能量收集通信系统中最小化数据传输时间的在线算法竞争比分析

我们考虑单用户能量收集无线通信系统中的最优在线数据包调度问题，其中能量从自然可再生源中收集，使得未来的能量到达时刻和数量在本质上是随机的。我们考虑了任意能量到达的最一般情况，其中未来的能量到达时刻或数量及其分布均未知。所考虑的问题是根据因果能量到达信息自适应地改变传输速率，使得所有数据包交付完成的时间最小化。我们假设所有比特在传输开始前均已到达并在源处就绪。对于最小化问题，在线算法的效用通过求其竞争比或竞争力来检验，竞争比定义为在所有输入序列上在线算法增益与最优离线算法增益之比的最大值。我们推导了能量收集系统中任何在线算法最小化总传输时间的竞争比的下界和上界。上界是使用“惰性”传输策略获得的，该策略假设未来不会再发生能量到达，并选择其传输功率以最小化传输时间。我们证明惰性传输策略具有严格的二竞争性。我们还推导了一个对抗性下界，表明任何在线算法的竞争比至少为 1.325。