能量搜集D2D通信的功率分配算法研究

"本文探讨了能量搜集充电的设备到设备(D2D)通信中功率分配的策略，特别是在非正交复用蜂窝用户信道资源的场景下。文章着重解决如何在保证蜂窝用户服务质量的前提下，最大化能量搜集D2D用户的传输速率。面对非凸规划的挑战，文中提出了一种低复杂度的凸近似算法，该算法能够提供问题的紧下界可行解，并在仿真中证明其接近最优传输速率。因此，此算法为多个能量搜集D2D对与蜂窝用户共享链路的功率分配提供了有效的解决方案。 在当前的无线通信环境中，D2D通信因其低延迟和低能耗特性而受到广泛关注，尤其是在支持大量无线设备接入的蜂窝网络中。然而，对于依赖电池或固定能源的低功耗设备，如机器类型设备，维持其持久运行是一项挑战。能量搜集技术的引入，尤其是利用太阳能、风能等可再生能源，为这些设备提供了可持续的电力来源。尽管如此，能量搜集的不稳定性使得能量管理策略的设计至关重要。 在能量搜集D2D通信的研究中，文献已经涉及了接入控制和资源分配等多个方面。如文献[5]通过统计在线学习和模式选择优化子频带切换，降低开销；文献[6]在认知D2D通信中提出了随机接入和优先级接入策略，分析其性能；文献[7]和[8]则分别关注了在高斯干扰信道下的功率分配和能效最大化的策略。 本文提出的凸近似算法为解决能量搜集D2D通信中的功率分配问题开辟了新的途径。通过仿真验证，该算法不仅解决了非凸优化问题，而且在实际应用中可以逼近最佳传输速率，这对于提升系统整体性能和延长D2D设备的生命周期具有显著意义。这种智能的功率分配策略有望在未来无线通信网络中得到广泛应用，尤其是在能量搜集和D2D通信技术融合的场景下，为优化网络资源利用和提高能源效率提供理论支持。"