雾辅助的多用户 SWIPT 网络：本地计算或卸载

本文研究一个雾计算辅助的多用户同时无线信息与功率传输（SWIPT）网络，其中具有功率分割（power splitting, PS）接收机架构的多个传感器从混合接入点（hybrid access point, HAP）接收信息并收集能量，然后通过本地计算模式或雾卸载模式处理接收到的数据。对于这样的系统，我们构建了一个优化问题，旨在通过联合优化多用户调度、时间分配、传感器发射功率和 PS 比例，在保证传感器所需的信息传输和处理速率的同时，最小化传感器所需的能量。由于该问题是一个混合整数规划（mixed integer programming, MIP）问题且无法用现有求解方法求解，我们通过应用问题分解、变量替换和理论分析来求解它。对于被调度的传感器，我们推导出实现其最小所需能量的闭式和半闭式解，随后提出一种高效的多用户调度方案，该方案能以低计算复杂度实现次优的用户调度。数值结果验证了我们获得的理论结果，结果表明对于每个传感器，当它靠近 HAP 或雾服务器（fog server, FS）时，雾卸载模式是更好的选择；否则，应选择本地计算模式。我们还逐帧模拟了系统性能，结果表明使用电池中存储的能量以及从先前被调度的传感器发送的信号中收集的能量，可以进一步降低传感器所需的总能量。