协同下载时费用分配值的计算方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及文件协同下载领域，特别设及一种协同下载时费用分配值的计算方法 及装置。
【背景技术】
[0002] 随着移动互联网技术的不断进步和发展，移动终端用户使用4G技术看电影、下载 视频已经很容易，但是下载大文件和视频依然会消耗大量的流量，从而产生较高的资费。对 于一个普通终端用户，下载一个视频的费用往往很难独自承担，协同下载是解决运一问题 的有效技术，协同下载可W让多个对同一文件感兴趣的用户共同分担下载费用。
[0003] 现有技术中，协同下载可W为:对需要下载同一文件的各用户的终端组建Ad-Hoc 网络(一种多跳的、无中屯、的、自组织无线网络，整个网络没有固定的基础设施，每个节点即 终端都是移动的，并且都能W任意方式动态地保持与其它节点的联系），每个终端用户分担 一部分下载任务，待全部下载完成后，将分散下载的内容汇合，然后在Ad-Hoc网络中共享， 如此，下载该文件的费用就通过例如根据用户的下载量确定其分配费用的方式分散到多个 用户身上，避免了用户独自承担全部下载费用的问题。与此同时，协同下载会引入费用分配 的问题，而保证Ad-Hoc网络中每个终端用户分配的费用的合理性是十分重要的。
[0004] 上述Ad-Hoc网络中，每个用户对目标文件的需求是不同的，例如有的终端用户对 该文件十分感兴趣，而有的终端用户对该文件并非是十分渴求，即终端用户对该文件的需 求程度是不同的，但是现有技术中的费用分配方案均未考虑用户的需求。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例公开了一种协同下载时费用分配值的计算方法及装置，用于解决基 于Ad-Hoc网络对同一文件的协同下载时，费用分配方案未根据用户的需求确定的问题。技 术方案如下：
[0006] 第一方面，本发明实施例提供了一种协同下载时费用分配值的计算方法，包括步 骤：
[0007] 获得主动终端发送的需下载的目标文件的文件信息和协同下载请求信息，所述文 件信息包括所述目标文件的文件大小和文件描述信息，所述协同下载请求信息包括所述主 动终端能够接受的费用最大值和能够接受的完成下载的最大时间；
[000引基于所述目标文件的文件大小，确定下载所述目标文件的总费用，并向所述主动 终端所对应的多个邻近终端发送询问信息，W使得所述邻近终端基于所述询问信息反馈针 对于所述目标文件的同意下载信息或拒绝下载信息；其中，所述主动终端所对应的多个邻 近终端为:位于W所述主动终端为中屯、位置的预设范围内的终端，所述询问信息包括所述 目标文件的文件大小、文件描述信息和所述总费用，所述同意下载信息包括相应邻近终端 能够接受的费用最大值和能够接受的完成下载的最大时间；
[0009]接收所述邻近终端反馈的同意下载信息或拒绝下载信息，并从反馈同意下载信息 的所述邻近终端中，选择邻近终端与所述主动终端共同组建Ad-Hoc网络；
[0010] 将所述目标文件的下载任务均匀分配给所述Ad-Hoc网络中的各个终端进行下载；
[0011] 当所述Ad-Hoc网络中的各个终端的下载进程结束后，基于所述目标文件的文件大 小，W及所述Ad-Hoc网络中的各个终端对应的能够接受的费用最大值、能够接受的完成下 载的最大时间、对各自分配的下载任务的完成度和实际下载时间，计算所述Ad-hoc网络中 的各个终端的最终费用分配值。
[0012] 优选的，所述选择邻近终端与所述主动终端共同组建Ad-Hoc网络，包括：
[0013] 选择所有邻近终端与所述主动终端共同组建Ad-Hoc网络；
[0014] 或，选择满足能够接受的费用最大值大于预设的费用阔值的邻近终端与所述主动 终端共同组建Ad-Hoc网络。
[0015] 优选的，所述基于所述目标文件的文件大小，W及所述Ad-Hoc网络中的各个终端 对应的能够接受的费用最大值、能够接受的完成下载的最大时间、对各自分配的下载任务 的完成度和实际下载时间，计算所述Ad-hoc网络中的各个终端的最终费用分配值，包括：
[0016] 基于所述目标文件的文件大小、终端对应的能够接受的费用最大值、能够接受的 完成下载的最大时间，构建拉格朗日函数，并基于其KKT条件（Karush-Kuhn-Tucker Conditions,卡罗需-库恩-塔克条件)获得费用分配计算公式；
[0017] 针对每个终端，基于获得的费用分配计算公式，运用梯度下降法调整所述拉格朗 日函数的参数y和A，确定每个终端的初始费用分配值；
[0018] 基于每个终端的初始费用分配值W及所述终端对各自分配的下载任务的完成度 和实际下载时间，计算每个终端的最终费用分配值。
[0019] 优选的，所述构建拉格朗日函数，并基于其KKT条件获得费用分配计算公式，包括：
[0020] 确定每个终端具体的效用函数为：
[0022]将Ad-Hoc网络系统中的费用最优分配问题转化为：
[002；3 ]义殺巧姐二ma;连",化') 巧
[0024] S.t' Yj)i=Pd、 i=\
[0025] Pi < Pi.max, i = l ,2, . . .m；
[00%]构造拉格朗日函数：
[002引则KKT条件为：
[0030]基于KKT公式确定费用分配计算公式：
[0032] 其中，AcHloc网络中的终端编号为1，2,3,…i，…，m;ui(pi)为终端i的资源效用值， C为终端i所被分配的下载任务量，Pi为终端i的费用分配值，Td,1为终端i能够接受的完成下 载的最大时间，Pd为下载所述目标文件的总费用，化为对应于终端i的拉格朗日参数ii。
[0033] 优选的，所述基于获得的费用分配计算公式，运用梯度下降法调整所述拉格朗日 函数的参数y和A，确定每个终端的初始费用分配值，包括：
[0034] Sll:初始赋值A(W和每个终端i对应的化W.
[0035] S12:基于当前的每个终端i费用分配值片'>，运用梯度下降法调整A与化，调整A与化 所采用的公式为：
[003引S13:基于Aft+U、嫂+0和所述费用分配计算公式，计算出pWj ;当所有终端i对应 的|| I-I抑妃('馬,)[I小于预设的最大误差值e时，确定每个终端的初始费用 分配值为巧(''W ;否则，更新t = t+1返回步骤Sl2;
[0039] 其中，t表示使用梯度下降法的迭代次数，AW为第t次迭代后的值，姑 > 为对应于终 端i在第t次迭代后的值，扭"为终端i在第t次迭代时计算的费用分配值，=巧胃，巧W 为终端i在未迭代时的费用分配值，Pi,max为终端i能够接受的费用最大值，At为预设的梯度 下降的迭代步长，!>r为迭代第t次时所有终端i的费用分配值总和。 片1
[0040] 优选的，所述初始赋值AW和每个终端i对应的包括：
[0041] 初始赋值和每个终端i对应的使和每个终端i对应的WiW满足
[0042] 优选的，所述计算每个终端的最终费用分配值所利用的公式包括：
[0044]其中，Ad-化C网络中的终端编号为1，2,3,…i，…，m; 为终端i的最终费用分配 值，梦;为终端i的初始费用分配值，di为终端i对其下载任务的完成度，Td,1终端i能够接受 的完成下载的最大时间，Tl为终端i完成其下载任务的实际下载时间。
[0045] 优选的，所述协同下载请求信息和所述同意下载信息均还包括终端自身预设的惩 罚率，
[0046] 所述基于每个终端的初始费用分配值W及所述终端对各自分配的下载任务的完 成度和实际下载时间，计算每个终端的最终费用分配值，包括：
[0047] 基于每个终端的初始费用分配值、终端自身预设的惩罚率W及所述终端对各自分 配的下载任务的完成度和实际下载时间，计算每个终端的最终费用分配值。
[0048] 更进一步的，所述计算每个终端的最终费用分配值所利用的公式包括： -M' T. <= T,.
[0049] Pf = < . 咕,/巧(1-巧) Ti>Td, '
[0050] 其中，Ad-化C网络中的终端编号为l，2,3，'-i，…，m; A为终端i的最终费用分配 值，为终端i的初始费用分配值，di为终端i对其下载任务的完成度，Td,1终端i能够接受 的完成下载的最大时间，Tl为终端i完成其下载任务的实际下载时间，pri为终端i预设的惩 罚率。
[0051] 第二方面，本发明实施例还提供了一种协同下载时费用分配值的计算装置，包括：
[0052] 信息获取模块，用于获得主动终端发送的需下载的目标文件的文件信息和协同下 载请求信息，所述文件信息包括所述目标文件的文件大小和文件描述信息，所述协同下载 请求信息包括所述主动终端能够接受的费用最大值和能够接受的完成下载的最大时间；
[0053] 询问信息发送模块，用于基于所述目标文件的文件大小，确定下载所述目标文件 的总费用，并向所述主动终端所对应的多个邻近终端发送询问信息，W使得所述邻近终端 基于所述询问信息反馈针对于所述目标文件的同意下载信息或拒绝下载信息；其中，所述 主动终端所对应的多个邻近终端为:位于W所述主动终端为中屯、位置的预设范围内的终 端，所述询问信息包括所述目标文件的文件大小、文件描述信息和所述总费用，所述同意下 载信息包括相应邻近终端能够接受的费用最大值和能够接受的完成下载的最大时间；
[0054] 网络组建模块，用于接收所述邻近终端反馈的同意下载信息或拒绝下载信息，并 从反馈同意下载信息的所述邻近终端中，选择邻近终端与所述主动终端共同组建Ad-Hoc网 络；
[0055] 下载任务分配模块，用于将所述目标文件的下载任务均匀分配给所述Ad-Hoc网络 中的各个终端进行下载；
[0056] 费用分配值