计算机工程

作者：马小平, 贾向东, 薛凯来, 牛夏秧, 张亮

单位：1. 西北师范大学计算机科学与工程学院, 甘肃 兰州 7300702. 南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室, 江苏 南京 210003

关键词：信息年龄,调度,无线供电通信网络,随机到达,不可靠信道条件

基金：国家自然科学基金(62261048)

在时间敏感物联网(IoT)系统信息新鲜度优化的调度方案设计中, 现有研究假设传感器和信息接收终端的通信链路完全可靠, 这与实际通信链路符合程度较低。考虑一个典型的无线供电通信网络(WPCN), 根据周围环境的状态更新信息以伯努利过程随机到达传感器并进行排队, 无线供电基站(WPS)通过广播射频信号对传感器电池供电。在考虑到射频信号给传感器电池充电的情况下, 首先推导短包通信(SPC)数据包传输成功概率, 其次建立两种排队规则下信息年龄(AoI)演进表达式, 并构建系统期望加权和信息年龄(EWSAoI)最小优化问题, 最后综合考虑数据包的随机到达、数据包在传感器处的排队规则和不可靠信道条件, 设计平稳随机调度策略和最大权重调度策略来优化系统加权和信息年龄。仿真结果证明, 单数据包队列最大权重调度策略的优化性能最接近理论下界。此外, 由于传感器和移动边缘服务器(MES)间的通信链路为时变不可靠信道, 短包通信的包传输成功概率对调度决策有较大影响, 因此通过仿真研究了短包通信编码相关参数和无线供电基站能量信号功率对系统加权和信息年龄的影响。

来源：2025年第12期

《计算机工程》期刊编辑部

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