CN104093172B - 终端协同的激励方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种终端协同的激励方法，所述方法包括：获取同一区域内参加协同的终端，生成协同组；将所述协同组中的终端进行分割处理，由分割后的终端组成多个子协同组；根据子协同组内第一终端的诚信行为，计算所述第一终端的信誉值变化速度；根据所述信誉值变化速度，计算第一终端的支出费用；根据博弈论，对所述支出费用进行分析，使得第一终端的奖励满足第一条件，所述第一终端的支出费用满足第二条件时，所述第一终端的诚信行为为帕累托最优，以此提高各个终端的协作积极性，激励各个终端进行协同。
Description
技术领域
本发明涉及计算机网络领域，尤其涉及一种终端协同的激励方法和装置。
背景技术
随着通信技术的飞速发展，多种网络重叠覆盖的现象已越来越普遍，处于多个网络覆盖下的终端可以潜在地同时访问和使用多个网络。但是由于技术或政策的原因，某一终端通常是选择性或硬性的使用某一网络，无形中造成网络资源的浪费。与此同时，随着智能终端的普及，越来越多的智能终端出现在网络边缘或用户周边。据世界无线研究论坛(WWRF)预测，“到2017年，全球将出现7万亿无线终端服务于70亿人口”。但是智能终端(特别是便携移动终端)能力受限，通过单一终端很难为用户提供高质量的业务体验。
在多终端协同为用户提供信息服务的场景下，每个终端都是理性和自私的，因此，如何激励各个终端进行协同是一个急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种终端协同的激励方法和装置，在多个终端协同时，提高各个终端的协作积极性，激励各个终端进行协同，并惩罚自私的终端。
第一方面，本发明实施例提供了一种多终端协同的激励方法，所述方法包括：
获取同一区域内参加协同的终端，生成协同组；
将所述协同组中的终端进行分割处理，由分割后的终端组成多个子协同组；
根据子协同组内第一终端的诚信行为，计算所述第一终端的信誉值变化速度，其中，所述诚信行为为第一终端将其下载的目标文件中的第一内容片传输给包括有第一终端的子协同组中的其它终端的行为；
根据所述信誉值变化速度，计算第一终端的支出费用，其中，所述支出费用为所述第一终端获取由其它终端下载的目标文件中的其它内容片所支出的费用；
根据博弈论，对所述支出费用进行分析，使得第一终端的奖励满足第一条件，所述第一终端的支出费用满足第二条件时，所述第一终端的诚信行为为帕累托最优，其中，所述奖励为所述第一终端将第一内容片传输给包括有第一终端的子协同组中的其它终端所获取到的费用。
优选地，所述方法之前包括：
所述终端进行协商，确定是否参加协同。
优选地，所述获取同一区域内参加协同的终端，生成协同组之后，将所述协同组中的终端进行分割处理，由分割后的终端组成多个子协同组之前，还包括：
根据所述终端的数量，将目标文件分为内容片，所述终端通过长距离链路下载所对应的内容片。
优选地，利用计算第i终端的信誉值变化速度，其中，表示第i终端的诚信行为的次数，表示和第i终端处于同一个子协同组内的终端的诚信行为的次数，α为常数。
优选地，利用计算所述第一终端的支出费用，其中，mp为支出费用，p0为支出费用临界值，R0为信誉值临界值，β，γ和δ为常数，用来调节支出费用变化速度。
优选地，利用计算奖励满足的第一条件，以及所述支出费用满足的第二条件，其中，mr为奖励，mp为支出费用，每个终端单独下载目标文件所需要费用为D，每个终端将单独下载的目标文件传输给另外一个终端所需费用为C，一个终端从别的终端接收目标文件所需费用为E。
优选地，所述第一终端的奖励满足的第一条件具体为所述第一终端的支出费用满足的第二条件具体为
第二方面，本发明实施例提供了一种终端协同的激励装置，所述装置包括：获取单元，分割单元，第一计算单元，第二计算单元，分析单元；
所述获取单元，用于获取同一区域内参加协同的终端，生成协同组；
所述分割单元，用于将所述协同组中的终端进行分割处理，由分割后的终端组成多个子协同组；
所述第一计算单元，根据子协同组内第一终端的诚信行为，计算所述第一终端的信誉值变化速度，其中，所述诚信行为为第一终端将其下载的目标文件中的第一内容片传输给包括有第一终端的子协同组中的其它终端的行为；
所述第二计算单元，用于根据所述信誉值变化速度，计算第一终端的支出费用，其中，所述支出费用为所述第一终端获取由其它终端下载的目标文件中的其它内容片所支出的费用；
所述分析单元，用于根据博弈论，对所述支出费用进行分析，使得第一终端的奖励满足第一条件，所述第一终端的支出费用满足第二条件时，所述第一终端的诚信行为为帕累托最优，其中，所述奖励为所述第一终端将第一内容片传输给包括有第一终端的子协同组中的其它终端所获取到的费用。
优选地，所述第一计算单元具体用于，利用计算第i终端的信誉值变化速度，其中，表示第i终端的诚信行为的次数，表示和第i终端处于同一个子协同组内的终端的诚信行为的次数，α为常数。
优选地，所述第二计算单元具体用于，利用计算所述第一终端的支出费用，其中，mp为支出费用，p0为支出费用临界值，R0为信誉值临界值，β，γ和δ为常数，用来调节支出费用变化速度。
本发明通过终端协同的激励方法和装置，在多个终端协同时，提高了各个终端的协作积极性，激励各个终端进行协同，并惩罚自私的终端。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的终端协同的激励方法流程图；
图2为多终端协同场景示意图；
图3a为应用本发明实施例一提供的方法，当n＝5时的仿真示意图；
图3b为应用本发明实施例一提供的方法，当n＝10时的仿真示意图；
图3c为应用本发明实施例一提供的方法，当n＝15时的仿真示意图；
图3d为应用本发明实施例一提供的方法，当n＝20时的仿真示意图；
图4为本发明实施例二提供的终端协同的激励装置示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为便于对本发明实时的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。
在本发明实施例中，终端包括但不限于手机、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、平板电脑、便携设备(例如，便携式计算机)等移动通讯设备，本发明实施例并不限定。
在多终端协同中，同一区域内的某些用户可能同时对同一网络内容感兴趣，如果各自分开下载，不仅效率低，而且还要重复浪费能量。通过多终端协同，不仅可以提高用户下载速率，还能够为用户节省终端能量。例如，在教室里很多学生需要下载老师的课件，他们彼此之间可以通过协商形成一个协同组，每个人负责下载目标的一部分内容，然后将自己的部分通过局域网(如wifi)共享给其他人，最终大家都会得到完整的内容。多终端协同还可以应用于类似的场景如办公室、办公楼、公交车、朋友聚会等场所。由于短距离传输的速度和能耗远远优于从网络上的长距离下载，所以这种终端之间的协同可以提高传输速率和提升用户体验。
图1为本发明实施例一提供的终端协同的激励方法流程图。如图1所示，本实施例包括以下步骤：
S110，获取同一区域内参加协同的终端，生成协同组；
S120，将所述协同组中的终端进行分割处理，由分割后的终端组成多个子协同组；
具体地，在同一个区域内，各终端进行协商，确定是否加入协同，并登记愿意参加协同过程的终端。在一个实施例中，如图2所示，图2为多终端协同场景示意图，以终端是手机为例，愿意参加协同的终端为第一终端、第二终端、第三终端……第n终端，总共n个终端，根据终端的数量，将目标文件(要下载的文件)进行均分，分为n个内容片，即第一内容片，第二内容片……第n内容片，该第一终端可以通过长距离链路下载目标文件的第一内容片，第二终端可以通过长距离链路下载目标文件的第二内容片……第n终端可以通过长距离链路下载目标文件的第n内容片，该n个终端构成一个协同组，该协同组记为n-coalition，n≥2，该协同组中包括集合N＝{1,2,...,n}，可以将这个协同组，分割为n×(n-1)/2个子协同组，子协同组记为subcoalition，比如，第一子协同组包括第一终端和第二终端，第二子协同组包括第一终端和第三终端等，第一子协同组中，第一终端通过短距离链路下载第二终端的第二内容片，第二子协同组中，第一终端通过短距离链路下载第三终端的第三内容片等，其中，该同一个区域可以是同一个办公室、办公楼、公交车或者朋友聚会的餐厅等。
S130，根据子协同组内第一终端的诚信行为，计算所述第一终端的信誉值变化速度，其中，所述诚信行为为第一终端将其下载的目标文件中的第一内容片传输给包括有第一终端的子协同组中的其它终端的行为；
在一个实施例中，第一终端存在着诚信行为和不诚信行为，第一终端的诚信行为即为第一终端将其下载的目标文件中的第一内容片传输给包括有第一终端的子协同组中的其他终端的行为，可以用C表示；第一终端的不诚信行为即为第一终端将其下载的目标文件中的第一内容片不传输给包括有第一终端的子协同组中的其他终端的行为，可以用I表示。在一个子协同组中，包括终端i和终端j，也可以称为第i终端和第j终端，第i终端的收益用U表示，收益对应的情况可以有四种，如果用C表示诚信行为，I表示不诚信行为，则收益可能的结构为：终端i和终端j都是诚信行为U(C，C)，终端i是诚信行为，终端j是不诚信行为U(C，I)，终端i是不诚信行为，终端j是诚信行为U(I，C)，终端i是不诚信行为，终端j是不诚信行为U(I，I)，上述四种情况可以由表1表示：
表1
如果不使用终端协同的激励方法，表1中所示的终端i的收益可以以公式(1)计算，公式(1)如下：
其中，每个终端单独下载目标文件所需要费用为D，每个终端将单独下载的目标文件传输给另外一个终端所需费用为T，一个终端从别的终端接收目标文件所需费用为E。本发明在此基础上为终端引入信誉值，用R表示，信誉值的取值范围规定为[0，10]，每个终端有自己的信誉值，每个终端的信誉值将根据该终端的诚信行为增加而增加，也可以根据终端的诚信行为的减少而减少，可以利用公式(2)计算第i终端的信誉值变化速度，公式(2)如下：
其中，表示第i终端的诚信行为的次数，反映出第i终端对协同***(此处，协同***为子协同组中，包括第i终端的所有子协同组)的贡献大小，表示第i终端是完全诚信的，其信誉值将得到大幅度增加；表示和第i终端处于同一个子协同组内的终端的诚信行为的次数，反映出第i终端从协同***中得到的利益大小，表示第i终端不是完全诚信的，其信誉值将根据其对协同***的影响来变化。如果该第i终端不诚信次数过多，即当诚信行为的次数小于不诚信行为的次数时，导致时，第i终端的信誉值将会减少；α为常数，用来控制信誉值变化速度。
在一个实施例中，当该第i终端是第一终端时，利用公式(2)可以计算出第一终端的信誉值变化速度，而第一终端的初始信誉值是预先设定的，根据第一终端的信誉值变化速度ΔR和第一终端的初始信誉值，可以计算出当第一终端的诚信行为变化时，所对应的信誉值，即信誉值R＝初始信誉值+信誉值变化速度ΔR。
S140，根据所述信誉值变化速度，计算第一终端的支出费用，其中，所述支出费用为所述第一终端获取由其它终端下载的目标文件中的其它内容片所支出的费用；
具体地，本发明实施例中引入了付费机制，终端在协同中的诚信行为会得到一定奖励，即，第一终端如果存在将其下载的目标文件中的第一内容片传输给包括有第一终端的子协同组中的其他终端的行为，则该第一终端会得到一定奖励，第一终端获取由其它终端下载的目标文件中的其它内容片需要支付一定的费用，即第一终端的支出费用，利用公式(3)计算所述第一终端的支出费用，公式(3)如下：
其中，mp为支出费用，mr为奖励，R为信誉值，其根据信誉值变化速度计算而获得，mr为一固定值，可以预先设定，p0为支出费用临界值，可根据情况预先设定，R0为信誉值临界值，可以根据情况预先设定，用以区分过度自私(即不诚信)的终端，β，γ和δ为常数，用来调节支出费用变化速度，mr、mp均量化为和D、C、E同样单位。
由公式(3)可知，支出费用和终端信誉值R成正比，具体来看，当终端信誉值高于R0时，支出费用会随着信誉值的增加线性减少；当终端信誉值低于R0时，支出费用会成指数型增长。
S150，根据博弈论，对所述支出费用进行分析，使得第一终端的奖励满足第一条件，所述第一终端的支出费用满足第二条件时，所述第一终端的诚信行为为帕累托最优，其中，所述奖励为所述第一终端将第一内容片传输给包括有第一终端的子协同组中的其它终端所获取到的费用。
具体地，根据博弈论分析，需要使诚信行为帕累托最优，才能激励第一终端进行协同，因此，需要满足如公式(4)，才能生成第一终端的诚信行为的最优策略，使得第一终端的诚信行为为帕累托最优，公式(4)如下：
进一步地，利用公式(4)推导出第一终端的奖励满足的第一条件具体为所述第一终端的支出费用满足的第二条件具体为当第一终端的奖励满足上述第一条件，以及支出费用满足第二条件时，第一终端的诚信行为为帕累托最优，当第一终端的诚信行为为帕累托最优时，第一终端进行协同的效率最大，因此，实现了以诚信行为激励所述第一终端进行协同。
图3a-d为应用本发明实施例提供的终端协同的激励方法时，获取的仿真图。
在图2所示的网络环境中，针对不同终端数量的情况分别进行了仿真实验，在图3a中，n＝5，在图3b中，n＝10，在图3c中，n＝15，在图3d中，n＝20，其中，n为愿意参加协同的终端的数量。实验所选取的参数如下：
D＝20，E＝2，C＝3，R∈[0,10]
a＝0.5,b＝0.04
R0＝6,P0＝0.6,mr＝0.5
终端初始化诚信概率为0.5，诚信概率由诚信和非诚信行为所带来的收益比例决定。仿真结果如图3a-d所示，可以看出，第一轮的诚信行为和不诚信行为各占约50％，但是只需要经过很少的几个回合的重复，所有终端都会选择诚信行为进行协同，表明采用本发明实施例所述的终端协同的激励方法后，终端进行协同的效果很明显。
应用本发明实施例提供的终端协同的激励方法，能够针对不同信誉值的终端采取不同的奖励和惩罚措施，很好的激励终端进行协同，以及惩罚终端的不诚信行为，通过博弈论的分析，诚信行为是终端的最优策略，根据最优策略，有效的激励终端进行协同，并且对多终端协同应用及其相关技术有重要意义，不仅给业务提供方式带来新的选择，也为未来移动环境下的协同应用奠定基础。
图4为本发明实施例提供的终端协同的激励装置示意图，如图4所示，本实施例包括：获取单元410，分割单元420，第一计算单元430，第二计算单元440，分析单元450；
所述获取单元410，用于获取同一区域内参加协同的终端，生成协同组；
所述分割单元，用于将所述协同组中的终端进行分割处理，由分割后的终端组成多个子协同组；
所述第一计算单元420，根据子协同组内第一终端的诚信行为，计算所述第一终端的信誉值变化速度，其中，所述诚信行为为第一终端将其下载的目标文件中的第一内容片传输给包括有第一终端的子协同组中的其它终端的行为；
所述第二计算单元430，用于根据所述信誉值变化速度，计算第一终端的支出费用，其中，所述支出费用为所述第一终端获取由其它终端下载的目标文件中的其它内容片所支出的费用；
所述分析单元440，用于根据博弈论，对所述支出费用进行分析，使得第一终端的奖励满足第一条件，所述第一终端的支出费用满足第二条件时，所述第一终端的诚信行为为帕累托最优，其中，所述奖励为所述第一终端将第一内容片传输给包括有第一终端的子协同组中的其它终端所获取到的费用。
可选地，所述第一计算单元430具体用于，利用计算第i终端的信誉值变化速度，其中，表示第i终端的诚信行为的次数，表示和第i终端处于同一个子协同组内的终端的诚信行为的次数，α为常数。
可选地，所述第二计算单元440具体用于，利用计算所述第一终端的支出费用，其中，mp为支出费用，p0为支出费用临界值，R0为信誉值临界值，β，γ和δ为常数，用来调节支出费用变化速度。
可选地，利用计算第一终端的奖励满足的第一条件，以及所述第一终端的支出费用满足的第二条件，其中，mr为奖励，mp为支出费用，每个终端单独下载目标文件所需要费用为D，每个终端将单独下载的目标文件传输给另外一个终端所需费用为C，一个终端从别的终端接收目标文件所需费用为E。
可选地，所述第一终端的奖励满足的第一条件具体为所述第一终端的支出费用满足的第二条件具体为
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种终端协同的激励方法，其特征在于，所述方法包括：
获取同一区域内参加协同的终端，生成协同组；
将所述协同组中的终端进行分割处理，由分割后的终端组成多个子协同组；
根据子协同组内第一终端的诚信行为，计算所述第一终端的信誉值变化速度，其中，所述诚信行为为第一终端将其下载的目标文件中的第一内容片传输给包括有第一终端的子协同组中的其它终端的行为；
根据所述信誉值变化速度，计算第一终端的支出费用，其中，所述支出费用为所述第一终端获取由其它终端下载的目标文件中的其它内容片所支出的费用；
根据博弈论，对所述支出费用进行分析，使得第一终端的奖励满足第一条件，所述第一终端的支出费用满足第二条件时，所述第一终端的诚信行为为帕累托最优，其中，所述奖励为所述第一终端将第一内容片传输给包括有第一终端的子协同组中的其它终端所获取到的费用。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法之前包括：
所述终端进行协商，确定是否参加协同。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取同一区域内参加协同的终端，生成协同组之后，将所述协同组中的终端进行分割处理，由分割后的终端组成多个子协同组之前，还包括：
根据所述终端的数量，将目标文件分为内容片，所述终端通过长距离链路下载所对应的内容片。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用计算第i终端的信誉值变化速度，其中，表示第i终端的诚信行为的次数，表示和第i终端处于同一个子协同组内的终端的诚信行为的次数，α为常数，参加协同的n个终端组成一个协同组，该协同组包括集合N＝{1,2,...,n}。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用计算所述第一终端的支出费用，其中，mp为支出费用，p0为支出费用临界值，R0为信誉值临界值，β，γ和δ为常数，用来调节支出费用变化速度。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用计算第一终端的奖励满足的第一条件，以及所述第一终端的支出费用满足的第二条件，其中，mr为奖励，mp为支出费用，每个终端单独下载目标文件所需要费用为D，每个终端将单独下载的目标文件传输给另外一个终端所需费用为C，一个终端从别的终端接收目标文件所需费用为E，参加协同的n个终端组成一个协同组，该协同组包括集合N＝{1,2,...,n}。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一终端的奖励满足的第一条件具体为所述第一终端的支出费用满足的第二条件具体为
8.一种终端协同的激励装置，其特征在于，所述装置包括：获取单元，分割单元，第一计算单元，第二计算单元，分析单元；
所述获取单元，用于获取同一区域内参加协同的终端，生成协同组；
所述分割单元，用于将所述协同组中的终端进行分割处理，由分割后的终端组成多个子协同组；
所述第一计算单元，根据子协同组内第一终端的诚信行为，计算所述第一终端的信誉值变化速度，其中，所述诚信行为为第一终端将其下载的目标文件中的第一内容片传输给包括有第一终端的子协同组中的其它终端的行为；
所述第二计算单元，用于根据所述信誉值变化速度，计算第一终端的支出费用，其中，所述支出费用为所述第一终端获取由其它终端下载的目标文件中的其它内容片所支出的费用；
所述分析单元，用于根据博弈论，对所述支出费用进行分析，使得第一终端的奖励满足第一条件，所述第一终端的支出费用满足第二条件时，所述第一终端的诚信行为为帕累托最优，其中，所述奖励为所述第一终端将第一内容片传输给包括有第一终端的子协同组中的其它终端所获取到的费用。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一计算单元具体用于，利用计算第i终端的信誉值变化速度，其中，表示第i终端的诚信行为的次数，表示和第i终端处于同一个子协同组内的终端的诚信行为的次数，α为常数，参加协同的n个终端组成一个协同组，该协同组包括集合N＝{1,2,...,n}。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元具体用于，利用计算所述第一终端的支出费用，其中，mp为支出费用，p0为支出费用临界值，R0为信誉值临界值，β，γ和δ为常数，用来调节支出费用变化速度。
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