[发明专利]一种基于Stackelberg博弈的移动数据流量卸载方法

说明书

本发明公开了一种基于Stackelberg博弈的移动数据流量卸载方法，首先基于手机用户上网记录数据，对各时段用户之间相遇行为进行预测，预测用户何时能够相遇进行机会通信；然后通过构建Stackelberg博弈模型，制定在用户移动的动态场景下的流量卸载策略，指导两个用户相遇时，是否应该进行流量卸载，才能使得运营商、内容提供方和内容需求方的收益最大化。本发明利用博弈论的思想，综合考虑了多方的收益和成本等因素，为运营商、内容提供用户方和内容需求用户方分别设计了效用函数，进行Stackelberg博弈建模，制定流量卸载策略，在缓解蜂窝网络流量负载压力的同时，实现系统总效用目标函数最优化。

技术领域

本发明属于移动互联网技术领域，特别涉及一种基于Stackelberg博弈的移动数据流量卸载方法。

背景技术

近年来，随着智能手机、平板电脑、笔记本电脑等移动智能设备的普及，移动业务流量呈现指数型增长。移动数据流量的爆炸性增长给蜂窝网络服务提供商带来了十分巨大的压力来解决数据过载问题。传统的解决途径是建设更多的基站或者升级蜂窝网络配置来缓解巨大的流量压力，然而这种方案需要投入高额的成本和较长的建设周期，短期内不能跟随数据流量增长的速度。在这样的背景下，移动数据流量卸载作为解决蜂窝网络负载压力的有效措施，引起了业界学者的广泛关注。移动数据流量卸载是利用互补网络传输数据，从而降低蜂窝网络负载的一种技术。流量卸载的目标是在保障用户服务质量QoS的前提下，降低移动网络上对带宽需求较大的服务的成本，减小其对网络负载的影响。该技术可以有效解决移动数据量的激增所造成的资源竞争和用户体验指数下降的问题。

在基于机会连接的移动数据流量卸载中，内容提供用户可以将自己下载过的内容缓存在终端设备上，在流量高峰期时，当在邻近范围内的其他内容需求用户请求这些内容时，可以通过D2D通信(Device-to-device)的方式，将内容数据直接发送给内容需求用户。D2D通信方式不经过回程链路，使在邻近范围内的邻居用户可以直接进行通信。内容需求用户不仅可以从运营商获取流量，还可以通过机会通信从内容提供用户获取流量，其中从内容提供用户获取的流量即为卸载的流量，从而实现流量卸载，减轻运营商的流量负载压力。由于数据传输会消耗用户移动终端有限的电量，较大的数据文件也会给终端设备的存储空间造成负担，相关用户可能不愿意将内容数据分发给邻居范围内的订阅用户。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于Stackelberg博弈的移动数据流量卸载方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于Stackelberg博弈的移动数据流量卸载方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：基于手机用户上网记录数据，对各时段用户之间相遇行为进行预测，预测用户何时能够相遇进行机会通信；

步骤2：通过构建Stackelberg博弈模型，制定在用户移动的动态场景下的流量卸载策略，指导两个用户相遇时，是否应该进行流量卸载，才能使得运营商、内容提供方和内容需求方的收益最大化。

本发明利用博弈论的思想，综合考虑了多方的收益和成本等因素，为运营商、内容提供用户方和内容需求用户方分别设计了效用函数，进行Stackelberg博弈建模，制定流量卸载策略，在缓解蜂窝网络流量负载压力的同时，实现系统总效用目标函数最优化。

附图说明

图1是本发明实施例的流程图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

请见图1，本发明提供的一种基于Stackelberg博弈的移动数据流量卸载方法，包括以下步骤：