李陶深，孙莉，王哲

（1.广西大学计算机与电子信息学院，广西 南宁 530004；2.南宁学院信息工程学院，广西 南宁 530299；3.广西民族大学人工智能学院，广西 南宁 530005）

1 引言

无线通信网络的性能受到设备电池寿命限制，电池的手动更换或充电导致无线设备的频繁中断。能量收集技术可以从周围环境中源源不断地收集能量，并将这些能量用于无线通信系统中，大大延长了无线设备的寿命，降低了维护成本，提高了无线网络系统的性能[1-3]。在能量收集网络系统中，由于能量收集的间歇性和不稳定性，某些节点可能会出现能量消耗殆尽的情况，因此需要考虑节点电池容量受限的约束[4]。针对电池容量受限的能量收集网络中的功率和速率分配问题，人们基于简单的点对点网络模型进行了比较深入具体的研究。然而在点对点传输中，信道环境的不稳定性可能会导致某个时隙（短期）的传输状态极差，从而影响后续（长期）的传输状态。为此，本文考虑将点对点模型拓展为菱形信道模型，即在源节点和目的节点中间添加2 个中继节点，从而提高传输的稳定性。

本文针对无线通信网络中源节点电池容量有限的条件，研究源节点电池容量受限情况下基于能量收集和能量协作的双中继通信信道的最优功率和速率分配策略，解决系统端到端的吞吐量最大化问题。本文的主要贡献包括以下几个方面。

1) 基于传输节点间能量因果关系约束、数据因果约束关系及电池能量无溢出约束，构建系统中端到端吞吐量最大化的优化模型，提出一种最优的离线传输功率和速率分配策略。……