[发明专利]一种相关非对称信息下协作通信动态契约激励方法

说明书

本发明属于无线数据传输协作通信技术领域，具体涉及一种相关非对称信息下协作通信动态契约激励方法。所述方法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相关非对称信息下协作通信机制中，建立源节点模型和中继节点模型；考虑到相关非对称信息下协作通信网络机制中中继节点的自私性和网络信息的非对称性，针对无线节点类型和信道条件等因素的特性，通过设计贯穿两阶段协作通信的动态契约模型，结合激励相容和个人理性约束的条件，实现对中继节点私有信息的甄别，以激励其积极参与协作，从而达到无线数据传输协作通信的目的，最后通过建立相关非对称信息下协作通信动态契约模型，得到协作通信双方收益最大化。

技术领域

本发明属于无线数据传输协作通信技术领域，具体涉及一种相关非对称信息下协作通信动态契约激励方法。

背景技术

随着无线服务与应用的爆炸式增长，通信供需矛盾和传输效率低，上述瓶颈成为亟待解决的问题。协作通信技术利用源节点(Source User，SU)和中继节点(Relay Note，RN)之间的相互合作，能有效地提高系统的传输效率。协作通信的关键在于如何建立准确的协作通信模型，这通常需要尽可能完备的网络信息。然而，在实际的协作通信网络中，由于无线用户的移动性、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，如何建立具有准确性较高的协作通信模型，是极具挑战性的课题。

目前，相关非对称性信息条件下协作通信激励问题正得到研究者的关注。最常用的激励方法是拍卖机制。然而，当SU自身的数据传输需求较高或者其无线网络信道状况较差时，可供传输的通信资源就非常少，难以满足目的节点的需求。于是，无线数据传输中协作通信策略进入了研究者的视野。现有协作通信契约设计主要研究静态契约模型，然而，在实际协作通信网络中，由于无线用户的移动性和无线信道衰落等因素，RN的网络信息是变化的。同时，为了避免SU频繁地选择协作通信对象而产生额外交易成本，需设计一个长期承诺的动态契约来激励RN参与协作通信。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种相关非对称信息下协作通信动态契约激励的设计方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种相关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相关非对称信息下协作通信机制中，建立源节点SU模型和中继节点RN模型；

步骤2，考虑到相关非对称信息下协作通信网络机制中中继节点的自私性和双方信息的非对称性，针对中继节点类型和信道条件因素的特性，建立两阶段协作通信的动态契约模型，源节点SU通过向中继节点RN提供契约，并结合步骤1中源节点SU、中继节点RN模型而衍生出的激励相容和个人理性约束的条件，实现对中继节点RN在协作通信中无线数据传输真实成本信息的甄别，以激励其积极长期参与无线数据的传输，从而达到完成无线数据传输协作通信和通信双方获得长期收益的最大化的目的；最后通过建立相关非对称信息下协作通信动态契约模型，得到协作通信双方收益最大化。

进一步地，步骤1中，所述建立源节点SU模型实现过程包括：

源节点SU雇佣i^thRN为其进行协作通信服务的条件下，i^thRN的中继服务使得源节点SU所增加的收益为：

其中，ρ0为中继节点RN的等效利润系数；p_i为i^thRN在源节点SU接收端的协作功率；n₀为噪声功率；为简化分析过程，通常将n₀的归一化值设置为1；

于是，源节点SU所获得协作效用为其所获得的总收益减去支付给中继节点RN的报酬w_i，可以表示为：