[发明专利]基于信誉值的拓扑构造激励方法

说明书

本发明公开了基于信誉值的拓扑构造激励方法，该方法设定无线泛在网络通信场景，假定该场景中拥塞网络区域A内存在业务需求节点s、周围空闲网络区域集Κ＝{k₁,k₂,…k_n}以及Κ中各个空闲网络区域对应的中继节点集Γ＝{R₁,R₂,…R_n}。该方法应用于无线泛在环境中，利用网络性能指标选择最优空闲网络区域，基于历史交互信息，通过构建有效的数学模型计算对节点评价的直接信誉值与间接信誉值，从而得出节点的综合信誉值，然后通过周期性的拓扑构造激励算法调整节点连接的拓扑结构，使得合作节点相互连接而自私节点被排斥到网络边缘，进而极大地促进低信誉值节点协作转发的积极性。

技术领域

本发明涉及一种在无线泛在环境中基于信誉值的拓扑构造激励方法，属于多媒体通信技术领域。

背景技术

随着无线通信技术的不断发展，针对覆盖范围、用户数量、业务类型及服务质量(QoS)的不同要求，目前已研究开发出各种蜂窝通信网、无线局域网(WLAN)、无线个域网(WPAN)和卫星通信网在内的多种无线通信网络，而且更多新的无线网络还在不断涌现。这些网络采用不同的网络技术彼此相互补充、共同存在，构成了无处不在的多网络多业务融合的无线泛在环境。然而，在无线泛在环境下用户的群集特性决定了用户业务流量集中于某一种网络或者特定小区(如蜂窝网小区)，导致该网络或小区业务流量的剧涨而相邻的同构或异构网络资源、业务的相对空闲局面。通过在终端节点间构成Ad-hoc式的对等网络连接并相互协作转发数据，从而实现将业务需求节点的业务流量从拥塞网络转移至相邻空闲网络中，实现无线泛在环境下各网络流量与负载的均衡。然而，Ad-hoc网络具有动态性、开放性与自治性等特征，使得节点的行为面临严重的自私性与信用问题，具体表现为自私节点的不合作行为、“搭便车”、以及合作节点资源的无节制使用等。基于信誉的信任管理作为激励节点协作的研究方向，其主要难点在于如何在已收集的信誉信息基础上利用合理有效的数学模型对节点的信誉进行全面准确地评价并利用一定的机制实现激励与惩罚的目的。因此，针对基于信誉值的激励机制研究也越来越受到关注。

现今，无线泛在环境下针对节点激励机制和算法的研究主要分为三个方向：基于信誉、基于虚拟货币(包括拍卖机制)、基于博弈论的激励方法。然而上述激励机制存在很多不足之处，包括：1、仅考虑单点激励，没有从全网角度区分合作节点与自私节点，导致对合作节点的搜索定位以及数据转发性能下降。2、有的机制在网络负载方面较难接受，如基于虚拟货币机制一般都要增加额外的硬件设备或者要管理货币的“银行”。3、基于博弈论机制在合作策略和公平性上胜于基于信誉机制，但因为无线网络的不稳定性，无线泛在网络中节点的分布性和移动性，博弈论结果有时候不能直接应用。另外要指出的是，博弈模型中的均衡状态下整个网络的性能并不是最佳状态。而本发明能够很好地解决上述问题。

发明内容

本发明目的在于针对上述现有技术的不足，特别是针对无线泛在环境下多网络区域的负载平衡以及多终端节点的激励问题，提出一种基于信誉值的拓扑构造激励方法，该方法应用于无线泛在环境中，利用网络性能指标选择最优空闲网络区域，基于历史交互信息，通过构建有效的数学模型计算对节点评价的直接信誉值与间接信誉值，从而得出节点的综合信誉值，然后通过周期性的拓扑构造激励算法调整节点连接的拓扑结构，使得合作节点相互连接而自私节点被排斥到网络边缘，进而极大地促进低信誉值节点协作转发的积极性。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种基于信誉值的拓扑构造激励方法，该方法设定无线泛在网络通信场景，假定该场景中拥塞网络区域A内存在业务需求节点s、周围空闲网络区域集Κ＝{k₁,k₂,…k_n}以及Κ中各个空闲网络区域对应的中继节点集Γ＝{R₁,R₂,…R_n}。

方法流程：