基于捆绑算法和多轮双向拍卖理论的无线缓存策略的制作方法

本发明涉及的是无线随机网络中基于捆绑算法和多轮双层拍卖理论的一种文件数据资源的分配算法，属于无线通信(wirelesscommunication，wc)领域。

背景技术：

随着移动技术的发展，移动通信的数据一直在涌现，导致数据拥塞。为了解决这个问题，提出了蜂窝基站和家庭小基站的缓存。由于这些设备靠近移动用户(mu)，因此这些分布式缓存可以有效地减少传输延迟并增加通信容量。由于mu下载视频文件占大多数数据流量，缓存微微小区中流行的视频资源将大大减少数据延迟和冗余。

目前，关于缓存系统的大部分论文主要涉及到数据的放置和数据传递。最近的工作主要是基于设备到设备(d2d)网络来制定问题。在本文中，我们关注内容提供商(cp)和毫微微小区之间的资源交易模型中的分配和定价问题。考虑到在经济理论的帮助下，缓存系统可以最大限度地提高网络成员的利润，并给予他们积极参与的动机。

由于博弈论已被广泛应用于高速缓存系统中，拍卖游戏考虑到定价规则和资源所有者的激励，对资源配置更具适应性。在本文中，有多个家庭小基站和多个文件供应商，这个系统模型采用了一对多的双重拍卖。与以前的双重拍卖机制不同，我们提出的多轮双重拍卖可以帮助未能从以前的拍卖过程中获得资源的买家。这样可以使资源的分配更有效率。

在这种双重拍卖机制中，文件的版权是买家想要的资源，拥有文件版权的cp是卖家，wifi点是需要文件的买家。我们假设每个cp拥有不同的文件包，这些文件在移动用户中具有不同的受欢迎程度。此外，还有拍卖人是拍卖的中立的第三方，并控制拍卖的过程和结果。在双拍中，拍卖人首先分配卖家和买家双方的初始请求，然后给出结果。对分配不满意的球员可以调整他们的要求并将其返还给拍卖人，拍卖人将使用新的信息进行新一轮的拍卖，直到所有玩家不会改变，拍卖结束。在这种机制中，拍卖结果是有效的，可以保证每个人都能获得满意的结果。

(1)本发明首先开发了缓存系统的利润模型，并调查了cp和蜂窝基站从wifi存储空间交易中获得的利润函数。

(2)然后，通过制定多轮双重拍卖问题，最大限度地利用双方的利益，拍卖人与成员双方进行沟通，并将相应的结果分配给他们，并向cp请求付款。

(3)接下来，要预算平衡，放弃cp的收入不能大于wifi点的支付。数值结果验证了我们提出的资源配置方案的有效性，并阻止了cp在拍卖过程中从均衡点的偏移。

本发明将对无线随机网络中基于捆绑算法和多轮双层拍卖理论的一种文件数据资源的分配算法进行说明。

技术实现要素：

发明目的：考虑目前无线通信系统中许多拍卖算法都是针对d2d网络的单轮双层拍卖算法，本发明设计了一种引入多轮双层拍卖机制的算法。

技术方案：本发明提出的无线随机网络中基于捆绑算法和多轮双层拍卖理论的一种文件数据资源的分配算法，主要包括以下几个阶段。

第一阶段：文件供应商首先根据文件的流行度函数：

将自己的文件打包成文件包并提出自己的初始要价。同时根据信道参数建立模型的传输延迟函数。

第二阶段：wifi节点根据自己所覆盖的移动用户的需求提出自己想要的文件以及对应的竞价，提交给中间方，中间方根据双方的出价和需求计算其各自的竞价密度值：

分别进行降序和升序的排序，并进行对应次序的价格匹配和文件需求的匹配。

第三阶段：第一轮匹配成功的供应商和wifi节点在下一轮的竞价密度值为0，其他供应商和wifi节点可以根据自己的需求相应的调整文件包。

第四阶段：当没有供应商和wifi节点修改自己的需求和要价的时候，拍卖结束，计算支付价格：

附图说明

图1为算法流程过程示意图

图2为每个wifi节点在单轮拍卖下的收益

图3为每个wifi节点在多轮拍卖下的收益

图4为所有cp在单轮和多轮拍卖下的利益对比

图5每个wifi节点在单轮未考虑流行度参数的拍卖下的收益

图6每个wifi节点在多轮未考虑流行度参数的拍卖下的收益

图7所有cp在单轮和多轮拍卖未考虑流行度参数下的利益对比

具体实施方式

无线随机网络中基于捆绑算法和多轮双层拍卖算法基本流程如下：

(1)步骤1：从wifi节点和文件供应商收集信息，对每个wifi节点，计算其出价密度值：

然后将其按照降序进行排序

对所有的文件供应商计算其要价密度：

然后将其按照升序进行排序并进行文件和价格的mcafee匹配

(2)步骤2：设置分配系数xij＝0，对所有的文件供应商和wifi节点，如果在上一轮中没有被成功分配，就会调整价格，如果已经被成功分配，则xij＝1

(3)步骤3：如果所有的双方都不在调整价格则拍卖过程结束，文件供应商根据移动用户的需求给每个wifi节点分配不同的对应的文件包

(4)步骤4：对所有的wifi节点，给自己买的文件商支付价格：

本专利仿真出了算法的性质，图2和图3的对比可见多轮拍卖相对于单轮拍卖能够使得拍卖效率提高，基本所有wifi节点都可获得利益，在单轮拍卖中失败的节点也获得了文件版权，提升了拍卖的效率。图4可见，多轮拍卖算法对于文件提供商的利润也有大幅度的提升，使得文件提供商也有更大的倾向性去参与机制。图5展现的是所有wifi节点在单轮拍卖且不考虑流行度参数情况下的利益函数，由图5和图2的对比可见，考虑流行度参数之后的wifi节点的利益函数得到了提高。图6反应的是所有wifi节点在多轮拍卖不考虑流行度参数的情况下的利益函数的情况，与图3的对比可见其不如本文算法下的利益值高。由图7和图4的对比也可见，在本文算法的机制下，文件提供方的利润也更大，由此可以推断出双方不会主动偏离机制，会在多轮调整价格之后达到纳什均衡。