Abstract
In this paper, we study an interference avoidance scenario in the presence of a interferer which can rapidly observe the transmit power of backscatter communications and effectively interrupt backscatter signals. We consider a power control with a sub-channel allocation to avoid interference attacks and a power-splitting ratio for backscattering and RF energy harvesting in sensors. We formulate the problem based on a Stackelberg game theory and compute the optimal transmit power, power-splitting ratio, and sub-channel allocation parameter to maximize a utility function against the interferer. We propose the utility maximization using Lagrangian dual decomposition for the backscatter communications and the interferer to prove the existence of the Stackelberg equilibrium. Numerical results show that the proposed algorithms effectively maximize the utility, compared to that of the algorithm based on the Nash game, so as to overcome a malicious interference in backscatter communications.
이 논문에서는 백스케터 통신에서 악의적인 간섭이 존재할 때, 게임이론을 적용하여 간섭으로부터 회피하고 통신의 성능 최적화를 통한 성능 분석에 관한 내용을 다룬다. 백스케터 통신을 원신호원을 반사하여, 백스케터 신호를 전송하기 때문에 악의적인 간섭에 취약하게 된다. 이를 해결하기 위해 리더-펄로워 관계인 스텔켈베르그 게임이론을 적용하며, 라그랑지안 승수 방법을 통해 최적화를 수행한다. 또한, 네쉬 게임이론과 스텔켈베르그 두 가지 게임이론을 백스케터 통신에 적용하고 적용된 게임이론에 따른 백스케터 통신의 간섭 회피 성능을 비교 분석을 수행한다. 본 논문의 시뮬레이션을 통해 스텔켈베르그 게임이론이 악의적인 간섭 회피에서 더 나은 성능을 보임을 증명하고, 백스케터의 통신 최적의 성능과 스텔켈베르그 게임 균형을 확인한다.
