能量捕獲驅(qū)動(dòng)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度與優(yōu)化研究.pdf

1、隨著能量捕獲（EH）技術(shù)的發(fā)展和政府對(duì)綠色通信的積極倡導(dǎo)，近年來(lái)，基于能量捕獲的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)得到了廣泛深入的研究，同時(shí)無(wú)線(xiàn)能量傳輸技術(shù)(WET orWPT)的發(fā)展也使得無(wú)線(xiàn)攜能通信系統(tǒng)(SWIPT)成為了新的研究熱點(diǎn)。如何高效地使用能量捕獲網(wǎng)絡(luò)中的能量進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸是能量捕獲無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中具有實(shí)際意義的熱點(diǎn)問(wèn)題。本論文使用隨機(jī)優(yōu)化理論，對(duì)能量捕獲無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和理論分析，針對(duì)不同場(chǎng)景下的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸效用最大化問(wèn)題進(jìn)行了研究，具

2、體工作如下:
　　1.首先，研究了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)能量捕獲無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的傳輸效用最大化問(wèn)題，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)質(zhì)量（QoS）和避免由于能量到達(dá)的隨機(jī)性和間歇性引起的數(shù)據(jù)傳輸中斷，將傳輸效用最大化問(wèn)題建模為隊(duì)列穩(wěn)定性約束條件下的平均傳輸效用最大化問(wèn)題。采用Lyapunov優(yōu)化理論設(shè)計(jì)了在線(xiàn)的平均傳輸效用最大化算法，該算法不依賴(lài)于能量捕獲過(guò)程和無(wú)線(xiàn)信道的先驗(yàn)知識(shí)。最后，通過(guò)Matlab數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提出的平均傳輸效用最大化算法的有效性

3、。
　　2.研究了能量捕獲通信系統(tǒng)中可伸縮編碼(SVC)視頻的自適應(yīng)傳輸問(wèn)題，在能量隨機(jī)到達(dá)的條件下，為了保證視頻的不間斷傳輸以及減少可伸縮視頻層頻繁切換所引起的抖動(dòng)效應(yīng)，將可伸縮視頻的自適應(yīng)傳輸問(wèn)題建模為帶約束的最大化視頻傳輸效用問(wèn)題。采用Lyapunov優(yōu)化理論對(duì)問(wèn)題進(jìn)行轉(zhuǎn)化，提出了在線(xiàn)的動(dòng)態(tài)視頻層傳輸算法，所提出的算法不依賴(lài)于對(duì)能量捕獲過(guò)程和信道的假設(shè)條件，具有較低的復(fù)雜度。最后，采用真實(shí)可伸縮視頻序列進(jìn)行了數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)

4、驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提算法的性能。
　　3.考慮能量捕獲通信系統(tǒng)中可伸縮視頻的自適應(yīng)傳輸問(wèn)題，為了保證可伸縮視頻基本層的不間斷傳輸，將可充電電池中的能量預(yù)留作為一個(gè)約束，可伸縮視頻傳輸效用最大化問(wèn)題建模為CMDP模型。采用近似動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論對(duì)模型設(shè)計(jì)了在線(xiàn)學(xué)習(xí)算法，同時(shí)采用高斯混合模型(GMM)和在線(xiàn)的期望最大化(EM)算法對(duì)能量分布進(jìn)行學(xué)習(xí)，利用學(xué)習(xí)得到的信息來(lái)提高算法的性能和收斂速度。最后用真實(shí)視頻序列設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了所提出的在線(xiàn)