[發明專利]一種認知無線電網絡的頻譜租賃方法

有效

• 申請號: 201811187545.2
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN109413659B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 李立欣;劉笑敏;李旭;高昂;梁微;張會生
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04W28/26
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務所 61219
• 代理人: 張瑞琪

本發明公開了一種認知無線電網絡的頻譜租賃方法，通過Stackelberg博弈對主要用戶和次級用戶的頻譜租賃問題進行建模，在主要用戶的頻譜租賃價格不變條件下，計算得出最佳頻譜分配因子，根據所述最佳頻譜分配因子計算得出最佳頻譜租賃價格；根據所述最佳頻譜分配因子和最佳頻譜租賃價格分別得出每個所述主要用戶的收益函數，并根據所述主要用戶的收益函數建立所述主要用戶的偏好列表；根據所述主要用戶的偏好列表將所述主要用戶和次級用戶進行配對，得出最優的頻譜租賃匹配結果，兼顧主要用戶和次級用戶投資和定價決策方面的互動及用戶偏好，提高了頻譜租賃系統的頻譜效率。

【技術領域】

本發明屬于無線通信技術領域，具體涉及一種認知無線電網絡的頻譜租賃方法。

【背景技術】

隨著無線業務的快速發展，頻譜資源短缺成為一個很嚴重的問題。已有研究表明，傳統的頻譜分配方式效率較低，造成許多現有的頻譜資源在很長時間內都是空閑狀態。隨著認知無線電技術的發展，頻譜租賃作為一種有前途的技術，它允許未授權的無線用戶(次級用戶)租用傳統授權頻譜用戶(主要用戶)的部分頻譜，并向主要用戶支付相應價格的費用。同時，主要用戶也以次級用戶作為中繼，進行信息的傳輸。

但是，目前大多數已經存在的次級用戶案研究工作缺乏對用戶偏好以及投資和定價的綜合考慮，導致整體系統性能并不是最優，因此設計一種新的頻譜租賃方法迫在眉睫。

【發明內容】

本發明的目的是提供一種認知無線電網絡的頻譜租賃方法，兼顧主要用戶和次級用戶投資和定價決策方面的互動及用戶偏好，提高了頻譜租賃系統的頻譜效率。

本發明采用以下技術方案：一種認知無線電網絡的頻譜租賃方法，包括以下步驟：

通過Stackelberg博弈對主要用戶和次級用戶的頻譜租賃問題進行建模，在主要用戶的頻譜租賃價格不變條件下，計算得出最佳頻譜分配因子，根據最佳頻譜分配因子計算得出最佳頻譜租賃價格；

根據最佳頻譜分配因子和最佳頻譜租賃價格分別得出每個主要用戶的收益函數，并根據主要用戶的收益函數建立主要用戶的偏好列表；

根據主要用戶的偏好列表將主要用戶和次級用戶進行配對，得出最優的頻譜租賃匹配結果。

進一步地，主要用戶和次級用戶的配對過程具體為：

每個主要用戶向其偏好列表中的第一個次級用戶發出頻譜租賃請求，并接收第一個次級用戶的接受返回信息或拒絕返回信息；

每個接收到拒絕返回信息的主要用戶繼續向其偏好列表中的下一個次級用戶發出頻譜租賃請求，并接收下一個次級用戶的接受返回信息或拒絕返回信息，直至每個主要用戶均接收到接受返回信息或遍歷完每個主要用戶的偏好列表，得出最優的頻譜租賃匹配結果。

進一步地，每個次級用戶均根據最佳頻譜分配因子和最佳頻譜租賃價格建立對應的收益函數，并根據每個次級用戶的收益函數建立對應的次級用戶的偏好列表；

當每個次級用戶收到多個頻譜租賃請求時，通過其對應的次級用戶的偏好列表選擇最佳匹配主要用戶并向其發出接受返回信息，且向其余發出頻譜租賃請求的主要用戶發出拒絕返回信息。

進一步地，在每個主要用戶的偏好列表中，主要用戶相對于前一次級用戶的收益函數值大于其相對于后一次級用戶的收益函數值。

進一步地，在每個次級用戶的偏好列表中，次級用戶相對于前一主要用戶的收益函數值大于其相對于后一主要用戶的收益函數值。

進一步地，最佳的頻譜分配因子通過以下公式得出：