[發(fā)明專利]基于捆綁算法和多輪雙向拍賣理論的無(wú)線緩存策略

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710549698.6
• 申請(qǐng)日: 2017-07-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107590711A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尤斐然;劉苗;時(shí)國(guó)維;李駿;陸錦輝;桂林卿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q30/06
• 分類號(hào): G06Q30/06;G06Q30/08;H04W28/14
• 代理公司: 江蘇樓沈律師事務(wù)所32254
• 代理人: 沈勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是無(wú)線隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中基于捆綁算法和多輪雙層拍賣理論的一種文件數(shù)據(jù)資源的分配算法，屬于無(wú)線通信(Wireless Communication，WC)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)通信的數(shù)據(jù)一直在涌現(xiàn)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)擁塞。為了解決這個(gè)問(wèn)題，提出了蜂窩基站和家庭小基站的緩存。由于這些設(shè)備靠近移動(dòng)用戶(MU)，因此這些分布式緩存可以有效地減少傳輸延遲并增加通信容量。由于MU下載視頻文件占大多數(shù)數(shù)據(jù)流量，緩存微微小區(qū)中流行的視頻資源將大大減少數(shù)據(jù)延遲和冗余。

目前，關(guān)于緩存系統(tǒng)的大部分論文主要涉及到數(shù)據(jù)的放置和數(shù)據(jù)傳遞。最近的工作主要是基于設(shè)備到設(shè)備(D2D)網(wǎng)絡(luò)來(lái)制定問(wèn)題。在本文中，我們關(guān)注內(nèi)容提供商(CP)和毫微微小區(qū)之間的資源交易模型中的分配和定價(jià)問(wèn)題?？紤]到在經(jīng)濟(jì)理論的幫助下，緩存系統(tǒng)可以最大限度地提高網(wǎng)絡(luò)成員的利潤(rùn)，并給予他們積極參與的動(dòng)機(jī)。

由于博弈論已被廣泛應(yīng)用于高速緩存系統(tǒng)中，拍賣游戲考慮到定價(jià)規(guī)則和資源所有者的激勵(lì)，對(duì)資源配置更具適應(yīng)性。在本文中，有多個(gè)家庭小基站和多個(gè)文件供應(yīng)商，這個(gè)系統(tǒng)模型采用了一對(duì)多的雙重拍賣。與以前的雙重拍賣機(jī)制不同，我們提出的多輪雙重拍賣可以幫助未能從以前的拍賣過(guò)程中獲得資源的買家。這樣可以使資源的分配更有效率。

在這種雙重拍賣機(jī)制中，文件的版權(quán)是買家想要的資源，擁有文件版權(quán)的CP是賣家，WiFi點(diǎn)是需要文件的買家。我們假設(shè)每個(gè)CP擁有不同的文件包，這些文件在移動(dòng)用戶中具有不同的受歡迎程度。此外，還有拍賣人是拍賣的中立的第三方，并控制拍賣的過(guò)程和結(jié)果。在雙拍中，拍賣人首先分配賣家和買家雙方的初始請(qǐng)求，然后給出結(jié)果。對(duì)分配不滿意的球員可以調(diào)整他們的要求并將其返還給拍賣人，拍賣人將使用新的信息進(jìn)行新一輪的拍賣，直到所有玩家不會(huì)改變，拍賣結(jié)束。在這種機(jī)制中，拍賣結(jié)果是有效的，可以保證每個(gè)人都能獲得滿意的結(jié)果。

(1)本發(fā)明首先開(kāi)發(fā)了緩存系統(tǒng)的利潤(rùn)模型，并調(diào)查了CP和蜂窩基站從WiFi存儲(chǔ)空間交易中獲得的利潤(rùn)函數(shù)。

(2)然后，通過(guò)制定多輪雙重拍賣問(wèn)題，最大限度地利用雙方的利益，拍賣人與成員雙方進(jìn)行溝通，并將相應(yīng)的結(jié)果分配給他們，并向CP請(qǐng)求付款。

(3)接下來(lái)，要預(yù)算平衡，放棄CP的收入不能大于WiFi點(diǎn)的支付。數(shù)值結(jié)果驗(yàn)證了我們提出的資源配置方案的有效性，并阻止了CP在拍賣過(guò)程中從均衡點(diǎn)的偏移。

本發(fā)明將對(duì)無(wú)線隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中基于捆綁算法和多輪雙層拍賣理論的一種文件數(shù)據(jù)資源的分配算法進(jìn)行說(shuō)明。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：考慮目前無(wú)線通信系統(tǒng)中許多拍賣算法都是針對(duì)D2D網(wǎng)絡(luò)的單輪雙層拍賣算法，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種引入多輪雙層拍賣機(jī)制的算法。

技術(shù)方案：本發(fā)明提出的無(wú)線隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中基于捆綁算法和多輪雙層拍賣理論的一種文件數(shù)據(jù)資源的分配算法，主要包括以下幾個(gè)階段。

第一階段：文件供應(yīng)商首先根據(jù)文件的流行度函數(shù)：

將自己的文件打包成文件包并提出自己的初始要價(jià)。同時(shí)根據(jù)信道參數(shù)建立模型的傳輸延遲函數(shù)。

第二階段：wifi節(jié)點(diǎn)根據(jù)自己所覆蓋的移動(dòng)用戶的需求提出自己想要的文件以及對(duì)應(yīng)的競(jìng)價(jià)，提交給中間方，中間方根據(jù)雙方的出價(jià)和需求計(jì)算其各自的競(jìng)價(jià)密度值：

分別進(jìn)行降序和升序的排序，并進(jìn)行對(duì)應(yīng)次序的價(jià)格匹配和文件需求的匹配。

第三階段：第一輪匹配成功的供應(yīng)商和wifi節(jié)點(diǎn)在下一輪的競(jìng)價(jià)密度值為0，其他供應(yīng)商和wifi節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)自己的需求相應(yīng)的調(diào)整文件包。

第四階段：當(dāng)沒(méi)有供應(yīng)商和wifi節(jié)點(diǎn)修改自己的需求和要價(jià)的時(shí)候，拍賣結(jié)束，計(jì)算支付價(jià)格：

附圖說(shuō)明

圖1為算法流程過(guò)程示意圖

圖2為每個(gè)wifi節(jié)點(diǎn)在單輪拍賣下的收益

圖3為每個(gè)wifi節(jié)點(diǎn)在多輪拍賣下的收益

圖4為所有CP在單輪和多輪拍賣下的利益對(duì)比

圖5每個(gè)wifi節(jié)點(diǎn)在單輪未考慮流行度參數(shù)的拍賣下的收益

圖6每個(gè)wifi節(jié)點(diǎn)在多輪未考慮流行度參數(shù)的拍賣下的收益

圖7所有CP在單輪和多輪拍賣未考慮流行度參數(shù)下的利益對(duì)比

具體實(shí)施方式

無(wú)線隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中基于捆綁算法和多輪雙層拍賣算法基本流程如下：

(1)步驟1：從wifi節(jié)點(diǎn)和文件供應(yīng)商收集信息，對(duì)每個(gè)wifi節(jié)點(diǎn)，計(jì)算其出價(jià)密度值：