一种异构无线网络中基于博弈的数据卸载方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109618369A(43)申请公布日2019.04.12(21)申请号201910003279.1(22)申请日2019.01.02(71)申请人南京邮电大学地址210003江苏省南京市栖霞区栖霞街道广月路30号(72)发明人徐鼎殷政朱晓荣纪言(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人刘珊珊(51)Int.Cl.H04W28/02(2009.01)H04W48/06(2009.01)H04W76/30(2018.01)H04L12/813(2013.01)H04L12/823(2013.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种异构无线网络中基于博弈的数据卸载方法(57)摘要本发明提出一种异构无线网络中基于博弈的数据卸载方法，其特征是，异构网络中，宏蜂窝网络运营商提供数据卸载激励，由其他网络运营商部署的低功率节点在满足自身关联终端的服务需求下，竞相向宏蜂窝网络运营商提供数据卸载服务，基于主从博弈理论，决策出宏蜂窝网络运营商制定最优的租赁价格以获取最大收益，同时保证切换到低功率节点上宏蜂窝用户终端的服务质量，其他网络运营商决定出售最合适的带宽以获取自身最大收益。本发明可达到的有益效果：提高异构无线网络吞吐量，改善异构网络中用户的服务质量，缓减宏蜂窝数据拥塞。CN109618369ACN109618369A权利要求书1/2页1.一种异构无线网络中基于博弈的数据卸载方法，其特征在于，所述异构无线网络包括单个宏蜂窝网络运营商部署的宏蜂窝基站、不同的小微型蜂窝运营商部署的提供小微型蜂窝的低功率网络节点，低功率网络节点包括毫微微基站和WiFi接入点，低功率网络节点在宏蜂窝基站覆盖范围内；该方法包括步骤：(1)宏蜂窝网络运营商向宏蜂窝基站覆盖范围内的低功率节点的运营商发布经济激励总额P，P≤Pmax，Pmax为宏蜂窝网络运营商的最大的经济激励预算；(2)计算低功率网络节点i的效用值：其中，Ui表示低功率网络节点i的效用值，N为低功率网络节点的总数，bi表示低功率网络节点i的网络带宽出租量，ηi表示低功率网络节点i的运营商向关联在低功率网络节点i下的用户终端所收取的单位数据量的价格，Ci为低功率节点i下关联的用户终端的集合，rij表示低功率网络节点i下关联的用户终端j的数据速率，rij的表达式为：其中，Bi表示低功率网络节点i的总带宽，γij表示低功率网络节点i下关联的用户终端j接收数据的下行速率，pi为低功率节点i的发射功率，hij为低功率节点i到终端j的信道功率增益，p0为宏蜂窝基站的发射功率，h0j为宏蜂窝基站到终2端j的信道功率增益，σ表示噪声功率，∑t∈N，t≠ipthij表示其他低功率网络节点对终端j的干扰；(3)计算宏蜂窝网络运营商的效用值：其中，Um表示宏蜂窝网络运营商的效用值，Ni表示切换到低功率节点i的宏蜂窝用户终端的集合，ηmln(1+r′ij)表示宏蜂窝网络运营商收取切换到低功率节点的宏蜂窝用户终端传输数据的费用，r′ij表示宏蜂窝用户终端j切换到低功率节点i后能够获得的实际数据速率，(4)构建博弈模型，包括宏蜂窝网络运营商侧问题模型和低功率网络节点运营商侧问题模型，其中，宏蜂窝网络的运营商侧问题模型为：s.t.0≤P≤Pmax②低功率网络节点的运营商侧问题模型为：2CN109618369A权利要求书2/2页bi≤Bi，i∈{1，2，...，N}⑤其中，表示关联低功率网络节点i的用户终端的最低速率需求；(5)低功率网络节点的运营商根据宏蜂窝网络运营商的经济激励总额P，在满足关联自身终端用户的服务质量需求基础上，通过博弈决策出使得自身效用最大化的是关于P的函数，记为(6)将步骤(5)得到的带入宏蜂窝网络运营商的效用值函数，根据公式①和②求解最优的经济激励总额P*；(7)将步骤(6)得到的P*代入函数中，计算得到最优的2.根据权利要求1所述的一种异构无线网络中基于博弈的数据卸载方法，其特征在于，所述低功率网络节点的运营商通过博弈决策出使得自身效用最大化的的具体步骤为：在给定宏蜂窝网络运营商策略P的情况下，假定其他低功率节点的租赁策略已知，记为b-i＝[b1，b2，...bi-1，bi+1，...bN]，根据P和b-i，将公式③转化为公式⑥：求解公式⑥，得到：将⑦式带入公式①，得到公式⑧：求解公式⑧，得到：其中，xk为的解。3CN109618369A说明书1/7页一种异构无线网络中基于博弈的数据卸载方法技术领域[0001]本发明涉及无线通信技术领域，尤其是一种异构无线网络中基于博弈的数据卸载方法，该方法在异构无线网络环境下，基于主从博弈决策出宏蜂窝网络运营商最优的租赁价格以及其他网络运营商最合适的出售带