[发明专利]一种异构蜂窝网络中无人机流量卸载契约机制设计方法

说明书

本发明属于无人机流量卸载技术领域，具体涉及一种异构蜂窝网络中无人机流量卸载契约机制设计方法。将基于市场驱动的契约模型应用到无人机流量卸载任务中，建立非对称信息下的基站模型和无人机模型；考虑到无人机的自私性，无人机可能不愿意在没有额外奖励的情况下参与多个流量卸载任务，通过提出多维契约激励方法，来激励无人机参与多个流量卸载任务；针对流量卸载任务之间相互不影响，在契约设计过程中分析任务独立性问题，建立随机参数独立模型，任务独立模型；通过评估无人机的表现，基站将奖励并激励他们参与流量卸载任务并更加努力工作，从而达到无人机和基站效用最大化的目的。

技术领域

本发明属于无人机流量卸载技术领域，具体涉及一种异构蜂窝网络中无人机流量卸载契约机制设计方法。

背景技术

异构蜂窝网络被广泛认为是解决数据流量爆炸性增长的一种解决方法。在异构蜂窝网络中，当基站通信过载不能满足当前地区用户需求时，可将无人机快速部署到目标区域进行流量卸载。在目标区域完成流量卸载任务时，无人机会消耗各种资源，例如数据处理及传输成本、飞行消耗、以及流量卸载的能耗。因此，无人机可能不太愿意参与流量卸载任务。同时，无人机在参与流量卸载任务时，为了追求更多的效用，可能会以较低的效率进行流量卸载任务。然而，由于无人机所处的自然环境及通信网络在变化，基站无法获得无人机在流量卸载任务中的实际工作量，从而导致基站与无人机之间信息不对称。

目前，针对无人机流量卸载中信息不对称问题正得到广大研究者的关注。最常用的激励方法是拍卖机制，但是拍卖机制只能保证无人机获得固定的效用，不能使无人机的效用最大化。此外，当前契约研究只是将激励机制定义为一维，实际上大多数情况下无人机需要完成不同的流量卸载任务如：用户间的语音通话、观看视频、信息发送等。因此，需要设计一个多维激励契约来激励无人机参与流量卸载任务。

发明内容

为了克服现有技术的存在的不足，本发明的目的旨在提出一种异构蜂窝网络中无人机流量卸载契约机制设计方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种异构蜂窝网络中无人机流量卸载契约机制设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将基于市场驱动的契约模型应用到无人机流量卸载任务中，建立非对称信息下的基站模型和无人机模型；

步骤2，考虑到无人机的自私性，无人机可能不愿意在没有额外奖励的情况下参与多个流量卸载任务，通过提出多维契约激励方法，来激励无人机参与多个流量卸载任务；

步骤3，针对流量卸载任务之间相互不影响，在契约设计过程中分析任务独立性问题，建立随机参数独立模型，任务独立模型；

步骤4，通过评估无人机的表现，基站将奖励并激励他们参与流量卸载任务并更加努力工作，从而达到无人机和基站效用最大化的目的。

进一步的，所述的基站模型设计采用的方法是：无人机完成流量卸载任务后，基站将评估无人机的表现付给其报酬，由于无人机参与流量卸载任务实际完成度与基站评估结果存在偏差，为了反映无人机参与流量卸载任务实际完成度与基站评估结果的一致性，引入随机参数矩阵ψ为对称矩阵，n表示n个流量卸载任务，主对角线为方差，表示无人机流量卸载任务实际完成度与基站评估结果存在差异，非对角线元素表示任务i的完成会对基站评估任务j产生影响。如果方差较大，则表示无人机流量卸载任务实际完成度与基站评估结果相差较大；相反，如果无人机流量卸载任务完成度与基站评估结果一致，则方差将很小甚至为0；无人机参与的两个流量卸载任务之间存在协方差，是因为一个任务的完成会对基站评估另一个任务产生影响；