帕累托最优抽样与资源分配：用于共享频谱低空网络的及时通信
系统与控制
2026-03-17 v2 系统与控制
信号处理
摘要
为低空无人机 (UAV) 保证严格的数据新鲜度，必须在无人机自身的能源消耗与地面信道资源占用之间进行关键权衡。核心挑战在于满足空中数据新鲜度的同时，在这两种成本之间找到帕累托最优的平衡。利用预测信道模型和预测的无人机轨迹，我们在长期规划视角内构建了双目标帕累托优化问题，以联合优化空中交通的抽样时机以及公平共存的功率和频谱分配。然而，该问题的非凸、混合整数特性使得经典方法无法完全描绘完整的帕累托前沿。我们表明，前沿具有单调性质，基于此，我们将双目标问题转化为若干单目标问题。我们提出了一种基于图的新算法，并证明其可以在低复杂度下（平方于资源块预算，线性于时域长度）找到完整的帕累托最优解集。数值结果表明，我们的方法满足严格的时效性要求，相较于基准方法，可降低资源块使用量六倍，或实现6 dB的能源节省。
引用
@article{arxiv.2510.26708,
title = {Pareto-Optimal Sampling and Resource Allocation for Timely Communication in Shared-Spectrum Low-Altitude Networks},
author = {Bowen Li and Jiping Luo and Themistoklis Charalambous and Nikolaos Pappas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.26708},
year = {2026}
}