[发明专利]基于斯坦科尔伯格博弈的D2D内容安全分发方法及系统

说明书

一种基于斯坦科尔伯格博弈的D2D内容安全分发方法及系统。本发明，在蜂窝网络中，从确保用户内容共享的有效性和安全性出发，利用用户物理和社交信息的融合作用，基于斯坦科尔伯格博弈，设计实现了内容安全分发方法及其系统。其中，在实际的内容分发阶段，内容请求者需要从众多内容提供者中选择合适的一个或者几个提供其所需的内容，以实现用更少的代价获得更好的内容共享服务；而内容提供者同样需要根据其收益与代价确定其分发方案，以实现用更少的消耗和安全风险为内容请求者提供内容共享服务，同时获得更多的利益。由此利用斯坦科尔伯格博弈建立“领导者‑跟随者模型”进行模拟实现对单位内容价格φ及比例的优化，获得最佳的D2D内容安全分发方式。

技术领域

本发明涉及移动通讯领域，尤其涉及一种基于斯坦科尔伯格博弈的D2D内容 安全分发方法及系统。

背景技术

近年来，随着无线数据流量的爆炸式增长，无线内容共享业务面临着诸多严 重的挑战，例如用户对于多媒体内容请求的高度冗余，基站承担的巨大压力，以 及无线资源的严重短缺等。而D2D内容共享技术能够利用D2D通信的优势，将基 站的压力分散到遍布网络的移动终端上，通过内容缓存和分发技术有效应对上述 诸多挑战，引起了业界的广泛讨论与研究。

但是，D2D内容共享技术存在许多亟待解决的问题。现有研究大多假设用户 是“绝对无私”的，换言之，只要用户之间能够建立D2D连接，即认为他们愿意 进行内容共享。但是，在实际场景中，考虑到能量消耗和潜在的窃听风险，内容 提供者可能并不愿意为内容请求者提供其需要的内容。因此，提高内容提供者的 能动性与决定权是必要的。

目前，已有一些研究着手解决上述问题，例如货币激励机制的设计。但该激 励机制忽略了用户社交属性的影响。具体地，当面对相同的货币报酬，内容提供 者更愿意为与自己存在社交关系的内容请求者提供内容。但现有方案并未考虑到 这一点，缺少基于社交意愿的D2D内容分发方案。

此外，安全性也是D2D内容共享中的一个关键问题，引起了业界的广泛关注。 该问题在D2D通信网络中已经得到了深入地研究，例如Junyue Qu等人在“Power Allocationfor Device-to-Device Communication underlaying Cellular Networks under AProbabilistic Eavesdropping Scenario in Annals of Telecommunications,vol.71,no.7-8,pp.389-398,2016”一文中考虑了一 个存在窃听用户的D2D通信复用蜂窝网络资源的场景，通过设计一个基于斯坦科 尔伯格博弈的功率分配算法进行干扰管理，进而增强蜂窝用户的物理层安全。然 而，上述工作研究的均为D2D通信中的安全问题，通过D2D用户复用蜂窝用户产 生的干扰来解决蜂窝用户被窃听的问题。而在D2D内容共享场景中，针对进行内 容共享的D2D用户的窃听才是需要解决的重要问题。值得注意的是，在D2D内容 共享场景中，内容请求者附近一般有多个内容提供者可以为其提供想要的内容， 由于这些内容提供者的位置、信道状态等信息不同，选择不同内容提供者为内容 请求者提供内容时面临的窃听威胁也不完全等同。现有模型也未考虑到该窃听威 胁。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于斯坦科尔伯 格博弈的D2D内容安全分发方法及系统。