Scheduling of ERD-Assisted Charging of a WRSN Using a Directional Mobile Charger

摘要：在无线可充电传感器网络(Wireless Rechargeable Sensor Network, WRSN)中，利用定向移动充电器(Directional Mobile充电器，DMCs)通过无线能量传输为节点充电已成为研究热点。然而，现有研究忽略了节点间的协作能量再分配(ERD)，忽略了能量充电效率问题。这促使我们关注使用DMC为WRSN充电的场景，并解决潜在的erd辅助定向充电计划(ERADCS)问题。该问题涉及到确定一个具有最小能量损耗和最小时间跨度的充电方案。首先证明了ERADCS的np -困难性，然后提出了一种基于贪心策略的定向充电调度算法(Directional Charging Schedule algorithm Based on Greedy Strategy, DCSBGS)对其进行求解。在DCSBGS中，针对无限充电方向，提出了cMFRDS算法来确定与原始无限充电方向功能等价的最小规模代表方向集，并证明了其最优性。然后，假设虚拟移动充电器(Virtual Mobile充电器，VMCs)固定在代表方向上，将ERADCS问题转化为基于VMCs的充电调度问题，并采用两步框架进行求解。建立了dcsbg及其子算法的关键性质。此外，我们将dcsbg扩展到包含多个充电波束的DMC的ERADCS。仿真结果验证了dcsbg算法的优越性。