具有能量收集发射机的时相关信道上的信道感知与通信

本文考虑了一个在时相关无线信道上进行通信的能量收集 (EH) 发射机。该发射机能够感知当前信道状态，但需以消耗能量和传输时间为代价。EH 发射机旨在通过选择以下操作之一来最大化其长期吞吐量：$i)$ 推迟传输以节省能量供未来使用，$ii)$ 以低速率可靠地传输，$iii)$ 以高速率传输，以及 $iv)$ 以消耗能量和传输时间为代价感知信道以揭示信道状态，然后决定推迟或传输。该问题被表述为具有信道状态信念的部分可观测马尔可夫决策过程。最优策略被证明在信念状态上表现出阈值行为，且阈值依赖于电池状态。通过值迭代算法以及利用最优策略阈值结构的策略搜索算法，对最优阈值和性能进行了数值表征。我们的结果表明，尽管存在相关的时间和能量成本，与缺乏此能力的协议以及始终感知信道的协议相比，智能地感知信道以跟踪信道状态可显著提高可实现的长期吞吐量。