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具有时间切换架构的能量收集接收器的在线策略

DOI：10.1109/TWC.2018.2890639 期刊：IEEE Transactions on Wireless Communications 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 在现实世界中，几乎不可能非因果地预知未来事件。假设已知未来能量到达的能源收集（EH）系统研究在实际应用中效用不足，这表明需要在线策略。此外，EH发射端与接收端的建模分析存在本质差异，相比EH发射端，EH接收端受到的关注较少。本文针对采用时分架构、从专用发射源及其他信源获取能量的EH接收端，建立马尔可夫决策过程问题并进行在线优化，以最大化解码比特数。我们同时考虑无限时域与有限时域场景：对于无限时域，给出平均期望奖励的上界，并找到能无限逼近该上界的最优策略；对于有限时域，首先通过标准逆向归纳法结合空间量化得到一种策略——随着量化区间数量增加，其性能可接近最优在线性能（但计算复杂度较高）；随后通过谨慎限制状态空间，提出一种计算高效且性能较优的策略。
作者： Zhengwei Ni，Mehul Motani
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研究概述 实验方案

研究目的

为了通过在线优化最大化采用时间切换架构的能量收集接收器在无限和有限时域场景下解码的比特数。

研究成果

该论文为能量收集接收机提供了最大化解码比特数的在线策略。在无限时域下，最优策略的性能接近上界；在有限时域下，提出了两种策略：一种复杂度高但性能接近最优，另一种计算高效且性能良好。数值结果验证了这些方法的有效性，表明它们在实际能量收集系统中具有应用前景。

研究不足

该研究假设已知能量到达和信道增益的统计特性，但在实际中这些信息可能无法获取。反向归纳法的计算复杂度在N较大时较高。所设计的策略针对特定系统模型，可能无法推广到其他架构或场景。

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