[发明专利]中继通信中基于拍卖理论的功率分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是一种中继通信中基于拍卖理论的功率分配方法，用于无线中继通信系统，解决在完全信息和非完全信息下功率分配问题而且使发射端的传输速率得到了有效的保证。

背景技术

为了满足对中继节点功率充分应用的要求，博弈论及其相关理论被视为是实现中继节点的功率资源有效分配重要方法之一。

随着移动通信产业的快速发展，对于中继节点的应用要求也快速增加。如何有效地分配中继节点的功率资源成为一个关键问题，尤其是在完全信息和不完全信息情况下解决中继节点的功率分配问题。

在以前对中继通信研究中，T.Q.S.Quek介绍了在功率限制和服务质量(QOS)限制下最小化中继节点传输功率的算法。T.Q.S.Quek在前向放大中继的网络中通过最优化理论解决中继节点的功率分配问题。J.Huang提出两个拍卖方案(功率拍卖方案和信噪比拍卖方案)对中继节点的功率进行分配。B.Wang和E.V.Belmega引入Stackelberg理论来优化节点的功率分配与节点选择。但是这些技术和算法都是用到中继节点获得完全信息的情况下进行分配功率，而在不完全信息情况下，中继节点无法利用这些算法分配功率；在这些中继节点功率分配的工作中没有考虑目的节点对于信噪比的限制和对接收到数据有效性的保证。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于拍卖理论的中继通信中功率服务器控制下中继节点的功率分配方法。

其中功率分配方案以中继节点向功率服务器竞拍的模式实现的，并且以其对目的节点的有效传输速率作为其收益。同时，目的节点设置了目标误码率来保证其接收数据的有效性。

为实现上述目的，在功率服务器拍卖自己所拥有的功率时，中继节点在满足目的节点要求的误码率条件下提交合适的标值来最大化自己的收益。然后功率服务器会利用每个中继节点提交的标值比例来给相应的中继节点分配其功率。而每个中继节点所提交的标值都能使自己收益最大化的情况下就会达到纳什均衡。

本发明的实现方案如下：

一种基于拍卖理论的中继通信中的功率分配方法，包括源节点、中继节点和功率服务器，功率服务器作为拍卖方拍卖自己的功率而中继节点是作为竞拍方来竞拍所需功率。

所述的功率分配方法，包括如下步骤：

A1，所述源节点选择中继节点，且所述功率服务器公布标值价格；

所述源节点根据中继节点的选择方案来选出较好中继节点转发数据信息；功率服务器向中继节点公布此次投标的价格；

A2，中继节点向功率服务器投出标值；

中继节点根据此次的标值价格和自己的信道条件估算出此次的标值，然后为获得功率，向功率服务器投出该标值；

A3，功率服务器根据标值给相应中继节点分配功率；

A4，中继节点根据分配的功率向目的节点转发数据。

所述的功率分配方法，其中步骤A2具体执行以下操作：所述中继节点根据其所获得的信息和功率服务器的标值价格来估算出此次投标的标值来最大化自己的收益。

所述的功率分配方法，所述信息包括完全信息和不完全信息；在完全信息情况下，中继节点根据标值价格和所有的信道信息利用拍卖理论计算出投的最佳标值使其获得最大收益；在非完全信息情况下，中继节点采用更新迭代算法调整其标值，向功率服务器申请功率来获得最大收益。

所述的功率分配方法，所述步骤A3中：当接收到各个中继节点发过来的申请功率的标值后，功率服务器根据中继节点的标值的比值对功率进行分配：

P_i＝(b_i/(∑_j∈Kb_j+β))P_tot，β＞0是一个正的保留价

所述的功率分配方法，所述步骤A4中：中继节点得到功率后根据其标值向功率服务器付一定费用，并且利用申请过来的功率发射数据信号给目的节点，然后就可以获得一定的收益。

本发明的有关术语解释：

纳什均衡(Nash equilibrium，NE)

当其他参与者的策略给定后，该参与者不会单方面更改自己的策略来增大自己的收益，在这种情况下就可以达到纳什均衡。

本发明中参与者为所有的中继节点；策略为中继节点向功率服务器提交的标值的

集合；收益为中继节点向目的节点的有效传输速率。