能量收集网络中的效用最优调度

本文展示了如何在仅具有有限容量能量存储设备的能量收集网络中实现接近最优的效用性能。在这些网络中，节点能够从环境中收集能量。可收集的能量随时间变化，并遵循某种概率规律。我们开发了一种\emph{在线}算法，称为能量受限调度算法（ESA），该算法联合管理能量并为数据包传输做出功率分配决策。ESA只需跟踪网络节点剩余的能量，\emph{不需要任何}关于可收集能量过程的知识。我们证明，对于任意$\epsilon>0$，ESA实现的效用与最优值相差$O(\epsilon)$，同时确保网络拥塞和所需能量存储设备容量被\emph{确定性}地限制在$O(1/\epsilon)$量级的界内。然后，我们还开发了改进的ESA算法（MESA），以实现相同的$O(\epsilon)$接近最优效用性能，而平均网络拥塞和所需能量存储设备容量仅为$O([\log(1/\epsilon)]^2)$。