5G(The 5th Generation Mobile Communication,5G)通信系统高智能化移动终端往往由电池供电,然而,受限的电池容量是用户极致业务体验的致命桎梏。因此,寻找新的供能方式成为网络性能进一步提升的有效手段。能量收集技术(Energy Harvesting,EH)可以从外界环境中收集能量来为通信终端提供可持续的能量供给。因此,EH技术与无线通信网络结合形成的能量收集网络将成为未来通信网络架构的热点研究方向。然而,在解决能量稀缺问题的同时,还需要保障无线通信业务的异构服务质量需求。由于无线信道固有的时变特性,在实际无线通信系统中,确定性的服务质量保障往往很难提供。因此,统计服务质量成为刻画网络为业务提供服务水平的衡量指标。资源优化是提高能量收集网络资源利用率并保障无线通信业务服务质量的有效途径。本文针对能量收集传感器网络和带有能量收集的机器通信网络,探讨如何在以上两种能量收集网络场景下利用动态资源分配策略来为通信业务提供统计服务质量保障。主要的工作及研究成果总结如下。1.研究了能量收集传感器网络中面向统计服务质量保障的资源分配优化问题,服务质量保障体现为对队列平均时延的要求。首先,为了应对网络中的多种随机过程,本文利用随机优化模型在队列稳定性以及能量可用性约束条件下最大化长时间平均网络效用。其次,利用李雅普诺夫优化技术将原始随机优化问题分解为三个独立的确定性优化问题。通过分别求解这三个子问题得出了所提算法,特别的是,其中一个子问题是一个混合整数非线性优化问题,为了得出一个低复杂度的算法,我们将该问题转化为一个一对一的匹配问题并通过匈牙利算法求解。性能分析表明所提算法能够在保证队列稳定性的条件下无限接近最优,并给出了电池容量的上界。最后,仿真结果验证了以上理论分析。2.机器通信中的大规模接入和能量受限问题都会造成通信业务服务质量降低。基于以上问题,本文采用非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术来解决机器通信网络的上行链路拥塞问题,同时引入EH机制来为机器通信设备持续供能。遗憾的是,NOMA技术在用相同的频率复用不同用户的同时也会引入同频干扰,这会对上行链路的传输速率造成影响从而降低服务质量保障度。因此,本文通过在时间域进行用户调度来降低同频干扰。另外,EH中的能量可用性约束也会给问题的求解带来困难。由此,构建了一个联合用户调度与资源分配的随机优化问题。具体地,在保障能量可用性约束与服务质量需求的前提下,最大化网络的平均和速率。为了解决该问题,利用李雅普诺夫优化技术,将原随机优化问题转化为两个独立的确定性优化问题。由于其中一个子问题是非凸的混合整数规划问题,我们采用迭代的算法来解耦连续型变量和整数型变量。进一步,利用连续凸近似将问题转化为标准的凸优化问题后求解。最后,本章通过数值仿真验证了所提算法的收敛性并验证了所提算法在服务质量保障方面的优越性。