一种独立非对称信息下协作通信动态契约激励方法技术

本发明专利技术属于无线协作通信技术领域，具体涉及一种独立非对称信息下协作通信动态契约激励方法。所用方法为将无线协作通信网络映射成劳动力市场，将基于市场驱动的契约模型到应用到独立非对称协作通信激励机制中，建立源节点模型和中继节点模型；考虑到独立非对称协作通信网络中节点的自私性和网络信息的非对称性，针对无线节点位置和信道条件等因素的动态和时变特性，通过设计贯穿两阶段协作通信的动态契约模型，结合个人理性和激励相容的条件，实现对中继节点私有信息的甄别，以激励其积极参与数据的传输，从而达到无线频谱资源高效利用以及双方利益最大化的目的。最后通过建立独立非对称信息下协作通信动态契约激励机制优化模型，得到最优解。

【技术实现步骤摘要】
一种独立非对称信息下协作通信动态契约激励方法
本专利技术属于无线协作通信
，具体涉及一种独立非对称信息下协作通信动态契约激励方法。
技术介绍
无线通信技术的迅猛发展，使得频谱资源紧缺的问题日益严峻，这已经严重的影响到了无线通信技术的发展。无线协作通信技术利用源节点(SecondaryUser，SU)和中继节点(RelayNote，RN)之间的相互合作，能有效地提高数据的传输效率，间接的提高了无线频谱的利用率。无线协作通信技术的关键在于如何建立准确的协作通信模型，这通常需要尽可能的去完善双方的网络信息。然而，在实际的无线通信写作中，由于用户的移动性、无线信道的衰落效应、以及网络信息的私有性等因素，SU和RN之间存在着网络信息非对称问题。因此，如何在众多中继节点中筛选出信道状态好的、通信能力高的中继节点则是非常具有挑战性的。目前，针对非对称性信息条件下协作通信技术问题正得到广大研究者的关注。而当前市面上最常用的激励方法为拍卖机制。但是，当SU自身的频谱需求较高或者其他中继节点信道状况较差时，可供拍卖的频谱资源就非常少，难以满足协作通信的需求。在这种情况下，基于契约理论的无线协作通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种独立非对称信息下协作通信动态契约激励方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：通过将无线协作通信网络映射成劳动力市场，将基于市场驱动的契约理论引入到独立非对称协作通信机制中去，建立源节点SU模型和中继节点RN模型；步骤2，考虑到独立非对称协作通信网络中节点的自私性以及网络信息的非对称性，对于节点位置和信道条件因素的动态特性，通过建立两阶段协作通信的动态契约模型，源节点SU向中继节点RN提供契约，并结合步骤1中源节点SU、中继节点RN模型而总结出的激励相容和个人理性的约束条件，实现对中继节点RN个人私有信息的甄别，以激励其积极参与到无线数据的传输中，同时避免重新选择中继节点而产生额外的...

【技术特征摘要】
1.一种独立非对称信息下协作通信动态契约激励方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：通过将无线协作通信网络映射成劳动力市场，将基于市场驱动的契约理论引入到独立非对称协作通信机制中去，建立源节点SU模型和中继节点RN模型；步骤2，考虑到独立非对称协作通信网络中节点的自私性以及网络信息的非对称性，对于节点位置和信道条件因素的动态特性，通过建立两阶段协作通信的动态契约模型，源节点SU向中继节点RN提供契约，并结合步骤1中源节点SU、中继节点RN模型而总结出的激励相容和个人理性的约束条件，实现对中继节点RN个人私有信息的甄别，以激励其积极参与到无线数据的传输中，同时避免重新选择中继节点而产生额外的成本，从而达到无线频谱资源的高效利用，最后通过建立独立非对称信息下协作通信动态契约激励机制优化模型，得到最优解。2.根据权利要求1所述的独立非对称信息下协作通信的动态契约激励方法，其特征在于，步骤1中，所述建立源节点SU模型实现过程包括：源节点SU在雇佣中继节点RN为其进行无线数据传输的条件下，中继节点RN的中继服务使得源节点SU所增加的收益为：其中，pi为中继节点RN在源节点SU接收端的协作功率，n0表示噪声功率，为了简化，通常将n0的归一化设置为1，并且所有中继节点RN具有相同的利润系数ρ>0；于是，源节点SU所获得的传输效用为其获得的总收益减去支付给中继节点RN的报酬wi，可以表示为：3.根据权利要求2所述的独立非对称信息下协作通信动态契约激励方法，其特征在于，步骤1中，所述建立中继节点RN模型实现过程包括：假设中继节点RN可以成功解码源节点SU的数据，令表示ithRN的发送器RTi和目标D之间的信道增益，鉴于ithRN的传输功率是pti，则目的节点将获得接收的功率为pi，所以，将ithRN的协作成本表示为其中，γi为每单位协作功率的协作成本；为了简化，定义每单位协作功率的成本系数为成本系数θi是ithRN的私人信息，当θi增加时，ithRN的信道增益减少，其中继成本增加，当θi降低时，则表示中继节点RN可能具有较差的中继信道或者更高的中继成本；ithRN的效用可以表示为其获得的报酬wi减去传输成本Ci(pi)，可以写成：URNi(pi,wi)＝wi-θipi.(5)4.根据权利要求3所述的独立非对称信息下协作通信动态契约激励方法，其特征在于，步骤2中，所述建立两阶段协作通信的动态契约模型，所采取的实现过程包括：假设每个中继节点RN具有不同的协作类型，其表示为Θ＝{θ1,θ2,...,θN}与0≤θ1<θ2<...<θN，为了反映中继节点RN的实际类型，契约应由N个项目组成，每种类型一项，因此，将契约表示为其中Ω＝1,2,...,N，此外，假设源节点SU获得关于中继节点RN类型的某些具体信息，如中继节点RN类型为θi的先验概率分布表示为qi，则源节点SU在协作通信初始阶段向中继节点RN提供长期契约；中继激励机制的整个过程主要包括三个阶段：契约确认阶段，契约中继阶段和契约实现阶段；契约确认阶段：源节点SU向附近的潜在移动节点提供一组契约当收到契约时，如果愿意接受某种契约，RNs会评估并通知源节点SU他们的选择；契约中继阶段：在通知RNs合作指令之后，源节点SU将数据广播到合作的RNs的发射机，然后，RNs将收到的数据中继给目的节点；契约实现阶段：目的节点在检查接收到的数据后，将通过反馈信道，通知源节点RNs的协作性能，当协作成功时，源节点SU根据契约向被雇用的RNs提供报酬，但是，如果协作不成功，RNs将无法获得报酬；假设ithRN类型在阶段1和阶段2独立来自于相同的集合Θ＝{θ1,θ2,...,θN}，具有相同的概率qi，为了简化分析过程，假设在t＝1,2期间考虑到要进行两期契约设计，因此源节点SU的总预期效用可以写为

【专利技术属性】
技术研发人员：赵楠，樊朋飞，田超，范孟林，贺潇，武明虎，刘聪，李利荣，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42