非完美信道状态信息下的弹性车联网通信
信息论
2025-05-06 v1 信号处理
math.IT
摘要
蜂窝车联网（C-V2X）为提升道路安全和交通效率提供了有前景的解决方案。此类系统面临的一个关键挑战在于，如何在有限网络资源下满足车辆通信链路服务质量（QoS）要求，尤其是在高度动态环境导致的非完美信道状态信息（CSI）条件下。本文提出了一种新颖的两阶段框架，以在未知非完美CSI下为C-V2X网络注入弹性。首次通过两个主要维度——吸收阶段和适应阶段——对C-V2X网络的弹性进行定义、量化和优化。具体而言，在吸收阶段，通过专用的吸收功率方案和资源块（RB）分配来估计非完美CSI的概率分布函数（PDF）。估计出的PDF进一步用于分析这两个阶段之间的相互作用并揭示其权衡。然后，利用一种名为风险率（HR）的新指标来平衡C-V2X网络在吸收和适应上的优先级。最后，在适应阶段利用估计出的PDF，通过实时功率分配优化来恢复网络的QoS。仿真结果表明，所提框架在非完美CSI下维持C-V2X网络QoS方面具有卓越能力。具体而言，在适应阶段，与基于模型和数据驱动的基准方案相比，所提设计将超出QoS要求的车车（V2V）通信延迟分别降低了35%和56%，并将平均车路（V2I）通信吞吐量分别提升了14%和16%，同时未损害网络在吸收阶段的QoS。
引用
@article{arxiv.2505.01687,
title = {Resilient Vehicular Communications under Imperfect Channel State Information},
author = {Tingyu Shui and Walid Saad and Ye Hu and Mingzhe Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.01687},
year = {2025}
}