[發明專利]一種基于拍賣和滿意度模型的動態頻譜分配方法

有效

• 申請號: 201010276780.4
• 申請日: 2010-09-08
• 公開（公告）號: CN101945369A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 吳威;王劍飛;蘇金釗;周忠;趙沁平
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04W4/24
• 分類號: H04W4/24;H04W16/10
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 李新華

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，更確切的說是一種應用于面向移動通信的基于拍賣和滿意度模型的動態頻譜分配方法。

背景技術

無線業務技術的迅速發展及其多樣化和寬帶化的需求使得無線頻譜資源日益匱乏。傳統的頻譜分配方法是固定頻譜管理方法，即將無線頻譜資源分配給固定的應用或者運營商，而日益涌現的新業務由于缺少足夠的頻譜資源而發展受到嚴重的限制。調查和研究發現，現已分配的頻譜資源的利用率極其低下，很多頻段都是空閑的。所以固定的頻譜分配方法導致頻譜使用效率低下，阻礙了無線業務的發展。

在此同時，無線設備也經歷了很快的發展，現在軟件無線電越來越受到人們的重視，軟件無線電技術使無線終端變得更加靈活，能動態的改變頻段，帶寬和調制解調方法。這也使動態頻譜分配成為可能。

動態頻譜分配方法是一個研究熱點，許多學者都提出了自己的方法。馮志勇等發明了專利——一種無線網絡間集中式動態頻譜管理方法和系統，專利申請號為200810102969.4。該方法根據RAT小區的頻譜需求、網絡增益、基站的位置信息、基站預期最大發射功率以及相關參數，動態的將頻譜資源分配給Radio?Access?Technology(RAT)小區。楊家瑋等發明了專利——基于頻譜多重使用的動態頻譜管理方法，專利申請號為200610043082，該方法在無線電管理機構下新增動態頻譜管理系統，實現非授權用戶對已分配頻譜未使用時的再次利用。現在的移動通信領域都是多家運營商在共同為用戶提供服務，所以進行頻譜分配時，必須考慮他們之間的經濟關系。忽略這種關系會造成運營商對頻譜的惡性競爭，導致動態頻譜使用效率的下降。

發明內容

本發明提出針對移動通信領域的基于拍賣和滿意度的動態頻譜分配方法。該方法分為兩個層面：

一、本發明在基站和動態頻譜代理之間引入拍賣機制。本發明精心設計了拍賣物品的分配策略以及定價策略。可以證明在本發明提出的拍賣過程中，競拍者以自己對頻譜的真實估價作為出價是競拍者的最優策略。同時本發明的分配策略以社會總體收益最大為目標，從而使頻譜的價值得到了最大的體現。

二、本發明在終端用戶和基站之間引入了滿意度模型，保證了終端用戶的公平性。因為現在的應用中很重要的一部分——視頻和音頻應用以及文本傳輸協議等都是彈性帶寬的應用。也就是說在高帶寬時可以使用，在低帶寬的情況下也可以使用，只是用戶的最終體驗不同。在這種情況下，滿意度模型使得用戶之間的公平性得到了保證。

附圖說明

圖1示出本發明的應用場景圖。

圖2示出拍賣算法的流程圖。

圖3示出基于滿意度模型的頻譜分配算法的流程圖。

具體實施方式

下面參照附圖對本發明進行更全面的描述。

如圖1所示，本發明的參與對象有3類，無線動態頻譜拍賣方(以下簡稱為拍賣方)、移動通信運營商的基站(以下簡稱為基站)和移動通訊領域的終端用戶(以下簡稱為終端用戶)。這3類對象的交互關系是：基站和拍賣方進行交互，獲得可用的動態頻譜；終端用戶和基站交互，獲得自己現在可以使用的頻譜。

本發明中基站和拍賣方的頻譜分配將以拍賣方式來決定頻譜的分配方案，而基站和終端用戶之間的頻譜分配是根據滿意度模型來決定頻譜的分配方案。拍賣是周期性進行的，在一個周期的開始進行拍賣，拍賣結束后基站會得到若干段頻譜。基站和終端用戶的交互又可以分為兩類，第一類為終端用戶提出頻譜請求時，基站根據自己的策略以一定的滿意度分配給終端用戶一定帶寬的頻譜；第二類為基站需要回收終端用戶的頻譜時，比如基站的服務的用戶過多時或者基站的動態頻譜的使用權失去時，基站會重新以新的滿意度分配給終端用戶一定帶寬的頻譜。

1、基于滿意度模型的頻譜分配方案

滿意度是指終端用戶實際得到的帶寬Wg與用戶申請的帶寬Wq的比值，即r＝W_g/W_q，r越大終端用戶的應用體驗就會越好，在視頻和音頻應用中體現為越清晰，而文本傳輸服務中體現為速度越快。終端用戶在有通信需求的時候就會向基站提交自己的帶寬需求q，基站順序地處理終端用戶的請求，返回給終端用戶它可以占用的帶寬的寬度。