基于飞蜂窝基站感知的宏蜂窝网频谱定价及功率分配方法.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(10)申请公布号CNCN103619023103619023A(43)申请公布日2014.03.05(21)申请号201310551667.6H04W52/38(2009.01)(22)申请日2013.11.07(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园北京100084-82信箱申请人日电（中国）有限公司(72)发明人高飞飞李朝峰雷鸣(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人李迪(51)Int.Cl.H04W16/14(2009.01)权权利要求书3页利要求书3页说明书9页说明书9页附图2页附图2页(54)发明名称基于飞蜂窝基站感知的宏蜂窝网频谱定价及功率分配方法(57)摘要本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种基于飞蜂窝基站感知的宏蜂窝网频谱定价及功率分配方法。该方法应用于部署有飞蜂窝网和宏蜂窝网的双重网络场景中；若没有宏蜂窝网用户占用频谱，则宏蜂窝基站对所述飞蜂窝网造成的干扰以第一频谱价格收费；否则，对所述飞蜂窝网造成的干扰以第二频谱价格收费；所述飞蜂窝网络根据频谱价格选择不同的功率分配；所述第一频谱价格、第二频谱价格以及宏蜂窝网用户和飞蜂窝网的功率分配可以使得所述宏蜂窝基站与飞蜂窝网络之间构成的斯坦纳伯格博弈达到纳什平衡。本发明可以较好的抑制飞蜂窝网对宏蜂窝网的干扰、保证宏蜂窝网用户的性能、提高频谱利用率，同时，增进整个通信网络的能量效率，降低传输能耗。CN103619023ACN103692ACN103619023A权利要求书1/3页1.基于飞蜂窝基站感知的宏蜂窝网频谱定价及功率分配方法，应用于部署有飞蜂窝网和宏蜂窝网的双重网络场景中；其特征在于：若没有宏蜂窝网用户占用频谱，则宏蜂窝基站对所述飞蜂窝网造成的干扰以第一频谱价格收费；否则，对所述飞蜂窝网造成的干扰以第二频谱价格收费；所述飞蜂窝网络根据频谱价格选择不同的功率分配；所述第一频谱价格、第二频谱价格以及宏蜂窝网用户和飞蜂窝网的功率分配可以使得所述宏蜂窝基站与飞蜂窝网络之间构成的斯坦纳伯格博弈达到纳什平衡。2.根据权利要求1所述的频谱定价及功率分配方法，其特征在于，所述方法包括步骤：步骤1：设定宏蜂窝网用户的最大发送功率，宏蜂窝网用户工作时所能接受的最低信噪比以及宏蜂窝基站所能承受的干扰温度门限；步骤2：若没有宏蜂窝网用户占用频谱，则跳转至步骤3；否则，跳转至步骤4；步骤3：在预设搜索范围内对第一频谱价格C0进行一维格点搜索：对于C0的任一取值，初始化飞蜂窝网用户的功率分配；根据所述步骤1中设定的系统参数，以飞蜂窝网效用最大化为目标，依次更新各飞蜂窝网用户的功率分配；将当前飞蜂窝网用户的功率分配与上一次迭代过程得到的功率分配相比，若收敛至纳什平衡，则停止迭代；否则进入下一次迭代；步骤4：在预设搜索范围内对第二频谱价格C1进行一维格点搜索：对于C1的任一取值，初始化宏蜂窝网用户和飞蜂窝网用户的功率分配；根据所述步骤1中设定的系统参数，以宏蜂窝基站和飞蜂窝网效用最大化为目标，依次更新宏蜂窝网用户和各飞蜂窝网用户的功率分配；将当前宏蜂窝网用户和飞蜂窝网用户的功率分配与上一次迭代过程得到的功率分配相比，判断是否收敛至纳什平衡：是则停止迭代；否则进入下一次迭代；步骤5：根据所述步骤3中得到的最大效用确定最优第一频谱价格；根据所述步骤4中得到的最大效用确定最优第二频谱价格。3.根据权利要求2所述的频谱定价及功率分配方法，其特征在于，所述步骤3以及步骤4中还包括，若迭代次数达到预设最大迭代次数，则以当前迭代得到的功率分配为最终功率分配。4.根据权利要求2或3所述的频谱定价及功率分配方法，其特征在于，所述步骤1中，设定的干扰温度门限满足：其中，ωp表示宏蜂窝网用户传输1比特所得收益，g0,0表示宏蜂窝网用户到宏蜂窝基站的信道增益平方，μp表示宏蜂窝网用户单位功率消耗的成本，表示宏蜂窝网用户最大发送功率，N0表示背景噪声功率，γtar表示宏蜂窝网用户传输时所能接受的最低信噪比。5.根据权利要求4所述的频谱定价及功率分配方法，其特征在于，所述预设搜索范围2CN103619023A权利要求书2/3页为[0，Cmax]；其中，ωn表示第n个飞蜂窝网用户传输1比特所得收益，表示第n个飞蜂窝网用户单位功率消耗的成本，gn,n表示第n个飞蜂窝网用户到相应的飞蜂窝基站的信道增益平方，gn,0表示第n个飞蜂窝网用户到宏蜂窝基站的信道增益平方。6.根据权利要求5所述的频谱定价及功率分配方法，其特征在于，所述步骤3中，依次更新各飞蜂窝网用户的功率分配包括计算：其中，表示第n个飞蜂窝网用户的功率分配；In表示第n个飞蜂窝网用户之外的飞蜂窝网用户的对第n个飞蜂窝网的干扰与背景噪声之和。7.根据权利要