异构无线供电与反向散射物联网网络的时间调度与能量交易

未来的物联网网络由异构类型的物联网设备（具有各种通信类型和能量约束）组成，这些设备被假定属于某个物联网服务提供商（ISP）。为了给基于反向散射和无线供电的设备供电，ISP 必须与能源服务提供商（ESP）签订合同。本文研究了 ISP 与其 ESP 之间的策略交互及其对异构设备联合最优时间调度和能量交易的影响。为此，我们提出了一个利用 Stackelberg 博弈的经济框架，以最大化 ISP 和 ESP 双方的网络吞吐量和能效。具体而言，ISP 通过向 ESP 发送其最优服务时间和能量价格请求（以最大化其利润）来主导该博弈。随后，ESP 优化并提供满足 ISP 请求的传输功率（同时最大化 ESP 的效用）。为了求得 Stackelberg 均衡（SE），我们应用了逆向归纳法，首先推导出 ESP 的闭式解。然后，为了解决 ISP 的非凸优化问题，我们利用块坐标下降和凸-凹过程技术设计了两种划分方案（即部分调整（PA）和联合调整（JA）），以寻找构成局部 SE 的最优能量价格和服务时间。数值结果表明，通过联合优化异构物联网设备的能量交易和时间分配，与常规传输方法相比，可以在 ISP 的利润方面取得显著提升。ESP 和 ISP 利润之间以及 PA/JA 方案复杂度之间的不同权衡也可以通过数值进行调节。仿真还表明，当 ISP 每传输一比特的收益高于给定阈值时，所得的局部 SE 接近社会最优福利。