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专利号: 2019101089477
申请人: 湖北工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种动态非对称信息条件下多阶段协作频谱共享契约方法,其特征在于,包括: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设计加入到无线协作频谱共享机制中,建立源节点模型和中继节点模型;

步骤2:考虑到协作通信网络中节点的自私性和网络信息的非对称性,针对中继节点位置和信道条件因素的动态特性,建立两阶段协作通信的动态契约模型;

步骤3:结合激励相容IC和个人理性IR的约束条件以及两阶段协作通信的动态契约模型,通过二次求导得到最优解;

步骤1中所述协作通信网络由一个源节点SN,一个目的节点,M个中继节点RNi组成,i∈[1,M];

步骤1中所述劳动力市场中,源节点SN为雇主,中继节点RNi为第i个雇员;

步骤1中所述建立中继节点RNi模型具体为:假设hRTi,D表示第i个中继节点RNi的发送器RTi和目的节点之间的信道增益,鉴于RNi的传输功率是pt,i,则RNi的协作成本表示为:其中,γi为RNi协作功率的协作成本,pi为RNi在SN接收端的功率,θi为RNi的私有信息;

当θi增加时,则RNi的信道增益hRTi,D减少,其中继成本增加;

当θi降低时,则RNi的信道增益hRTi,D增加,其中继成本减少;

同时θi在区间Θ∈[θL,θH]服从Fi(θ),且θL<θH;

RNi的效用URNi(pi,wi)可表示为其获得的报酬wi减去传输成本Ci(pi):URNi(pi,wi)=wi‑θipi,i∈[1,M].

步骤1中所述建立源节点SN模型为:SN在雇佣RNi为其进行协作频谱共享服务的条件下,RNi的中继服务使得SN所增加的收益为:

其中,ρ>0表示所有RNs有等效的利润系数,n0表示噪声功率,通常将n0归一化设置为1;

SN所获得协作效用为其所获得的总收益πi(pi)减去支付给RNi的报酬wi:步骤2中所述建立两阶段协作通信的动态契约模型具体为:RNi第一阶段类型 和第二阶段类型 是独立且分布在同一个区间Θ∈[θL,θH],为第一阶段RNi的私有信息, 为第二阶段RNi的私人信息, 在区间Θ∈[θL,θH]服从在区间Θ∈[θL,θH]服从

考虑到要进行两阶段契约设计,SN两阶段总预期效用为:其中,δ>0为折现因子, 为第一阶段的协作功率, 为第一阶段RN的报酬, 为第二阶段的协作功率, 为第二阶段RN的报酬;

RNi两阶段效用可以由下式给出当SN与RNi签订两阶段契约时,RNi只获知第一阶段的类型 在实现协作通信的第一阶段之后,RNi才获知第二阶段类型步骤3中所述结合激励相容IC和个人理性IR的约束条件建立基于契约理论的协作频谱共享动态激励机制优化模型为:

为了确保类型为 的RNi通过选择 获得非负值效用,第二阶段契约应满足以下IR约束条件

其中, 表示RNi第一阶段选择的契约类型;

同时,为了确保类型为 的RNi在选择 契约时获得最大效用,第二阶段契约应满足以下IC约束条件,

其中, 为选取其它契约情况下第二阶段的报酬, 为选取其它契约情况下第二阶段的协作功率,根据上述IC约束条件,契约激励每个RNi通过选择契约来反映其真实类型,

下面考虑第一阶段的契约设计,假设第一阶段RNi的效用可以写成:其中, 为第一阶段RNi的私有信息, 为第一阶段的协作功率, 为第一阶段的RNi所获取的报酬;

考虑到RNi对于第二阶段的预期延续效用是 IC约束可表示为:其中, 为选取其它契约情况下第一阶段的报酬, 为选取其它契约情况下第一阶段的协作功率;

当确立与SN的长期契约时,RNi只知道其第一阶段类型 且 在第二阶段的SN处是无成本的,因此,RNi的报酬 和中继功率 独立于于是,RNi第二阶段的效用 独立于 即由此,上述IC约束条件可以简化为:RNi的跨期IR约束条件为

因此,在保证上述两阶段IR和IC约束条件的前提下,SN的效用最优问题可表示为:步骤3中所述通过二次求导得到最优解为:由上述两阶段IR和IC约束条件,得出 和 的关系、 和 的关系,由此,SN的效用最优问题中的四个未知数 简化为两个未知数 和 通过对 和 分别进行二次求导来得到最优的协作功率,即最优解。