[發(fā)明專利]一種基于組合拍賣機(jī)制的多層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)頻譜資源分配方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810642247.1
• 申請(qǐng)日: 2018-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN108924845A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡艷;宋一帆;張軍;柯春華;朱洪波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W16/06
• 分類號(hào): H04W16/06;H04W16/10;H04W72/04;H04W72/08;H04W4/70;H04W4/02
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 范丹丹

本發(fā)明公開了一種基于組合拍賣機(jī)制的多層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)頻譜資源分配方法，該方法包括以下步驟：（1）系統(tǒng)用戶向宏基站反饋?zhàn)约旱奈恢眯畔ⅲ唬?）宏基站計(jì)算信道增益并設(shè)置拍賣輪次指標(biāo)、頻譜資源的初始價(jià)格和價(jià)格減小量；（3）宏小區(qū)用戶計(jì)算對(duì)于頻譜資源集合的私有估值和支付價(jià)格，得到效用函數(shù)；（4）宏小區(qū)用戶根據(jù)效用函數(shù)的大小向宏基站提交自己的競價(jià)；（5）宏基站檢測提交的競價(jià)，判斷資源的供求關(guān)系，進(jìn)行資源分配。本發(fā)明將該方法應(yīng)用于由宏小區(qū)、微小區(qū)及D2D通信共同組成的多層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通信場景，解決了網(wǎng)絡(luò)用戶間的頻譜資源分配問題，提升了系統(tǒng)的頻譜效率與網(wǎng)絡(luò)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于組合拍賣機(jī)制的多層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)頻譜資源分配方法，可用于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

為了滿足未來無線通信網(wǎng)絡(luò)日益增長的服務(wù)需求與用戶所需的數(shù)據(jù)傳輸量，第五代蜂窩網(wǎng)絡(luò)需要新的結(jié)構(gòu)、技術(shù)及算法來實(shí)現(xiàn)更高的頻譜利用率、更低的功耗，提升網(wǎng)絡(luò)用戶的用戶體驗(yàn)，因此，多層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的研究已然成為熱點(diǎn)。

微小區(qū)由宏小區(qū)發(fā)展而來，其低功率的無線接入節(jié)點(diǎn)覆蓋半徑約為30m～300m，在宏小區(qū)上覆蓋微小區(qū)可在擴(kuò)展整個(gè)小區(qū)覆蓋范圍的同時(shí)提升網(wǎng)絡(luò)容量。D2D通信可以采用復(fù)用小區(qū)內(nèi)頻譜資源的方式，在兩個(gè)用戶距離不遠(yuǎn)的情況下進(jìn)行直通通信而無需經(jīng)過基站，因此可以減輕基站的負(fù)荷、產(chǎn)生鏈路增益、節(jié)約頻譜資源、提升網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率，同時(shí)獲得較高的傳輸速率、降低功耗。

拍賣是一種行之有效的經(jīng)濟(jì)決策手段，它的基本原理是商品所有者對(duì)某商品設(shè)置初始價(jià)，競拍者對(duì)該商品依次出價(jià)，出價(jià)最高者最終獲得該商品。因此，如何在拍賣中保證競拍者與拍賣者間形成某種平衡，使雙方均能獲得一個(gè)合理且公平的收益，這也正是拍賣機(jī)制所要研究的主要內(nèi)容。

現(xiàn)有關(guān)于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源分配問題的研究仍有以下幾點(diǎn)不足：

1)研究多集中于把D2D技術(shù)引入宏蜂窩中，極少涉及D2D技術(shù)與微小區(qū)共存于宏小區(qū)的通信場景，頻譜利用率未達(dá)到理想水平；

2)對(duì)于引入D2D技術(shù)的混合網(wǎng)絡(luò)往往是D2D用戶復(fù)用宏小區(qū)與微小區(qū)的頻譜資源，并未考慮把D2D用戶與微小區(qū)看為一個(gè)復(fù)用層去復(fù)用宏小區(qū)頻譜資源的情況；

3)傳統(tǒng)的基于拍賣理論的資源分配方法已無法適應(yīng)日益復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)模型，我們需要一種新的拍賣機(jī)制，在進(jìn)行資源分配的同時(shí)管理和控制干擾，提高系統(tǒng)的適用性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提出一種基于組合拍賣機(jī)制的多層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)頻譜資源分配方法。

本發(fā)明的目的將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：一種基于組合拍賣機(jī)制的多層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)頻譜資源分配方法，該方法基于一個(gè)單小區(qū)環(huán)境的上行傳輸鏈路通信場景，該多層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包含一個(gè)宏基站BS，m個(gè)宏小區(qū)用戶MUE，用集合M＝{MUE₁，MUE₂，....，MUE_m}表示；s個(gè)微小區(qū)基站AP，用集合A＝{AP₁，AP₂，....，AP_s}表示；一個(gè)AP服務(wù)一個(gè)微小區(qū)用戶SUE，用集合S＝{SUE₁，SUE₂，....，SUE_s}表示所有微小區(qū)用戶，滿足|S|＝s，|·|表示集合中的元素個(gè)數(shù)，|·|表示集合中的元素個(gè)數(shù)，用集合D＝{D2D₁，D2D₂，....，D2D_d}表示d個(gè)D2D用戶對(duì)；P＝S∪D表示全部的復(fù)用層用戶；

該方法包括如下步驟：

步驟101：系統(tǒng)中所有的微小區(qū)用戶SUE及D2D用戶對(duì)均向宏基站BS反饋?zhàn)约旱奈恢眯畔ⅲ昊綛S計(jì)算信道增益并設(shè)置拍賣輪次指標(biāo)t＝0、每個(gè)頻譜資源的初始支付價(jià)格c⁰(p)和價(jià)格減小量Δ(Δ＞0)；