随着通信网络规模的扩大,通信行业能耗不断增长。在能源日益紧缺的今天,如何实现节能降耗已成为通信行业研究的一个焦点。能量捕获(EH)技术不仅部署灵活,而且能够为网络设备持续提供绿色无污染的能量,成为应用在绿色通信网络中的前沿技术。同时,作为一种非接触式电能传输技术,无线能量传输(WPT)技术在频谱利用、节能方面也起到巨大推动作用。但能量捕获无线通信网络存在能量来源不稳定、存储设备容量有限等特性,加上无线信道状态的随机性,给网络资源调度和分配带来诸多挑战。为了提高能量使用效率和保障数据传输服务质量,本论文考虑能量捕获无线通信网络中随机性因素,利用随机优化理论对网络资源调度和分配问题进行分析、建模和优化,具体的工作如下:1.研究了 一个点对点无线能量传输系统中能量传输调度问题。接收端没有固定能源供给,需通过捕获发射端传输的无线能量来维持运作。在信道状态信息(CS1)随机变化和能量传输时间有限条件下,发射端选择CSI好的时隙来执行能量传输任务能够减少能量消耗,提高能量传输效率。该调度问题被转化为一个马尔科夫决策过程(MDP)。利用随机动态规划方法,本论文分别提出不可中断和可中断传输情况下的计算功率阈值算法。在此基础上,设计了无线能量传输调度策略,并通过数值仿真实验对所提策略进行了性能验证。2.研究了能量捕获无线通信网络中可伸缩编码(SVC)视频传输模型,考虑可用能量受限条件下多用户SVC视频层数分配问题。在SVC视频传输过程中,能量到达是随机的,同时每个用户在不同时隙下的CSI也是随机变化的。在这些随机因素下,为了保证SVC视频传输的连续性以及视频层数分配的公平性,本文将SVC视频层数分配问题建模为带约束的传输效用最大化问题,并基于大偏差原理(LDP)提出了基于在线测量的视频层数分配策略(OM-VLAS)和基于在线测量的启发式视频层数分配策略(OM-HVLAS)。最后,基于真实的SVC视频序列进行了仿真实验,实验结果验证了所提策略的有效性。3.设计了微波式无线能量传输系统控制协议:(1)根据信息和能量交互的不同阶段,本文分别定义了发射端和接收端的不同状态,并根据定义的状态设计了信息和能量交互方法,通过无线信息交互便可实现无线输能连接的建立、发起和释放;(2)为了有效控制发射端传输功率,提出了一种基于迭代学习的PID控制方法;(3)提出了一种多接收端调度方法用以实现接收端的有序管理与调度。