[发明专利]拥挤网络中基于拍卖博弈的中继网络带宽分配方法

说明书

本发明涉及拥挤网络中基于拍卖博弈的中继网络带宽分配方法，包括：用户向运营商发送数据下载请求；运营商将数据转发需求广播给所有通信网络中的中继，基于空闲程度和靠近用户终端的距离为用户选择中继；中继与运营商之间进行多次拍卖博弈交互后，为中继分配带宽资源，并确定佣金；中继将数据内容传输给终端用户，数据传输完成后，运营商对该中继给予对应的佣金奖励。本发明的方法采用佣金激励的方式鼓励中继加入数据协作传输，可以扩展运营者的服务范围和服务质量。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种拥挤网络中基于拍卖博弈的中继网络带宽分配方法。

背景技术

在思科发布的一项预测报告中，到2021年，每月49艾字节的移动数据中将会有78％是视频内容，并且随着移动用户数量的增加，对网络资源的需求也越来越大。运营商可以提供的无线资源，如带宽和功率，相对来说是非常稀缺的。同时，由于移动用户数量和其移动性的增加，有限的带宽无法满足用户的服务质量要求。特别是在智慧校园、社区、体育馆等拥挤的场所，有限的资源无法满足激增的网络同时发生数据传输服务的请求，导致单用户服务质量很差，这主要体现在用户的网络速度变慢或者失去网络连接。

一种解决方法是使用协同的无线中继辅助源节点进行数据传输。但是中继节点作为资源有限、自私的用户，没有足够的动力参与到协作通信中，所以本发明提出使用价格激励的方式鼓励更多的中继参与协作传输。到目前为止，已经有一些关于价格策略和带宽分配的研究，其中包括互联网上带宽分配的统一价格拍卖，静态定价是当前市场上的主要定价策略，但是为了适应现代网络系统模式，价格应该随着网络环境的变化具有动态性。在未来智慧城市的互联网架构中，越来越多的用户将成为信息传递链条中的中继站，未来成熟的算法可以保证网络各部分的利益，通过资源共享实现资源的最大化利用。本发明建立了一种面向海量用户的基于中继的数据传输服务价格模型，并给出了基于拍卖博弈的中继选择方法。

目前多数关于协同中继传输的研究都是基于网络节点的无私性，然而，在现实中，普通无线协作网络环境中的中继节点总是具有自私的行为，这些自私的中继往往只有在对自己有利的情况下才愿意参与数据传输协作。为了激励中继节点参与协作通信，有三个问题需要解决：1、源节点在什么情况下会受益于协作中继？2、中继节点需要协助源节点转发多少数据？3、源节点如何偿还中继节点。目前的大多研究仅仅是基于单一的中继协作协议，对非对称协作中继鲜有研究。因此，既要考虑网络的整体性能，又要考虑个体利益的公平性，并提供良好的激励机制，使这些自私的中继能够积极主动地参与到协作中继中来，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拥挤网络中基于拍卖博弈的中继网络带宽分配方法，以解决运营商在高负荷拥挤地区远距离通信服务质量低的问题。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种拥挤网络中基于拍卖博弈的中继网络带宽分配方法，其特征在于，包括：

用户向运营商发送数据下载请求；

运营商将数据转发需求广播给所有通信网络中的中继，基于空闲程度和靠近用户终端的距离为用户选择中继；

中继与运营商之间进行多次拍卖博弈交互后，为中继分配带宽资源，并确定佣金；

中继将数据内容传输给终端用户，数据传输完成后，运营商对该中继给予对应的佣金奖励。

作为本发明的进一步改进，所述中继带宽资源分配方式为：

中继首先声明其收取的带宽单价；

基于运营商效益最大化原则为每个中继分配带宽；所述运营商效益由运营商的收入扣除运营商付给中继的佣金计算获取。

进一步的，还包括，基于为中继分配的带宽资源调整带宽单价，包括：

基于中继声明的带宽单价获取初始的分配带宽；