两跳能量收集通信系统的最优调度与功率分配
信息论
2016-11-17 v1 math.IT
摘要
能量收集 (Energy harvesting, EH) 最近已成为绿色通信中一项极具前景的技术。为实现其潜力，需要重新设计通信协议以应对收集能量的随机性。本文研究了如何应用中继技术来改善 EH 通信系统的短期性能。针对一个 EH 源节点和一个非 EH 半双工中继节点，我们考虑了两个不同的设计目标：1) 短期吞吐量最大化；2) 传输完成时间最小化。这两个问题均属于联合调度与功率分配问题，由于中继处的半双工约束而极具挑战性。一个关键发现是，方向注水 (directional water-filling, DWF) 算法（即单跳 EH 系统的最优功率分配算法）可作为两跳通信系统设计的指导原则，因为它不仅决定了最优性能的值，还为推导两个设计问题的最优解奠定了基础。基于松弛的能量分布曲线并结合 DWF 算法，我们推导了这两个问题最优解的关键性质，并随后提出了高效算法。仿真结果表明，在两跳 EH 通信系统中，调度优化与功率分配优化均不可或缺。
引用
@article{arxiv.1212.5394,
title = {Optimal Scheduling and Power Allocation for Two-Hop Energy Harvesting Communication Systems},
author = {Yaming Luo and Jun Zhang and Khaled B. Letaief},
journal= {arXiv preprint arXiv:1212.5394},
year = {2016}
}
备注
Submitted to IEEE Transaction on Wireless Communication