文 献 综 述
一、研究背景和研究意义
物联网（IoT）已经成为实现普遍互联网连接的新范式[1]。无线传感和监测服务是物联网的基础应用之一，它使系统和用户能够不断地监测周围环境。
实施无线传感应用的主要障碍之一是传统电池供电传感器的有限使用寿命，这种传感器价格昂贵且难以维护。例如在沙漠或偏远地区频繁的充电或更换电池是不方便的，甚至在某些情况下甚至是不可能的，如有毒环境或植入医疗应用[2]。为了解决这个问题，射频能量收集（RFEH）最近被提出作为一个有吸引力的技术，以延长传感器的使用寿命，提高部署的灵活性，并降低维护成本[2]，[3]。
假设一个基于RFEH的物联网系统，包括数据访问点（DAP）和多个能源接入点（EAP）。 DAP负责从相关传感器收集信息。假设传感器没有嵌入式电源，但是它们可以从周围的EAP辐射的射频（RF）信号中收集能量，将数据传输到DAP。实际上，DAP和EAP可能由不同的运营商运营。为了成功地激励这些第三方和自利的EAP来帮助传感器收费，应该设计有效的激励机制来提高DAP和EAP的收益。
传统上，属于具有额外能量的相同网络的设备被假定为自愿协助其他设备，例如[4]。然而，对于具有自利的第三方EAP的被考虑的系统来说，这将变得不再可行，因为这些EAP倾向于使自己的利益最大化。在[5]中，为系统设计了一个激励机制，类似的设置，由DAP提供的金钱奖励激励第三方EAP来协助收费过程。这个过程被称为“能源交易”。作者将激励问题制定为Stackelberg博弈，其中DAP是RF能源的买方，EAP竞争向DAP出售能源。另一种基于拍卖的激励机制是在[6]中开发和评估的，具有多个DAP和单个EAP的替代能源交易方案。在这些方案中，假定EAP将向DAP真实地报告一些私人信息，例如，EAP和传感器之间的能源成本和渠道收益。但是，这个假设是不现实的。由于EAPs是自私的，在实践中，EAP可能会恶意提供误导性的信息，并假装为具有更好的信道条件和/或更高的能源成本的EAP来欺骗更多的奖励。由于能源交易过程中的信息不对称，恶意EAP可以成功作弊，获得更多的收益。具体而言，EAP清楚地知道其私人信息，例如自己的能源成本和传感器的收费渠道条件，这些通常难以被行动方案所了解。为了解决这个问题，我们设计一个有效的激励机制，通过克服信息不对称性来最大化DAP和EAP的预期效用。从而解决以下问题：DAP应该聘用哪些EAP，聘请EAP需要多少能源，以及应该聘请多少EAP。
- 研究内容
1.建立系统模型
通过运用完善的合同理论，在所考虑的基于RFEH的物联网系统中设计能源交易过程的激励机制。契约理论是源于经济学的一个强有力的工具，用来模拟垄断市场中信息不对称下的激励机制。这个问题在契约理论中被称为“逆向选择”[7]。它已被用于解决无线通信领域的激励设计问题，如设备到设备（D2D）通信[8]和合作频谱共享[9]。
考虑属于不同运营商的一个DAP和N个EAP，这些运营商连接到恒定电源。 DAP负责从其服务区域内的几个无线供电传感器收集各种数据。如果没有嵌入式能源，无线供电的传感器完全依赖从EAP发射的RF信号中收集的能量，将其信息传输给DAP。为简单起见，我们认为RF能量传输和信息传输是在正交带宽上进行的。由于EAP假设属于不同的运营商，因此不能相互勾结，即不考虑EAP之间的能源交易。对于分析易处理性，基于时分的传感器之间的传输被采用，即在每个传输块期间只有一个有源传感器。此后，我们将此有源传感器称为信息源。此外，假设系统中的所有节点均配备单天线，并且工作在半双工模式。
DAP将提供一个合同来有效地激励EAP向其信息源（即主动传感器）收费。 在实践中，EAP可以是不同的，具有不同的能源成本和信息来源的即时渠道收益。 DAP和EAP之间的信息显然是不对称的。 更准确地说，每个EAP都准确地知道其能源成本和渠道状况，但是，这是DAP所不知道的。 为了克服这种信息不对称，民主行动党将设计一组能源奖励合同项目。 奖励可以是货币激励或免费卸载运营商之间的数据。
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