The convergence of the Internet of vehicles (IoV) and 6G networks is driving the evolution of next-generation intelligent transportation systems. However, IoV networks face persistent challenges, including low spectral efficiency in vehicular communications, difficulty in achieving dynamic and adaptive resource optimization, and the need for long-term stability under highly dynamic environments. In this paper, we study the problem of digital twin (DT)-assisted task offloading and resource allocation in integrated sensing and communication (ISAC)-enabled IoV networks. The objective is to minimize the long-term average system cost, defined as a weighted combination of delay and energy consumption, while ensuring queue stability over time. To address this, we employ an ISAC-enabled design and introduce two transmission modes (i.e., raw data transmission (DataT) and instruction transmission (InstrT)). The InstrT mode enables instruction-level transmission, thereby reducing data volume and improving spectral efficiency. We then employ Lyapunov optimization to decompose the long-term stochastic problem into per-slot deterministic problems, ensuring long-term queue stability. Building upon this, we propose a Lyapunov-driven DT-enhanced multi-agent proximal policy optimization (Ly-DTMPPO) algorithm, which leverages DT for global state awareness and intelligent decision-making within a centralized training and decentralized execution (CTDE) architecture. Extensive simulations verify that Ly-DTMPPO achieves superior performance compared with existing benchmarks.


翻译:车联网与6G网络的融合正在推动下一代智能交通系统的演进。然而,车联网网络仍面临持续挑战,包括车辆通信中的频谱效率低下、难以实现动态自适应资源优化,以及在高度动态环境下保持长期稳定性的需求。本文研究了集成感知与通信赋能的车联网网络中数字孪生辅助的任务卸载与资源分配问题。目标是在确保队列长期稳定的同时,最小化定义为延迟与能耗加权组合的长期平均系统成本。为此,我们采用ISAC赋能的设计,并引入两种传输模式(即原始数据传输与指令传输)。指令传输模式支持指令级传输,从而减少数据量并提升频谱效率。随后,我们利用李雅普诺夫优化将长期随机问题分解为逐时隙确定性子问题,以保证长期队列稳定性。在此基础上,提出一种李雅普诺夫驱动的数字孪生增强多智能体近端策略优化算法,该算法在集中训练分散执行架构下,借助数字孪生实现全局状态感知与智能决策。大量仿真验证表明,相较于现有基准方法,Ly-DTMPPO算法取得了更优的性能。

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