[发明专利]一种两层异构网络中基于斯坦伯格博弈论的非统一定价的功率控制方法

摘要

本发明涉及一种两层异构网络中基于斯坦伯格博弈论的非统一定价的功率控制方法，具体步骤包括：(1)分别对家庭基站和宏基站建立效用函数模型；(2)分别对家庭基站和宏基站进行优化问题的建模，得到家庭基站和宏基站的优化问题模型；(3)宏基站初始化干扰定价矩阵Λ＝[λ₁,λ₂ Λ λ_n]；(4)得到家庭基站、宏基站的发送功率、干扰定价矩阵的最优解；(5)建立分布式的迭代算法进行循环迭代，直至达到斯坦伯格博弈的均衡点。相较于统一定价方案，本发明提出的非统一定价方案约提升20％‑30％的性能。

主权项

1.一种两层异构网络中基于斯坦伯格博弈论的非统一定价的功率控制方法，两层异构网络中，中心位置部署一个宏基站，在其覆盖范围内随机分布n个与其共享频谱的家庭基站以及m个活跃的宏用户，n∈{1,2，……N}，m∈{1,2，……M}，在每个家庭基站的覆盖范围内有f个活跃的家庭用户，f∈{1,2，……F}；其特征在于，具体步骤包括：(1)分别对家庭基站和宏基站建立效用函数模型；步骤(1)中，对宏基站建立的效用函数如式(Ⅰ)所示：U_m(Λ,p_m,P)＝∑_nλ_np_ng_nm‑μ_mp_m    (Ⅰ)式(Ⅰ)中，U_m(Λ,p_m,P)是指宏基站的效用是关于干扰价格矩阵Λ＝[λ₁,λ₂…λ_n]、自身的发送功率p_m、以及P的函数，P＝{p₁,p₂,…,p_n}，P是指不同的家庭基站的所采用的不同的发送功率的集合，p_n表示第n个家庭基站的发送功率，g_nm表示第n个家庭基站与第m个宏用户之间的信道增益，λ_n表示干扰价格，效用函数的第一部分∑_nλ_np_ng_nm表示收取的来自所有家庭基站对宏基站产生干扰的付费；p_m表示宏基站对第m个宏用户的发送功率，μ_m表示宏基站单位能量消耗所要付出的代价，效用函数的第二部分μ_mp_m表示宏基站能量消耗所付出的代价；步骤(1)中，对家庭基站建立的效用函数如式(II)所示：U_n(Λ,p_n)＝log₂(1+r_n)‑λ_np_ng_nm‑μ_np_n     (II)式(II)中，U_n(Λ,p_n)是指家庭基站的效用是关于干扰价格矩阵Λ＝[λ₁,λ₂…λ_n]、自身的发送功率p_n的函数；r_n表示第n个家庭基站中家庭用户的SINR，效用函数的第一部分log₂(1+r_n)表示传输数据所得到的传输速率；效用函数的第二部分λ_np_ng_nm表示第n个家庭基站由于对宏基站产生干扰而支付的费用；μ_n表示家庭基站单位能量消耗所要付出的代价，效用函数的第三部分μ_np_n表示家庭基站能量消耗所需要付出的代价；(2)根据步骤(1)建立的效用函数模型，分别对家庭基站和宏基站进行优化问题的建模，得到家庭基站和宏基站的优化问题模型；(3)宏基站初始化干扰定价矩阵Λ＝[λ₁,λ₂…λ_n]；λ_n是指宏基站对第n个家庭基站设定的干扰价格；(4)根据步骤(3)中宏基站设立的初始化干扰定价矩阵，对步骤(2)建立的优化问题模型分别进行求解，得到家庭基站、宏基站的发送功率、干扰定价矩阵的最优解；(5)步骤(4)中得到家庭基站、宏基站的发送功率、干扰定价矩阵的最优解后，通过建立分布式的迭代算法进行循环迭代，直至达到斯坦伯格博弈的均衡点。