您正在交换拥堵信息，您希望将该信息尽可能清新，”Eytan Modiano表示，航空航天教授以及麻省理工学院的信息和决策系统的实验室成员。“如果它已经过时，您可能会做出错误的决定。这就是为什么信息年龄很重要。“
Modiano和他的同事们在IEEE在IEEE的计算通讯（Infocom）会议上介绍了他们的方法，其中赢得了最佳纸张奖。本文将来将在线出现。本文的牵头作者是研究生Igor Kadota;前研究生Abhishek Sinha也是一个共同作者。
保持它的新鲜
传统网络的设计目的是最大化跨信道传输的数据量，并最小化数据到达目的地所需的时间。直到最近，研究人员才考虑到信息的年龄——从接收者的角度看信息是新鲜还是陈旧。
“我第一次对这个问题感到兴奋，在无人机的背景下思考 - 无人驾驶的空中车辆在环境中移动，他们需要交换位置信息以避免彼此碰撞，”Modiano说。“如果他们不够交换这个信息，他们可能会碰撞。所以我们退后一步，开始看看如何最大限度地减少无线网络中信息年龄的根本问题。“
在这篇新论文中，Modiano的团队寻找提供最新鲜的数据到简单的无线网络的方法。它们建模了一种基本网络，由单个数据接收器（例如中央控制站）和多个节点组成，例如多个数据传输无人机。
研究人员假设在任何给定时间只有一个节点可以通过无线信道传输数据。他们着手回答的问题是:哪个节点应该在哪个时间传输数据，以确保网络从所有节点接收到的平均最新数据?
莫迪亚诺说:“我们的带宽有限，所以我们需要有选择性地选择节点传输的内容和时间。”“我们说，在这种最简单的情况下，我们如何最小化年龄?我们能解决这个问题吗?和我们所做的。”
最佳年龄
团队的解决方案在于一个简单的算法，基本上在任何给定时刻计算每个节点的“索引”。节点的索引基于几个因素：它正在传输的数据的年龄或新鲜度;它是通信的信道的可靠性;以及该节点的总体优先级。
“例如，您可能有更昂贵的无人机或更快的无人机，并且您希望有更好或更准确的信息有关该无人机的信息。因此，您可以将那个具有高优先级的，“Kadota解释道。
具有较高优先级的节点，更可靠的信道和较旧数据，分配更高的索引，与优先级相对较低的节点，与尖端信道通信，具有较低的索引标记的更新数据。
一个节点的索引可以随时变化。在任何给定时刻，算法指示索引最高的节点将其数据发送给接收者。通过这种优先排序的方式，该团队发现，网络可以保证从所有节点接收到平均最新的可能的数据，而不会过载其无线信道。
该团队计算出了一个下界，这意味着网络信息的平均年龄比任何算法都要新鲜。他们发现，该团队的算法执行非常接近这个界限，就为一个简单的无线网络提供最新可能的数据而言，它接近于任何算法所能做到的最好。
莫迪亚诺说:“我们提出了一个基本的界限，即你不可能有比这个值更低的信息年龄——没有算法可能比这个界限更好——然后我们表明，我们的算法接近这个界限。”“所以它接近于最优。”
这个小组计划在一个简单的无线电网络上测试它的索引方案，其中一个无线电可以作为基站，从其他几个无线电接收时间敏感的数据。莫迪亚诺的团队还在开发算法，以优化更复杂网络中的信息时代。
“我们未来的文件将超越一个基站，到具有多个基站的网络，以及如何交互，”Modiano说。“这将有望解决一个更大的问题。”
本文以许可转载麻省理工学院新闻。
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