能量收集与电网共存无线通信系统的最优功率分配

本文研究了具有联合能量收集与电网供电的单链路无线通信的功率分配问题。我们将该问题建模为在随机能量和数据到达下最小化电网功耗，并分析了某些特殊情况下最优功率分配策略的结构。对于所有数据包均在传输前到达的情况，该问题为吞吐量最大化问题的对偶问题，其最优解可通过两阶段注水（WF）策略求得：在第一阶段分配收集的能量，在第二阶段分配电网能量。对于随机数据到达的情况，我们首先假设仅由电网能量或仅由收集能量供电，然后结合结果以获得共存系统的最优结构。具体而言，我们提出了反向多阶段 WF 策略，以在电池容量无限时实现最优功率分配。最后，提出了一些启发式在线方案，并通过数值仿真评估了其性能。