[发明专利]一种基于契约理论的无线中继网络动态激励机制设计方法

权利要求书

1.一种基于契约理论的无线中继网络动态激励机制设计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，通过运用委托代理理论，结合无线中继网络协作通信特点，建立中继节点RN模型和源节点SN模型；

步骤2，针对无线中继网络中移动中继节点的计算资源和功率多变特点，建立贯穿RN两阶段中继服务的动态契约模型，通过构建RN激励相容约束和参与约束，实现对RN真实成本信息的甄别，以激励RN积极参与无线中继网络协作通信，从而实现利益双赢；

步骤1中，所述建立中继节点RN模型实现过程包括：假设SN支付给RN报酬π以购买q个单位时长的中继服务，RN自身成本为C(q)+G(qθ)，则RN最终效用为：

R(θ,q)＝π-C(q)-G(qθ)

其中,θ为RN的成本系数，代表了RN的成本以及中继转发能力，包含着RN的私有成本信息；假设RN可以分为高效RN与低效RN两种类型，且二者的成本系数分别为θ_H和θ_L，θ_Hθ_L，高效RN出现的概率为p，低效RN出现的概率为1-p，且概率p已知。

2.根据权利要求1所述的基于契约理论的无线中继网络动态激励机制设计方法，其特征在于，步骤1中，所述建立源节点SN模型实现过程包括：SN从RN出售的q个单位的中继服务中获得收益为

则SN最终效用为：

U_S＝f(qθ)-π。

3.根据权利要求2所述的基于契约理论的无线中继网络动态激励机制设计方法，其特征在于，步骤2中，所述建立贯穿RN两阶段中继服务的动态契约模型实现过程包括：

建立动态契约分别为第一、二阶段i类RN所获报酬，i＝H,L，其中表示第一阶段时的θ，分别为第一、二阶段i类RN所出售的中继服务单位数量；假设两个阶段RN的私有成本信息发生改变，且2个阶段的成本信息分别独立于Θ＝{θ_H,θ_L}，其概率分别为p和1-p，于是，高效SN与低效SN在两个阶段获得的总期望效用分别为：

其中σ≥0为贴现因子，表示效用的时间价值，U_SL1,U_SH1,分别表示在第1阶段和第2阶段低效SN与高效SN的效用；

两阶段RN的期望效用为：

4.根据权利要求3所述的无线中继网络动态激励机制设计方法，其特征在于，步骤2中，所述建立贯穿RN两阶段中继服务的动态契约模型优化实现过程包括：

为激励移动中继节点参与签订长期契约，应构建跨时参与约束条件，保证所有参与中继网络的RN都能获得非负的效用，整个交易过程需要满足如下的跨时参与约束条件：

同时构建激励相容约束条件，确保RN只有在选择真实信息对应的契约时才会获得最大的效用，谎报私有成本信息所签订契约则会使RN无法获得最大化效用，整个交易过程需要满足如下的激励相容约束条件：

于是，两个阶段的动态契约优化问题为：在满足上述跨时参与约束与激励相容约束的条件下，SN的期望效用最大化，即

进一步地，所述建立贯穿RN两阶段中继服务的动态契约模型的实现过程包括：

由于θ_Hθ_L，于是在动态契约模型中有

上述不等式恒成立，则两阶段动态契约优化问题可以简化为：

针对两个阶段动态契约优化问题，可借助Kuhn—Tucker最优条件获得其最优解。