面向信息新鲜度保障的车联网功率控制和资源分配策略

来源：电子与信息学报杂志2025年第2期北京时间：

作者：杨鹏, 康一铭, 杨静, 唐桐, 祝志远, 吴大鹏

单位：1.重庆邮电大学通信与信息工程学院 重庆 4000652.中国信息通信研究院 北京 1001913.信通院(西安)科技创新有限公司 西安 710116

摘要：在差异化服务共存的车联网场景中，针对基于平均信息年龄(AoI)优化无法降低极端事件发生概率的问题，该文提出一种信息新鲜度保障的用户功率控制和资源分配策略。首先，根据系统模型刻画出车辆到车辆(V2V)用户状态更新信息新鲜度约束下最大化车辆到基站(V2I)用户体验质量(QoE)的问题。然后，结合与AoI中断约束等价的队列积压约束，并引入极值理论以优化AoI尾部分布。接着，基于李雅普诺夫优化方法将原问题转化最小化李雅普诺夫漂移加惩罚函数的问题，在此基础上求解最优的用户发射功率。最后，在构建超图的基础上，提出了一种基于遗传算法改进粒子群算法(GA-PSO)的资源分配策略确定最优的用户信道复用方式。仿真结果表明，相比于基准方案，所提方案能够在降低V2V链路AoI中断的极端事件发生概率的同时，提高约7.03%的V2I链路信道容量，实现V2I用户平均QoE提升。

关键词：资源分配, 功率控制, 信息年龄, 极端事件

基金资助：国家自然科学基金(U24A20211, 62271096, U20A20157)，重庆市自然科学基金(CSTB2023NSCQ-LZX0134, CSTB2024NSCQ-LZX0124)，重庆市高校创新研究群体项目(CXQT20017)，重邮信通青创团队支持计划(SCIE-QN-2022-04)