CN110446212A - 基于不完全合同的运营商所有权分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开研究了运营商各部门所有权分配与投资策略之间的关系，并在此基础上研究了如何在移动边缘计算网络情景下选择最优投资。对于不同的所有权分配，我们给出了不同部门的效用函数，以最大化效用函数为目标。仿真结果验证了多种因素对各部门效用函数的影响以及不同的所有权分配对各部门事前投资的影响。

Description

基于不完全合同的运营商所有权分配方法

技术领域

本发明属于移动边缘计算领域，特别涉及一种基于不完全合同的所有权分配方法。

背景技术

随着智能手机的广泛普及，对现实增强、语音识别、网络游戏等资源消耗型应用的需求越来越大巨大的变化。然而，由于计算资源和电池容量有限，移动用户(MUs)支持这些资源匮乏的应用程序是非常具有挑战性的。为了解决这一问题，提出了移动边缘计算(MEC)技术，为移动信息系统提供了高性能通过在网络边缘部署计算节点和服务器，计算服务和短延迟。

为了实现MEC的潜在好处，需要解决许多实际问题，如业务模型、定价和激励设计。为了向网络边缘的MUs提供服务，运营商(OP)的部门(DPs)需要对MEC的资源进行投资和运营。他们必须共同努力以获得投资的利润。DPs的效用取决于它们的议价地位和投资。DPs可能会因为没有回报的风险而犹豫是否进行特定的投资。因此，我们引入不完全契约的资源所有权分配来激励DPs参与MEC。

不完全合同是一种流行的交易形式，可以随着时间的推移重新谈判或修改。这是一个在经济学上研究得很好的领域，但很少应用于通信领域。MEC中存在着拍卖理论、契约理论等多种激励机制。特别地，由于计算量和通信开销较大，研究的多轮拍卖并不适用。此外，拍卖理论难以实施，可能导致价格歧视。为了使服务提供商的利润最大化，有的文献引入了一个博弈模型来获得最优的容量扩张策略。通过道德风险模型设计了多维度的支付方案，在激励节点合作的同时，最大化网络OP的收益。然而,与其他机制相比，不完全合同中的所有权分配具有明显的优势。我们可以对所有权分配的变更做出相应的决策而且交易的细节还有待今后的具体规定。

本发明将对基于移动边缘计算网络中的不完全合同的所有权分配进行说明。

发明内容

发明目的：本发明所解决的技术问题在于研究不同所有权分配下，对运营商各部门事前投资的影响，以及最大化各自的效用函数。

技术方案：

第一阶段：首先设计一个系统模型，一个移动边缘计算系统由J个移动用户(MU)U＝{U₁,U₂...U_J},多个运营商的DPs和多个资源，例如传输资源和计算资源组成。我们用B＝{B₁,B₂,..B_K}表示基站的集合，其中B_k表示第k个基站。在该系统中，OP的每个DP都可以对MEC的资源进行投资。当MUs从OP下载文件时，服务在网络边缘执行，而不是向OP发送大量的数据。多个DPs投资多个资源参与MEC。

第二阶段：然后我们设计一个不完全合同的模型。我们用γ＝{γ₁,γ₂,...,γ_V}表示在不完全合同中的V个DPs,γ′表示代理人的子集。表示第v个DPγ_v的投资。a_v表示第v个资产也就是MEC里面的第v个资源。a是所有资产的集合，a'是任一资产的子集。从γ'到a'的映射ω(γ′)是一个所有权分配，表示资产的子集a'是属于代理人的子集γ'的。

DP的不完全合同的设计通常由两个阶段组成，在第一阶段，代理人投资在它的资源消耗然后在第二阶段，代理人子集的投资以及资产的子集可以生成一个收益S^γ′,a′(I)，其中表示所有代理人的投资矢量。

第三阶段：提出运营商的各个部门的效用函数模型以及目标函数。

给定一群代理人γ'的所有权分配ω(γ'),投资的矢量I和相关的收益S^{γ′,ω(γ′)}(I)，夏普利值分配代理人γ_v的收益如下：

其中v′＝|γ′|是γ'中代理人的数目，是没有代理人γ_v的收益，p_r(γ′)是代理人集合γ'的概率分布。

目标函数是找到每个所有权分配下的最优投资：

第四阶段：对一个具体的模型，运营商的两个计算部门和传输部门，以及计算和传输资产，在不同的所有权分配下进行分析。

附图说明

图1为方法流程图，

图2为不同所有权分配下增加损失因子各部门最优投资的变化曲线示意图，

图3不同所有权分配下增加损失因子各部门最优效用函数的变化曲线示意图。

具体实施方式

在不同所有制分配，对于计算部门、传输部门和计算，传输资产的最优投资分析基本流程如下：

步骤一：提出在计算和传输资产上投资的损失和收益

1)计算部门为了提高计算速率投资了基站的并行度，单位提升成本为收益为

2)传输部门为了提升传输速度投资了带宽，下行链路的传输速率传输延时是成本为收益为

步骤二：提出每个所有权分配下的效用函数

1)非一体化情况，最优投资由下式可得

2)计算部门一体化情况下，最优投资由下式可得

3)传输部门一体化情况下，最优投资由下式可得

在图2中，我们研究了损失因子对最优投资的影响并且比较了不同部门在不同的所有权分配下的最优投资。仿真结果表明,随着损失因子μv增加,最优投资迅速减少。原因是DPs的投资动机较低，因为成本系数的增加意味着投资成本的增加。此外,我们还可以发现的在计算部门一体化下计算部门的最佳投资总是比其他两个所有权下搞。此外,传输部门投资更多在传输部门一体化所有权分配下与计算部门一体化和非一体化相比。仿真结果表明，成本系数影响最优投资，DPs更倾向于在自己的一体化下进行更多的投资。

在图3中，我们计划考虑成本系数如何影响最优效用。相同的最优投资,随着μv增加,每个DP在不同所有制的最优效用降低。是因为投资的成本增加随着μv的增加。DPs不愿意投资。最优效用必然随着投资的减少而减少。更重要的是,在计算部门一体化下，计算部门能够获得最优效用，在传输部门一体化下，它的效用函数最低。相反，传输部门在传输部门一体化的效用函数最优。很明显，DPs在自身的一体化下能够获得更优的效用。

Claims (2)

1.一种基于不完全合同的运营商所有权分配方法，其特征在于：此方法是移动边缘计算网络中，研究不同所有权分配下，对运营商各部门事前投资的影响。

2.如权利要求1所述的基于不完全合同的运营商所有权分配方法，其特征在于：在不同的所有权分配下，对效用函数以及投资的影响是不同的。