[发明专利]包含家庭基站的异构网络的分组频谱拍卖方法

摘要

本发明提供一种包含家庭基站的异构网络的分组频谱拍卖方法，所述家庭基站采用混合接入方式，授权用户可以接入，在家庭基站覆盖下非授权用户通过购买授权频带接入，所述分组频谱拍卖方法包括以下步骤：S10：在包含家庭基站双层异构网络中，收集空闲授权频带及估值保底价；s20:构建家庭基站社会关系，处理买家信息，计算各个买家在同频带下的相互干扰情况；S30：中央处理单元定义一个频谱分配矩阵X，在网络中广播频谱拍卖信息，S40：中央处理单元处理买家与卖家信息后进行频谱拍卖。本方法可以根据网络中家庭基站之间的社会关系，找出最佳组合，通过最大社会效用的拍卖机制使频谱资源得到充分而有效地利用，提高频谱分配效率，提高网络的系统容量。

主权项

1.一种包含家庭基站的异构网络的分组频谱拍卖方法，所述家庭基站采用混合接入方式，授权用户可以接入，在家庭基站覆盖下非授权用户通过购买授权频带接入，所述分组频谱拍卖方法包括以下步骤：S10：在包含家庭基站双层异构网络中，设有K个授权的家庭基站和宏用户拥有相同带宽大小的空闲授权频带，记为{f₁,f₂,…,f_k‑1,f_k}，每个家庭基站对自己频带估值的保底价为{a₁,a₂,…,a_k‑1,a_k}；S20：构建家庭基站社会关系，中央处理单元收集网络中买家信息，买家之间进行信息交互，在网络形成相互的社会关系，构成一个社交网络，根据买家之间的喜好程度，不同的买家有不同的社会关系值然后按式(1)计算各个买家在同频带下的相互干扰情况，式中表示买家j在信道m上的发射功率；表示买家j到第k₁个卖家的信道系数；表示卖家k₂到买家i的发射功率；表示在信道m上的背景噪声；表示买家i到第k₂个卖家的信道系数；若两个买家计算出的接收信号之间的互相干扰小于一个设定阈值γ，则这两个买家在双层异构网络中可视为无干扰用户，当买家的干扰小于一个设定阈值γ且社会关系值高于θ时，将它们组合在一起则形成新的买家；假设买家数为N个，根据式(1)分别计算在不同家庭基站中买家之间的相互干扰值，有干扰的记为1，反之记为0；将所有买家的干扰情况形成一个干扰矩阵I；S30：中央处理单元定义一个频谱分配矩阵X，记为：n为参加拍卖的买家数；并收集新的买家，记为{c₁,c₂,…,c_n}，在网络中广播频谱拍卖信息，包括家庭基站拥有的空闲频带{f₁,f₂,…,f_k‑1,f_k}，每个家庭基站对自己的频带的保底价为{a₁,a₂,…,a_k‑1,a_k}，每个买家对每个频带的估价为B_i＝{b_i1,b_i2,…,b_ik}；S40：中央处理单元处理买家与卖家信息后进行频谱拍卖，首先对频带f₁进行拍卖，将出价高于相应家庭基站的保底价的买家列为赢家序列W，然后中央处理单元根据每个买家使用该频带产生的效益u_ij来选择最终的赢家，将频带分给能产生最大效用的买家，然后将相应的买家和卖家分别从买家集和卖家集中去除；为频谱分配问题建立一个优化问题：式中，x_ij是拍卖结束后的分配值，值为1时表示频谱分配成功；n为参加拍卖的买家数，k为授权用户含有的频带数；在最优化问题的目标值U(x)和约束条件下进行拍卖，当达到拍卖的纳什均衡时所得到的分配矩阵X就是最优分配结果，空闲频带的效益可达最大；在第一个约束条件下进行频谱拍卖，第二个约束条件是一个频带只能分给两个买家中的一个；第三个约束条件是同一用户只能得到一个频带。