一种基于博弈的网络节点资源感知激励方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于博弈的网络节点资源感知激励方法及系统，其中，该基于博弈的网络节点资源感知激励方法包括如下步骤：根据预测的服务节点反馈策略，计算控制器的净收益；并根据净收益提供最优资源感知价格；根据控制器提供的最优资源感知价格，计算每个服务节点的净收益；通过最大化净收益，确定最优资源感知频率；使服务节点以最优资源感知频率向控制器反馈各种资源信息，控制器以最优资源感知价格付给服务节点报酬。该方法通过博弈，使得服务节点以最优资源感知频率向控制器反馈资源信息，控制器则以最优资源感知价格作为感知激励，可以保障网络的稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于博弈的网络节点资源感知激励方法及系统
本专利技术涉及一种基于博弈的网络节点资源感知激励方法，同时涉及相应的网络节点资源感知激励系统，属于智能计算

技术介绍
在过去的十年中，由于终端设备资源能力不足，云计算平台通过为用户提供数据中心服务和资源，成为物联网(IoT)不可缺少的组成部分，使得终端避免了大量的本地计算和决策。然而，随着网络连接终端设备的爆炸性增长，集中式数据中心位于核心网络中的网络结构经常导致连接到云服务器的无线链路上的延迟和沉重链路负担。目前，物联网应用的普及正在改变计算的主要因素。固定和集中的云计算平台可能会导致对自动驾驶等物联网应用中的移动性以及安全问题的支持不足。因此，基于云的网络几乎无法满足未来物联网应用对低延迟、大数据和高可靠性的要求，这就需要新的网络架构。移动边缘计算/雾计算可以深度挖掘海量设备的内在闲置通信、存储、计算和控制资源，缓解云计算在链路拥塞、时延和能耗等方面的压力。在移动边缘计算/雾计算网络中，资源匮乏的移动应用程序的数据处理可以从资源受限的终端设备迁移到功能强大的移动云辅助平台；终端设备可以直接在网络边缘执行任务，满足移动应用的新需求。随着终端数据流量的快速增长，移动边缘计算/雾计算网络的资源调度方案一直备受关注。资源调度方案是为了解决什么时候向哪个设备提供哪种服务的问题，其目的是移动边缘计算/雾计算系统中实现能耗与任务延迟之间的折中，并保证终端用户的服务质量(QoS)。但是，如何准确实时感知网络中所有设备和海量的数据内容是移动边缘计算/雾计算网络中有效资源调度和卸载任务制定的重要前提。为此，对服务节点网络资源(如网络节点资源、信道状态、用户关系和数据内容)进行感知对于实现网络控制器的高效资源管理和更好的为终端用户服务具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种基于博弈的网络节点资源感知激励方法。本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种基于博弈的网络节点资源感知激励系统。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用下述的技术方案：根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种基于博弈的网络节点资源感知激励方法，包括如下步骤：根据预测的服务节点反馈策略，计算控制器的净收益；并根据净收益提供最优资源感知价格；根据控制器提供的最优资源感知价格，计算每个服务节点的净收益；通过最大化净收益，确定最优资源感知频率；使服务节点以最优资源感知频率向控制器反馈各种资源信息，控制器以最优资源感知价格付给服务节点报酬。其中较优地，计算控制器的净收益之后；对净收益进行优化，得到获取最大净收益时的最优资源感知价格。其中较优地，根据预测的服务节点反馈策略，计算控制器的净收益；并根据净收益提供最优资源感知价格，包括如下步骤：预测资源感知网络中所有服务节点的反馈策略，得到控制器的感知收益和感知成本；根据控制器得到的感知收益和感知成本计算净收益；计算净收益最大化时控制器的感知价格，将所述感知价格作为最优资源感知价格。其中较优地，所述控制器的感知收益，采用如下公式获得：其中，fc为控制器的感知收益；τi为感知频率，li为反馈信息大小，T为总时隙，W为传输信道带宽；为总时隙T内被用来进行感知的比例；i＝1，2，……N；N为正整数。其中较优地，所述控制器的感知成本，采用如下公式获得：其中，gc为控制器的感知成本；πi为感知价格；τi为感知频率。其中较优地，根据控制器提供的最优资源感知价格，计算每个服务节点的净收益；通过最大化净收益，确定最优资源感知频率，包括如下步骤：根据控制器提供的最优资源感知价格计算服务节点的感知收益和感知成本；根据感知收益和感知成本计算服务节点的净收益；计算净收益最大化时服务节点的感知频率，将所述感知频率作为最优资源感知频率。其中较优地，所述服务节点的感知收益，采用如下公式获得：其中，fi(τi)为服务节点i的感知收益；为控制器提供的最优资源感知价格；τi为服务节点i提供的感知频率。其中较优地，所述服务节点的感知成本，采用如下公式获得：gi(τi)＝τipiTi；其中，gi(τi)为服务节点i的感知成本；Ti为反馈传输时长；τi为感知频率；pi为反馈传输功率。其中较优地，所述反馈传输功率，采用如下公式获得：其中，τi为感知频率；为总时隙T内被用来进行感知的比例；li为反馈信息大小；T为总时隙；W为传输信道带宽；N0为信道干扰和噪声功率密度；γ为信道增益系数；di为服务节点与控制器的距离。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种基于博弈的网络节点资源感知激励系统，包括处理器和存储器；所述存储器上存储有可用在所述处理器上运行的计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时实现如下步骤：根据预测的服务节点反馈策略，计算控制器的净收益；并根据净收益提供最优资源感知价格；根据控制器提供的最优资源感知价格，计算每个服务节点的净收益；通过最大化净收益，确定最优资源感知频率；使服务节点以最优资源感知频率向控制器反馈各种资源信息，控制器以最优资源感知价格付给服务节点报酬。本专利技术所提供的基于博弈的网络节点资源感知激励方法，通过博弈，服务节点和控制器根据优化的结果制定资源感知策略，控制器以最优资源感知价格支付给每个服务节点，而服务节点则以最优感知频率向控制器反馈其资源信息。控制器感知每个服务节点的资源信息，为用户制定任务卸载策略，提供最优质的服务。附图说明图1为本专利技术所提供的基于博弈的网络节点资源感知激励方法的流程图；图2为本专利技术所提供的实施例中，控制器提供最优资源感知价格的流程图；图3为本专利技术所提供的的实施例中，服务节点提供最优资源感知频率的流程图；图4为本专利技术所提供的基于博弈的网络节点资源感知激励系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的
技术实现思路
进行详细具体的说明。本专利技术提出了一种基于博弈的网络节点资源感知激励方法，该激励方法通过综合考虑控制器和服务节点的特性和网络环境，选择最优的资源感知报酬价格和感知频率，最大化各自的净收益。每个服务节点都以各自最优的频率向控制器反馈自身的各种资源信息，该激励方法使得控制器和服务节点的净收益均达到最大化。如图1所示，本专利技术所提供的基于博弈的网络节点资源感知激励方法，包括如下步骤：首先，预测服务节点反馈策略，根据网络状态特征和用户节点特征，计算控制器的净收益；根据净收益提供最优资源感知价格；然后，根据服务节点的自身特性和当前网络状态以及控制器提供的最优资源感知价格，计算服务节点的净收益；通过最大化净收益，确定最优资源感知频率；最后，使服务节点以最优资源感知频率向控制器反馈各种资源信息，控制器以最优资源感知价格付给服务节点报酬。下面对这一过程做详细具体的说明。S1，预测服务节点反馈策略，根据网络状态特征和服务节点特征，计算控制器的净收益；根据净收益提供最优资源感知价格。在资源感知网络中，为激励服务节点反馈其各种资源信息，控制器需付给每个服务节点感知报酬。控制器作为博弈的领导者，先行给出资源感知的价格。博弈的过程为：控制器首先预测服务节点反馈策略，根据信道特征(信道带宽、信道状态信息(CSI)等)和自身特征(感知收益与各因素的关系、感知准确度需求等)，计算控制器的感知收益和感知成本之间的净收益；根据净收益提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于博弈的网络节点资源感知激励方法，其特征在于包括如下步骤：根据预测的服务节点反馈策略，计算控制器的净收益；并根据净收益提供最优资源感知价格；根据控制器提供的最优资源感知价格，计算每个服务节点的净收益；通过最大化净收益，确定最优资源感知频率；使服务节点以最优资源感知频率向控制器反馈各种资源信息，控制器以最优资源感知价格付给服务节点报酬。

【技术特征摘要】
1.一种基于博弈的网络节点资源感知激励方法，其特征在于包括如下步骤：根据预测的服务节点反馈策略，计算控制器的净收益；并根据净收益提供最优资源感知价格；根据控制器提供的最优资源感知价格，计算每个服务节点的净收益；通过最大化净收益，确定最优资源感知频率；使服务节点以最优资源感知频率向控制器反馈各种资源信息，控制器以最优资源感知价格付给服务节点报酬。2.如权利要求1所述的基于博弈的网络节点资源感知激励方法，其特征在于：计算控制器的净收益之后；对净收益进行优化，得到获取最大净收益时的最优资源感知价格。3.如权利要求2所述的基于博弈的网络节点资源感知激励方法，其特征在于根据预测的服务节点反馈策略，计算控制器的净收益；并根据净收益提供最优资源感知价格，包括如下步骤：预测资源感知网络中所有服务节点的反馈策略，得到控制器的感知收益和感知成本；根据控制器得到的感知收益和感知成本计算净收益；计算净收益最大化时控制器的感知价格，将所述感知价格作为最优资源感知价格。4.如权利要求3所述的基于博弈的网络节点资源感知激励方法，其特征在于所述控制器的感知收益，采用如下公式获得：其中，fc为控制器的感知收益；τi为感知频率，li为反馈信息大小，T为总时隙，W为传输信道带宽；为总时隙T内被用来进行感知的比例；i＝1，2，……N；N为正整数。5.如权利要求4所述的基于博弈的网络节点资源感知激励方法，其特征在于所述控制器的感知成本，采用如下公式获得：其中，gc为控制器的感知成本；πi为感知价格；τi为感知频率。6.如权利要求5所述的基于博弈的网络节点资源感知激励方法，其特征在于根据控制器提供的最优资源感知价格，计算每个服务节点的净收益；通过最...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈斐，张冲冲，张国威，杨旸，李强，
申请(专利权)人：上海无线通信研究中心，
类型：发明
国别省市：上海,31