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有限的设备电池寿命这一问题一直制约着现代无线通信技术的发展。而射频无线能量传输技术(RF-enabled WET)的出现为该问题的解决提供了一种可行的途径,而后依托于此技术出现了一种称为无线供能的通信网络(Wireless Powered Communication Network,WPCN)的通信架构。在此架构中无线设备使用收获的能量来传输信息。然而,大多数研究者并没有在WPCN通信系统的系统稳定方面做更多的理论研究。因此,本文提出了一种基于WPCN的双队列模型,通过优化算法动态调整双队列稳定,并在队列稳定的前提下实现WPCN系统优化。在无线供能通信网络架构提出之后,为了能使整个通信系统有序可持续的运行,新一代的通信协议应运而生。其中运用最为广泛的协议是先充能再传输信息协议(Harvest Then Transmit Protocol,HTT Protocol)。本文在充分了解国内外关于通信协议的有关研究现状的基础上,通过结合本文提出的改进HTT协议来优化各个资源分配的管理方式,使得系统的运转效率、运行寿命、传输能力、吞吐量等得到有效提升,主要的研究工作如下所示:1)基于HTT协议以及TDMA方式的通信系统效用优化。在原有HTT协议的基础上提出了一种新的协调各个无线设备之间无线通信的协议,通过将HTT与时分多址技术结合(Time Division Multiple Access,TDMA),从而避免了各个无线通信设备之间的信号干扰,提高了通信质量与保密性,增大了系统容量,并将该协议应用到基于WPCN的双队列模型上。研究长时间平均下的系统效用最大化问题,结合李亚普诺夫优化技术实现了传感节点的时间片分配、源速率控制、能量消耗三种资源的合理控制分配及系统的分布式优化,使得系统效用函数最优化,并保证了系统队列稳定。2)基于HTT协议的多用户信息同传的通信系统效用优化。为了缩短每个无线通信设备与信息接收设备之间的交互时间,提升整个通信系统的信息处理速度,采用了在HTT的UL过程中多设备信息同传的方式,但同时也带来了信息干扰的问题。由于干扰的存在,使得问题转变成为了一个非凸问题,本文采用一阶泰勒级数松弛和连续凸近似的方法进行问题转化,很好的解决了该非凸问题,并结合李亚普诺夫优化技术,提出了DAL(Double Approximation with Lyapunov optimization Algorithm)算法,较好的解决了该问题,实现了传感节点的时间片分配、源速率控制、能量消耗三种资源的合理控制分配,使得系统效用函数最优化。