[发明专利]一种雾无线接入网中基于博弈论的边缘缓存资源配置方法

权利要求书

1.一种雾无线接入网中基于博弈论的边缘缓存资源配置方法，应用场景包括一个云服务中心、N个内容供应商和云服务中心管理下的雾无线接入点，其特征在于：包括以下步骤：

S1：构建云服务中心和内容供应商的收益函数；

S2：根据给定的定价策略，得到内容供应商的最佳响应；

S3：根据内容供应商的最佳响应，利用乘子罚函数法消除云服务中心的收益函数的约束条件，得到对应的无约束收益函数；

S4：根据得到的无约束收益函数，迭代修正拉格朗日因子使无约束收益函数不断贴近原始收益函数，求解对应无约束收益函数获得云服务中心的最佳定价策略；

S5：根据最佳定价策略，内容供应商获得最佳租赁策略；

所述云服务中心的收益函数表示为：

其中，定价策略为s＝[s₁,s₂...s_n...s_N]，s_n代表云服务中心将区域内全部接入点租赁给第n个内容供应商的价格，租赁策略τ＝[τ₁,τ₂...τ_n...τ_N]，τ_n表示第n个内容供应商租赁的该区域内的接入点比例；

所述第n个内容供应商的收益函数表示为：

其中，H_n,f表示将第f个内容缓存至接入点上时得到的内容命中率，Q_n为单个接入点可缓存的第n个内容供应商的最多内容数量；

S2具体表示为：

对于第n个内容供应商，当s_n≥F_n时表示定价过高，第n个内容供应商停止租赁接入点，此时第n个内容供应商的租赁策略为：τ_n＝0；

当时表示定价较低，第n个内容供应商将试图租赁全部接入点，此时第n个内容供应商的租赁策略为：τ_n＝1；

当定价位于上述两种情况之间时，此时第n个内容供应商的租赁策略为：

其中，

p_n,f为第n个内容供应商存储的第f个内容的流行度，λ为区域内接入点的空间配置密度，且服从空间内均匀泊松分布，r为单个接入点对区域内用户的覆盖半径；

S3具体包括以下步骤：

S3-1：将内容供应商的最佳响应带入到云服务中心的收益函数中，得到的收益函数为非凸优化函数，引入指标矢量ξ_n取0或1，若s_n≤F_n时，ξ_n＝1，对应的第n个内容供应商参与资源配置过程，否则当s_n＞F_n时，ξ_n＝0，表示第n个内容供应商退出资源配置过程；

当指标矢量给定后，云服务中心的收益函数转换为相应的凸优化函数；资源配置过程初始化后，假设所有内容供应商均参与资源配置，ξ＝1，云服务中心的收益函数可表示为：

其中，e为自然对数；

S3-2：引入变量y将云服务中心的收益函数中的不等式约束条件松弛为一个等式约束条件：

S3-3：根据云服务中心的收益函数及等式约束条件，得到对应的增广拉格朗日函数：

其中，w为拉格朗日因子，σ为乘子罚因子；

S3-4：将公式(6)中的增广拉格朗日函数中的变量y视为唯一未知量，得到使上述增广拉格朗日函数最小化情况下的y取值，将变量y带入增广拉格朗日函数中得到云服务中心收益函数(5)对应的无约束收益函数：

S4包括以下步骤：

S4-1：引入：

若ε₁≥0，则对定价策略进行重新初始化：若ε₁＜0，则利用单纯型算法更新定价策略；

S4-2：更新拉格朗日因子w：

其中w^(t)为第t次迭代时拉格朗日因子；

S4-3：计算修正量：

Δ＝|w^(t+1)-w^(t)|

若Δ大于允许误差，则重复执行S4-1和S4-2，若Δ小于等于允许误差，得到最佳定价策略：

s^*＝[s^*₁,s^*₂...s^*_n...s^*_N]

基于最佳定价策略，执行步骤S2，得到内容供应商的最佳租赁策略：

τ^*＝[τ^*₁,τ^*₂...τ^*_n...τ^*_N]。