具有因果信息的能量收集发射机功率分配

我们考虑基于信道衰落状态因果观测的具有能量收集能力的接入控制发射机的功率分配。我们假设系统以时隙方式运行，且每个时隙的信道增益是一个跨时隙独立的随机变量。此外，我们假设发射机完全由可再生能源供电，且能量收集过程在实际中是可以预测的。结合发射机的附加接入控制和最大功率约束，我们将最大化可达速率的随机优化问题表述为具有连续状态的 Markov 决策过程 (MDP)。为高效求解该问题，我们基于关于电池状态的分段线性拟合定义了一个近似值函数。我们证明，使用该近似值函数时，每次迭代中的更新由一组带有连续参数的凸问题组成。此外，我们推导出了这些凸问题的闭式最优解。进一步，我们针对有限时域和无限时域两种情况提出了功率分配算法，其计算复杂度显著低于标准离散 MDP 方法，且性能更优。文中还考虑了向一般收益函数情形与不完美能量预测情形的推广。最后，仿真结果表明，所提出的算法能够接近最优性能。