專利名稱：：用于分布式頻譜共享的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及頻譜資源共享技術(shù)，具體涉及一種用于分布式頻譜共享的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有技術(shù)中，為了解決射頻頻譜短缺的問題，通常采用頻譜共享技術(shù)。利用頻譜共享技術(shù)，可以在多個(gè)系統(tǒng)之間通過時(shí)域分離、頻域分離或空間域分離來共享公共的無線電資源。為了在多個(gè)系統(tǒng)中共享頻譜資源，存在集中式和分布式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。相應(yīng)地，根據(jù)所使用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞牟煌?，可以將頻譜共享技術(shù)分為兩類集中式頻譜共享和分布式頻譜共享。在集中式頻譜共享的情況下，需要中央實(shí)體來對頻譜共享、干擾控制和頻譜分配的優(yōu)化進(jìn)行協(xié)調(diào)。盡管在這種情況下可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)級優(yōu)化，但是這種集中式的方案的不足之處在于，除了需要附加地部署該中央實(shí)體之外，對該中央實(shí)體的需要也限制了網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和靈活性。此外，網(wǎng)絡(luò)性能也在很大程度上取決于該中央實(shí)體的有效性。相反地，分布式頻譜共享架構(gòu)本質(zhì)上具有更好的可擴(kuò)展性和靈活性，并能夠容易地部署阿絡(luò)。在這種方案中，在分布式的多個(gè)系統(tǒng)中執(zhí)行頻譜共享，而不需要中央實(shí)體。在分布式頻譜共享架構(gòu)中，分布式的多個(gè)系統(tǒng)基于交換的信息如頻譜占用狀態(tài)、頻譜質(zhì)量或業(yè)務(wù)負(fù)載等來制定其頻譜共享(或頻譜爭用)策略。并且在這種方案中，分布式的多個(gè)系統(tǒng)通常是依次地相繼進(jìn)行策略制定過程，以競爭其頻譜共享。例如，IEEE802.16h中的一個(gè)典型的分布式頻譜競爭過程如下后續(xù)的系統(tǒng)按照諸如避免干擾的某種原則，根據(jù)先前系統(tǒng)的頻譜占用狀態(tài)來選擇頻段。頻譜選擇的順序通常遵循系統(tǒng)接入的順序。上述現(xiàn)有的分布式頻譜共享架構(gòu)的串行的策略制定方式本質(zhì)上是費(fèi)時(shí)和不公平的。而且由于未考慮每個(gè)分布式系統(tǒng)中的頻譜共享狀況，因此這種策略制定方案難以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)級性能。此外，上述現(xiàn)有的分布式頻譜共享架構(gòu)的另一缺點(diǎn)是需要頻譜共享判決反饋。具體而言，在這種架構(gòu)中，一個(gè)系統(tǒng)需要在制定其本身的判決之前獲知其它系統(tǒng)的頻譜共享策略。此外，一旦制定了策略，則該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)向其它系統(tǒng)通知所制定的策略，以用作其它系統(tǒng)的策略制定的先驗(yàn)信息。因此，這種信息反饋和交換的過程消耗了相當(dāng)多的頻譜資源，導(dǎo)致了顯著的信號開銷和頻譜浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種用于分布式頻譜共享的方法及系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)分布式的系統(tǒng)各自獨(dú)立地并行判決頻譜共享方案，從而能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中由于各個(gè)系統(tǒng)串行地制定頻譜共享方案而導(dǎo)致的低時(shí)效和不公平，同時(shí)能夠降低信號開銷和頻譜浪費(fèi)，此外還能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)級性能。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于分布式部署的多個(gè)系統(tǒng)中的頻譜共享的方法，包括由所述多個(gè)系統(tǒng)中的任意的一個(gè)系統(tǒng)向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)發(fā)送指示信息，所述指示信息指示了用于對應(yīng)的系統(tǒng)廣播支付信息的相應(yīng)時(shí)隙以及用于所述多個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)；以及在所述多個(gè)系統(tǒng)中的每個(gè)系統(tǒng)處使用所接收的指示信息所指示的相應(yīng)時(shí)隙來向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)廣播自身的支付信息，所述支付信息指示了所述系統(tǒng)自身在獨(dú)占使用每個(gè)頻段時(shí)的收益；根據(jù)自身的支付信息以及所接收的支付信息來確定相應(yīng)的頻譜共享方案；以及根據(jù)自身的支付信息、所接收的支付信息、以及所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)來從所確定的所述相應(yīng)頻譜共享方案中選擇和使用達(dá)到最大網(wǎng)絡(luò)效用的頻譜共享方案。優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述由所述多個(gè)系統(tǒng)中的任意的一個(gè)系統(tǒng)向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)發(fā)送指示信息的步驟可包括在所述多個(gè)系統(tǒng)中的任意的一個(gè)系統(tǒng)處為自身以及所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)分配與所述相應(yīng)時(shí)隙相對應(yīng)的接入號碼，并且從與預(yù)定的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)相對應(yīng)的多個(gè)類型碼中，選擇與用于所述多個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)相對應(yīng)的類型碼；以及向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)發(fā)送包括對應(yīng)的接入號碼以及所選擇的類型碼的所述指示信息。優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述使用所接收的指示信息所指示的相應(yīng)時(shí)隙來向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)廣播自身的支付信息的步驟可包括根據(jù)所接收到的指示信息中包括的接入號碼以及預(yù)定的映射關(guān)系，來獲知相應(yīng)時(shí)隙，并使用所述相應(yīng)時(shí)隙來向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)廣播自身的支付信息。優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，在所述根據(jù)所接收的所述支付信息以及所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)來選擇和使用達(dá)到最大網(wǎng)絡(luò)效用的頻譜共享方案的步驟之前還可包括根據(jù)所接收到的指示信息中包括的類型碼以及預(yù)定的對應(yīng)關(guān)系，來獲知對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)。優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，在所述使用所接收的指示信息所指示的相應(yīng)時(shí)隙來向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)廣播自身的支付信息的步驟之前還可包括根據(jù)預(yù)定的支付函數(shù)來計(jì)算所述自身的支付信息。優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述所述根據(jù)自身的支付信息以及所接收的支付信息來確定相應(yīng)的頻譜共享方案的步驟可包括根據(jù)自身的支付信息以及所接收的支付信息來建立相應(yīng)的支付矩陣；以及根據(jù)建立的支付矩陣來確定所有的納什均衡的頻譜共享方案。優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述根據(jù)自身的支付信息、所接收的支付信息、以及所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)來從所確定的所述相應(yīng)頻譜共享方案中選擇和使用達(dá)到最大網(wǎng)絡(luò)效用的頻譜共享方案的步驟可包括當(dāng)所確定的頻譜共享方案的數(shù)量為一時(shí)，直接使用所確定的頻譜共享方案；否則，當(dāng)所確定的頻譜共享方案的數(shù)量大于一時(shí)，根據(jù)自身的支付信息、所接收的支付信息、以及所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，從所確定的頻譜共享方案中選擇和使用滿足所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)要求的頻譜共享方案。優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述從所確定的頻譜共享方案中選擇和使用滿足所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)要求的頻譜共享方案的步驟可包括從所確定的頻譜共享方案中選擇和使用達(dá)到最高頻譜效率的頻譜共享方案；或者從所確定的頻譜共享方案中選擇和使用達(dá)到最小發(fā)射功率的頻譜共享方案。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于與其它多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分布式頻譜共享的系統(tǒng)，包括發(fā)射機(jī)，用于發(fā)射無線信號；接收機(jī)，用于接收無線信號；第一發(fā)送控制器，用于在所述接收機(jī)接收到來自所述其它多個(gè)系統(tǒng)中的任意一個(gè)系統(tǒng)的指示信息后，控制所述發(fā)射機(jī)使用所述指示信息所指示的相應(yīng)時(shí)隙來向所述其它多個(gè)系統(tǒng)廣播自身的支付信息，所述支付信息指示了所述系統(tǒng)自身在獨(dú)占使用每個(gè)頻段時(shí)的收益；以及頻譜共享控制器，用于在所述接收機(jī)接收到來自所述其它多個(gè)系統(tǒng)的支付信息后，根據(jù)自身的支付信息以及接收到的支付信息來確定相應(yīng)的頻譜共享方案，并根據(jù)自身的支付信息、接收到的支付信息、以及所述指示信息所指示的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)來選擇達(dá)到最大網(wǎng)絡(luò)效用的頻譜共享方案，并控制所述發(fā)射機(jī)和所述接收機(jī)根據(jù)所選擇的頻譜共享方案來使用相應(yīng)的頻段。優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述系統(tǒng)可以是通信節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，當(dāng)所述系統(tǒng)是用于向所述其它多個(gè)系統(tǒng)發(fā)送所述指示信息的系統(tǒng)時(shí)，所述系統(tǒng)還可包括分配模塊，用于根據(jù)預(yù)定策略為自身以及所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)分配與所述相應(yīng)時(shí)隙相對應(yīng)的接入號碼；類型碼確定模塊，用于從與預(yù)定的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)相對應(yīng)的多個(gè)類型碼中，選擇與用于所述多個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)相對應(yīng)的類型碼；以及第二發(fā)送控制器，用于分別向所述其它多個(gè)系統(tǒng)發(fā)送包括對應(yīng)的接入號碼以及所選擇的類型碼的所述指示信冗、o優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述第一發(fā)送控制器可包括時(shí)隙確定模塊，用于根據(jù)所接收到的指示信息中包括的接入號碼以及預(yù)定的映射關(guān)系，來獲知相應(yīng)時(shí)隙；計(jì)算模塊，用于根據(jù)預(yù)定的支付函數(shù)來計(jì)算所述支付信息；以及第一控制模塊，用于控制所述發(fā)射機(jī)使用所述時(shí)隙確定模塊所確定的時(shí)隙，向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)廣播所述計(jì)算模塊計(jì)算獲得的支付信息。優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述頻譜共享控制器可包括矩陣建立模塊，用于在所述接收機(jī)接收到來自所述其它多個(gè)系統(tǒng)的支付信息后，根據(jù)接收到的所述支付信息來建立相應(yīng)的支付矩陣；納什均衡方案確定模塊，用于根據(jù)所述矩陣建立模塊所建立的支付矩陣，來確定所有的納什均衡的頻譜共享方案；判決模塊，用于當(dāng)納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案的數(shù)量為一時(shí)，直接選擇所確定的頻譜共享方案；否則，當(dāng)納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案的數(shù)量大于一時(shí)，根據(jù)所接收的指示信息所指示的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，從所述納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案中選擇滿足所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)要求的頻譜共享方案；以及第二控制模塊，用于控制所述發(fā)射機(jī)和所述接收機(jī)根據(jù)判決模塊所選擇的頻譜共享方案來使用相應(yīng)的頻段。優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述判決模塊可包括第一判定模塊，用于當(dāng)納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案的數(shù)量大于一時(shí)，根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，從所述納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案中選擇和使用達(dá)到最高頻譜效率的頻譜共享方案；或者第二判定模塊，用于當(dāng)納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案的數(shù)量大于一時(shí)，根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，從所述納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案中選擇達(dá)到最小發(fā)射功率的頻譜共享方案。上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有如下有益效果通過首先依次由多個(gè)系統(tǒng)中的每個(gè)系統(tǒng)向其它系統(tǒng)廣播其自身的支付信息，然后由所述多個(gè)系統(tǒng)中的每個(gè)系統(tǒng)根據(jù)所述多個(gè)系統(tǒng)的支付信息來獨(dú)立地獲得相應(yīng)的納什均衡的頻譜共享方案，并根據(jù)預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)從所獲得的方案中選擇和使用最佳的方案，從而能夠使得所述多個(gè)系統(tǒng)各自獨(dú)立地并行判決頻譜共享方案，克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于各個(gè)系統(tǒng)串行地制定頻譜共享方案而導(dǎo)致的低時(shí)效和不公平，同時(shí)也避免了現(xiàn)有技術(shù)中在確定頻譜共享方案的過程中的頻繁的信息交換和判決反饋，從而降低了信號開銷和頻譜浪費(fèi)。此外，通過應(yīng)用納什均衡來判決頻譜共享方案，從而能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)級性能。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的用于分布式部署的多個(gè)系統(tǒng)中的頻譜共享的方法的實(shí)施例一的流程圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的用于分布式部署的多個(gè)系統(tǒng)中的頻譜共享的方法的實(shí)施例二的示意圖；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一方面的用于與其它多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分布式頻譜共享的系統(tǒng)的實(shí)施例一的示意性框圖。具體實(shí)施例方式下面參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的用于分布式部署的多個(gè)系統(tǒng)中的頻譜共享的方法的實(shí)施例一的流程圖。如圖1所示，本實(shí)施例的用于分布式部署的多個(gè)系統(tǒng)中的頻譜共享的方法包括在步驟Sl中，分布式部署的多個(gè)系統(tǒng)中除了第一系統(tǒng)之外的其它系統(tǒng)分別從該第一系統(tǒng)接收指示信息，該指示信息包括由該第一系統(tǒng)為自身以及所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)分配的接入號碼、以及由該第一系統(tǒng)從與預(yù)定的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)相對應(yīng)的多個(gè)類型碼中所選擇的與用于所述多個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)相對應(yīng)的類型碼，其中該第一系統(tǒng)可以是所述多個(gè)系統(tǒng)中的任意一個(gè)系統(tǒng)；在步驟S2中，所述分布式部署的多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行組同步；在步驟S3中，所述分布式部署的多個(gè)系統(tǒng)中的每個(gè)系統(tǒng)根據(jù)所接收到的指示信息中包括的接入號碼以及預(yù)定的映射關(guān)系，來獲知相應(yīng)時(shí)隙，并使用所述相應(yīng)時(shí)隙來向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)廣播自身的支付信息，所述支付信息指示了所述系統(tǒng)自身在獨(dú)占使用每個(gè)頻段時(shí)的收益；以及在步驟S4中，所述分布式部署的多個(gè)系統(tǒng)中的每個(gè)系統(tǒng)根據(jù)接收到的所述支付信息來建立相應(yīng)的支付矩陣，并根據(jù)建立的支付矩陣來確定所有的納什均衡的頻譜共享方案；在步驟S5中，所述分布式部署的多個(gè)系統(tǒng)中的每個(gè)系統(tǒng)判斷所確定的納什均衡的頻譜共享方案的數(shù)量是否為一，如果該數(shù)量為一則執(zhí)行步驟S7，如果該數(shù)量大于一則執(zhí)行步驟S6;在步驟S6中，根據(jù)所接收到的指示信息中包括的類型碼以及預(yù)定的對應(yīng)關(guān)系，來獲知對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，并根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，從所確定的頻譜共享方案中選擇和使用滿足所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)要求的頻譜共享方案；以及在步驟S7中，根據(jù)所確定的頻譜共享方案來使用對應(yīng)的頻段。本實(shí)施例一中，通過首先依次由多個(gè)系統(tǒng)中的每個(gè)系統(tǒng)向其它系統(tǒng)廣播其自身的支付信息，然后由所述多個(gè)系統(tǒng)中的每個(gè)系統(tǒng)根據(jù)所述多個(gè)系統(tǒng)的支付信息來獨(dú)立地獲得相應(yīng)的納什均衡的頻譜共享方案，并根據(jù)預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)從所獲得的方案中選擇和使用最佳的方案，從而能夠使得所述多個(gè)系統(tǒng)各自獨(dú)立地并行判決頻譜共享方案，克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于各個(gè)系統(tǒng)串行地制定頻譜共享方案而導(dǎo)致的低時(shí)效和不公平；同時(shí)也避免了現(xiàn)有技術(shù)中在確定頻譜共享方案的過程中的頻繁的信息交換和判決反饋，從而降低了信號開銷和頻譜浪費(fèi)。此外，通過應(yīng)用納什均衡來判決頻譜共享方案，從而能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)級性能。優(yōu)選地，本實(shí)施例一中，在步驟S3中使用所述相應(yīng)時(shí)隙來向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)廣播自身的支付信息的操作之前還可包括根據(jù)預(yù)定的支付函數(shù)來計(jì)算所述支付信息。優(yōu)選地，本實(shí)施例一中，所述步驟S6可包括根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，從所確定的頻譜共享方案中選擇和使用達(dá)到最高頻譜效率的頻譜共享方案；或者根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，從所確定的頻譜共享方案中選擇和使用達(dá)到最小發(fā)射功率的頻譜共享方案。由上述可知，本實(shí)施例一提供了一種自我實(shí)施的頻譜共享的實(shí)現(xiàn)方法，能夠并行和分布式地制定頻譜共享方案，而無需任何判決反饋以及在頻譜共享方案制定過程中的任何信息交換。其中，所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)是預(yù)先確定的函數(shù)，例如可以是用于不同的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目的的支付的總和或?qū)?shù)和。圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的用于分布式部署的多個(gè)系統(tǒng)中的頻譜共享的方法的實(shí)施例二的示意圖。圖2示出了本實(shí)施例二所應(yīng)用于的分布式網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，這里，本發(fā)明所述的系統(tǒng)可以是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也可以是通信節(jié)點(diǎn)。如圖2所示，分布式的多個(gè)系統(tǒng)U1、U2、U3的覆蓋區(qū)域互相重疊，其重疊區(qū)域分別為A、B、C、D。這三個(gè)系統(tǒng)U1、U2、U3共同組成了頻譜共享的組。在該組中，這三個(gè)系統(tǒng)競爭公共的頻譜資源，同時(shí)也需要互相協(xié)作，以達(dá)到所有組成員的利益的折衷，也即競爭和協(xié)作的折衷?；谶@個(gè)目標(biāo)，本實(shí)施例二采用博弈理論來確定最佳的納什均衡的頻譜共享方案，納什均衡是一種理性地考慮分布式部署的多個(gè)系統(tǒng)之間的競爭與協(xié)作的數(shù)學(xué)處理方法，也就是說，每個(gè)系統(tǒng)根據(jù)本系統(tǒng)以及其它系統(tǒng)的支付信息，來尋找最大化該系統(tǒng)本身的利益同時(shí)也考慮了其它系統(tǒng)的利益的方案。具體而言，本實(shí)施例二并不采用中心實(shí)體來進(jìn)行控制，只需要由這三個(gè)系統(tǒng)之一為這三個(gè)系統(tǒng)分別分配對應(yīng)的接入號碼，并向其它兩個(gè)系統(tǒng)發(fā)送對應(yīng)的接入號碼以及預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)。然后這三個(gè)系統(tǒng)獲得組同步。隨后，這三個(gè)系統(tǒng)分別使用與各自的接入號碼相對應(yīng)的時(shí)隙，來向其它兩個(gè)系統(tǒng)廣播自身在獨(dú)占每個(gè)頻段時(shí)的收益，也即支付信息。隨后這三個(gè)系統(tǒng)分別根據(jù)收到的支付信息來建立支付矩陣，根據(jù)該支付矩陣來確定達(dá)到納什均衡的頻譜共享方案，然后根據(jù)所接收到的預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，來從所確定的納什均衡的頻譜共享方案中選擇最佳的方案，并根據(jù)該最佳方案來使用頻譜資源。例如，設(shè)這三個(gè)分布式部署的頻譜資源共享的系統(tǒng)分別為Ua、Ub、Uc，其要共享的頻段為fl、f2、f3。一個(gè)典型的應(yīng)用示例是如圖2中重疊區(qū)域D的頻譜共享場景。該頻譜共享場景可以使用表1-3的支付矩陣來描述。若系統(tǒng)Uc使用頻段fl，則系統(tǒng)Ua和Ub選擇使用不同的頻段時(shí)得到的支付矩陣如表1所示，其中"^)表示系統(tǒng)Ub在使用頻段f2時(shí)的支付信息，["。(","^,"力)]表示當(dāng)系統(tǒng)Ua使用頻段f3、系統(tǒng)Ub使用頻段f2、系統(tǒng)Uc使用頻段fl的頻譜共享方案時(shí)各系統(tǒng)的支付信息，其它依此類推表l<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>若系統(tǒng)Uc選擇使用頻段f2，則系統(tǒng)Ua和Ub選擇使用不同的頻段時(shí)所得到的支付矩陣如表2所示表2<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>若系統(tǒng)Uc選擇使用頻段f3，則Ua和Ub選擇使用不同的頻段時(shí)所得到的支付矩陣如表3所示表3<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>然后，從上述所建立的支付矩陣中獲得納什均衡的頻譜共享方案。隨后，根據(jù)預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，來從所得到的備選的納什均衡的頻譜共享方案中選擇最佳的頻譜共享方案。該過程也同樣是在各個(gè)系統(tǒng)中獨(dú)立地分布式地并行執(zhí)行的。在確定了最佳頻譜共享方案的情況下，各個(gè)系統(tǒng)就可以根據(jù)該最佳頻譜共享方案來使用相應(yīng)的頻段，而避免了對其它系統(tǒng)的干擾，同時(shí)獲得了網(wǎng)絡(luò)級的性能優(yōu)化。例如，假設(shè)已經(jīng)根據(jù)上述支付矩陣表1-3得到了如下的三種納什均衡的頻譜共享方案["。(2),""3),"1)]、["。(3)，"W,"2)]以及["2),^1、^(3)]，并且網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)為各系統(tǒng)的支付的對數(shù)和，艮卩二Xlog仏'。則根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，這三種方案中的最優(yōu)方案應(yīng)當(dāng)max{Zlog仏)""、是滿足￡i''"'ef4,"1，2，"(即各系統(tǒng)的支付的對數(shù)和最大)max{Zlog",}的方案Ek。例如，如果["3)，")，"2)]滿足"''"'^，則是這三種方案中的最優(yōu)方案。因此，Ua、Ub、Uc應(yīng)當(dāng)分別使用頻段f3、fl、f2來工作。為了簡明起見，下面再以兩個(gè)系統(tǒng)共享兩個(gè)頻段的頻譜共享方案確定過程為例，來說明支付矩陣的建立和最佳方案的選取過程如圖2中的重疊區(qū)域A、B、C所示，兩個(gè)分布式部署的、需要共享頻段fl、G的系統(tǒng)U1、U2在接入號碼分配以及接入號碼和網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)發(fā)送完畢之后，建立同步，然后分別使用與各自的接入號碼相對應(yīng)的時(shí)隙，來向另一系統(tǒng)廣播自身在獨(dú)占每個(gè)頻段時(shí)的收益，也即支付信息。隨后這兩個(gè)系統(tǒng)分別根據(jù)收到的支付信息來建立如表4所示的支付矩陣表4U2flf2Ulfl(o，o)[W。(1)，M6(2)Jf2[w。(2)，w"l)j(o,o)該支付矩陣中的支付矢量表示該系統(tǒng)在采用與該矢量所位于的行和列相對應(yīng)的方案的情況下所獲得的收益，例如，支付矢量["。(2)，^)]表示當(dāng)Ul和U2分別選擇頻段f2和fl時(shí)所獲得的收益。在表4中，定義了當(dāng)這兩個(gè)系統(tǒng)選擇同一頻段來工作時(shí)的收益為零，也即示例性地示出了不允許這兩個(gè)系統(tǒng)選擇同一頻段來工作。該支付矩陣中的所有納什均衡的頻譜共享方案都是備選的方案，然后根據(jù)作為網(wǎng)絡(luò)級的優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，來從這些備選方案中選擇最佳方案，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)級性能優(yōu)化。此外，應(yīng)當(dāng)注意，上述實(shí)施例一和實(shí)施例二中，在所述根據(jù)預(yù)定的支付函數(shù)來計(jì)算所述支付信息的步驟中，所述支付函數(shù)可以是同一頻譜共享組中的其它系統(tǒng)的頻段質(zhì)量、系統(tǒng)負(fù)載或頻譜策略的函數(shù)，以支持共用信道的情況。對該支付函數(shù)的定義是根據(jù)應(yīng)用的具體需求而確定的。圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一方面的用于與其它多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分布式頻譜共享的系統(tǒng)的實(shí)施例一的示意性框圖。如圖3所示，本實(shí)施例包括發(fā)射機(jī)l，用于發(fā)射無線信號；接收機(jī)2，用于接收無線信號；第一發(fā)送控制器3，用于在接收機(jī)2接收到來自所述其它多個(gè)系統(tǒng)中的任意一個(gè)系統(tǒng)的指示信息后，控制發(fā)射機(jī)1使用所述指示信息所指示的相應(yīng)時(shí)隙來向所述其它多個(gè)系統(tǒng)廣播自身的支付信息，所述支付信息指示了所述系統(tǒng)自身在獨(dú)占使用每個(gè)頻段時(shí)的收益；以及頻譜共享控制器4，用于在接收機(jī)2接收到來自所述其它多個(gè)系統(tǒng)的支付信息后，根據(jù)接收到的支付信息以及所述指示信息所指示的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)來選擇達(dá)到最大網(wǎng)絡(luò)效用的頻譜共享方案，并控制發(fā)射機(jī)1和接收機(jī)2根據(jù)所選擇的頻譜共享方案來使用相應(yīng)的頻段。優(yōu)選地，本實(shí)施例中，所述系統(tǒng)可以是通信節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。優(yōu)選地，本實(shí)施例中，當(dāng)所述系統(tǒng)是用于向所述其它多個(gè)系統(tǒng)發(fā)送所述指示信息的系統(tǒng)時(shí)，所述系統(tǒng)還可包括分配模塊，用于根據(jù)預(yù)定策略為自身以及所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)分配與所述相應(yīng)時(shí)隙相對應(yīng)的接入號碼；類型碼確定模塊，用于從與預(yù)定的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)相對應(yīng)的多個(gè)類型碼中，選擇與用于所述多個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)相對應(yīng)的類型碼；以及第二發(fā)送控制器，用于分別向所述其它多個(gè)系統(tǒng)發(fā)送包括對應(yīng)的接入號碼以及所選擇的類型碼的所述指示信息。優(yōu)選地，本實(shí)施例中，第一發(fā)送控制器3可包括時(shí)隙確定模塊，用于根據(jù)所接收到的指示信息中包括的接入號碼以及預(yù)定的映射關(guān)系，來獲知相應(yīng)時(shí)隙；計(jì)算模塊，用于根據(jù)預(yù)定的支付函數(shù)來計(jì)算所述支付信息；以及第一控制模塊，用于控制所述發(fā)射機(jī)使用所述時(shí)隙確定模塊所確定的時(shí)隙，向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)廣播所述計(jì)算模塊計(jì)算獲得的支付信息。優(yōu)選地，本實(shí)施例中，頻譜共享控制器4可包括矩陣建立模塊，用于在所述接收機(jī)接收到來自所述其它多個(gè)系統(tǒng)的支付信息后，根據(jù)接收到的所述支付信息來建立相應(yīng)的支付矩陣；納什均衡方案確定模塊，用于根據(jù)所述矩陣建立模塊所建立的支付矩陣，來確定所有的納什均衡的頻譜共享方案；判決模塊，用于當(dāng)納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案的數(shù)量為一時(shí)，直接選擇所確定的頻譜共享方案；否則，當(dāng)納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案的數(shù)量大于一時(shí)，根據(jù)所述預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，從所述納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案中選擇滿足所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)要求的頻譜共享方案；以及第二控制模塊，用于控制所述發(fā)射機(jī)和所述接收機(jī)根據(jù)判決模塊所選擇的頻譜共享方案來使用相應(yīng)的頻段。此外，優(yōu)選地，所述判決模塊可包括第一判定模塊，用于當(dāng)納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案的數(shù)量大于一時(shí)，根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，從所述納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案中選擇達(dá)到最高頻譜效率的頻譜共享方案；或者第二判定模塊，用于當(dāng)納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案的數(shù)量大于一時(shí)，根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，從所述納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案中選擇達(dá)到最小發(fā)射功率的頻譜共享方案。由上述可知，本實(shí)施例所提供的系統(tǒng)是具有自我實(shí)施能力的系統(tǒng)。本實(shí)施例中，通過由所述系統(tǒng)根據(jù)多個(gè)系統(tǒng)的支付信息來獨(dú)立地獲得相應(yīng)的納什均衡的頻譜共享方案，并根據(jù)預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)從所獲得的方案中選擇和使用最佳的方案，從而使得所述多個(gè)系統(tǒng)能夠各自獨(dú)立地并行判決頻譜共享方案，克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于各個(gè)系統(tǒng)串行地制定頻譜共享方案而導(dǎo)致的低時(shí)效和不公平，同時(shí)也避免了現(xiàn)有技術(shù)中在確定頻譜共享方案的過程中的頻繁的信息交換和判決反饋，從而降低了信號開銷和頻譜浪費(fèi)。此外，通過應(yīng)用納什均衡來判決頻譜共享方案，從而能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)級性能。本發(fā)明可以應(yīng)用于具有重疊的覆蓋區(qū)域的多個(gè)系統(tǒng)之間的各種分布式頻譜共享場景，例如可應(yīng)用于IEEEWiMAX802.16h以及IEEE802.22WRAN的頻譜共享場景中，也可以應(yīng)用于感知無線電系統(tǒng)中。上述實(shí)施例以示例的方式提供了根據(jù)本發(fā)明的用于分布式部署的多個(gè)系統(tǒng)中的頻譜共享的方法以及用于與其它多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分布式頻譜共享的系統(tǒng)的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以根據(jù)具體應(yīng)用場景的需求，對上述實(shí)施例進(jìn)行修改和變化，其均應(yīng)在本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。盡管已經(jīng)示出和說明了本發(fā)明的一些示例性實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對這些實(shí)施例進(jìn)行改變而不脫離本發(fā)明的原理和精神，也不脫離由所附的權(quán)利要求及其同等替換所限定的范圍。權(quán)利要求1、一種用于分布式部署的多個(gè)系統(tǒng)中的頻譜共享的方法，包括由所述多個(gè)系統(tǒng)中的任意的一個(gè)系統(tǒng)向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)發(fā)送指示信息，所述指示信息指示了用于對應(yīng)的系統(tǒng)廣播支付信息的相應(yīng)的時(shí)隙以及用于所述多個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)；以及在所述多個(gè)系統(tǒng)中的每個(gè)系統(tǒng)處使用所接收的指示信息所指示的相應(yīng)時(shí)隙來向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)廣播自身的支付信息，所述支付信息指示了所述系統(tǒng)自身在獨(dú)占使用每個(gè)頻段時(shí)的收益；根據(jù)自身的支付信息以及所接收的支付信息來確定相應(yīng)的頻譜共享方案；以及根據(jù)自身的支付信息、所接收的支付信息、以及所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)來從所確定的所述相應(yīng)頻譜共享方案中選擇和使用達(dá)到最大網(wǎng)絡(luò)效用的頻譜共享方案。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述由所述多個(gè)系統(tǒng)中的任意的一個(gè)系統(tǒng)向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)發(fā)送指示信息的步驟包括-在所述多個(gè)系統(tǒng)中的任意的一個(gè)系統(tǒng)處為自身以及所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)分配與所述相應(yīng)時(shí)隙相對應(yīng)的接入號碼，并且從與預(yù)定的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)相對應(yīng)的多個(gè)類型碼中，選擇與用于所述多個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)相對應(yīng)的類型碼；以及向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)發(fā)送包括對應(yīng)的接入號碼以及所選擇的類型碼的所述指示信息。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述使用所接收的指示信息所指示的相應(yīng)時(shí)隙來向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)廣播自身的支付信息的步驟包括根據(jù)所接收到的指示信息中包括的接入號碼以及預(yù)定的映射關(guān)系，來獲知相應(yīng)時(shí)隙，并使用所述相應(yīng)時(shí)隙來向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)廣播自身的支付信息。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述根據(jù)所接收的所述支付信息以及所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)來選擇和使用達(dá)到最大網(wǎng)絡(luò)效用的頻譜共享方案的步驟之前還包括根據(jù)所接收到的指示信息中包括的類型碼以及預(yù)定的對應(yīng)關(guān)系，來獲知對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，在所述使用所接收的指示信息所指示的相應(yīng)時(shí)隙來向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)廣播自身的支付信息的步驟之前還包括根據(jù)預(yù)定的支付函數(shù)來計(jì)算所述自身的支付信息。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述根據(jù)自身的支付信息以及所接收的支付信息來確定相應(yīng)的頻譜共享方案的步驟包括根據(jù)自身的支付信息以及所接收的支付信息來建立相應(yīng)的支付矩陣；以及根據(jù)建立的支付矩陣來確定所有的納什均衡的頻譜共享方案。7、根據(jù)權(quán)利要求l-6任一所述的方法，其中，所述根據(jù)自身的支付信息、所接收的支付信息、以及所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)來從所確定的所述相應(yīng)頻譜共享方案中選擇和使用達(dá)到最大網(wǎng)絡(luò)效用的頻譜共享方案的步驟包括當(dāng)所確定的頻譜共享方案的數(shù)量為一時(shí)，直接使用所確定的頻譜共享方案；否則，當(dāng)所確定的頻譜共享方案的數(shù)量大于一時(shí)，根據(jù)自身的支付信息、所接收的支付信息、以及所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，從所確定的頻譜共享方案中選擇和使用滿足所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)要求的頻譜共享方案。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述從所確定的頻譜共享方案中選擇和使用滿足所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)要求的頻譜共享方案的步驟包括從所確定的頻譜共享方案中選擇和使用達(dá)到最高頻譜效率的頻譜共享方案；或者從所確定的頻譜共享方案中選擇和使用達(dá)到最小發(fā)射功率的頻譜共享方案。9、一種用于與其它多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分布式頻譜共享的系統(tǒng)，包括:發(fā)射機(jī)，用于發(fā)射無線信號；接收機(jī)，用于接收無線信號；第一發(fā)送控制器，用于在所述接收機(jī)接收到來自所述其它多個(gè)系統(tǒng)中的任意一個(gè)系統(tǒng)的指示信息后，控制所述發(fā)射機(jī)使用所述指示信息所指示的相應(yīng)時(shí)隙來向所述其它多個(gè)系統(tǒng)廣播自身的支付信息，所述支付信息指示了所述系統(tǒng)自身在獨(dú)占使用每個(gè)頻段時(shí)的收益；以及頻譜共享控制器，用于在所述接收機(jī)接收到來自所述其它多個(gè)系統(tǒng)的支付信息后，根據(jù)自身的支付信息以及接收到的支付信息來確定相應(yīng)的頻譜共享方案，并根據(jù)自身的支付信息、接收到的支付信息、以及所述指示信息所指示的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)來選擇達(dá)到最大網(wǎng)絡(luò)效用的頻譜共享方案，并控制所述發(fā)射機(jī)和所述接收機(jī)根據(jù)所選擇的頻譜共享方案來使用相應(yīng)的頻段。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)是通信節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。11、根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述系統(tǒng)是用于向所述其它多個(gè)系統(tǒng)發(fā)送所述指示信息的系統(tǒng)時(shí)，所述系統(tǒng)還包括分配模塊，用于根據(jù)預(yù)定策略為自身以及所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)分配與所述相應(yīng)時(shí)隙相對應(yīng)的接入號碼；類型碼確定模塊，用于從與預(yù)定的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)相對應(yīng)的多個(gè)類型碼中，選擇與用于所述多個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)相對應(yīng)的類型碼；以及第二發(fā)送控制器，用于分別向所述其它多個(gè)系統(tǒng)發(fā)送包括對應(yīng)的接入號碼以及所選擇的類型碼的所述指示信息。12、根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，所述第一發(fā)送控制器包括時(shí)隙確定模塊，用于根據(jù)所接收到的指示信息中包括的接入號碼以及預(yù)定的映射關(guān)系，來獲知相應(yīng)時(shí)隙；計(jì)算模塊，用于根據(jù)預(yù)定的支付函數(shù)來計(jì)算所述支付信息；以及第一控制模塊，用于控制所述發(fā)射機(jī)使用所述時(shí)隙確定模塊所確定的時(shí)隙，向所述多個(gè)系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)廣播所述計(jì)算模塊計(jì)算獲得的支付信息。13、根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述頻譜共享控制器包括矩陣建立模塊，用于在所述接收機(jī)接收到來自所述其它多個(gè)系統(tǒng)的支付信息后，根據(jù)接收到的所述支付信息來建立相應(yīng)的支付矩陣；納什均衡方案確定模塊，用于根據(jù)所述矩陣建立模塊所建立的支付矩陣，來確定所有的納什均衡的頻譜共享方案；判決模塊，用于當(dāng)納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案的數(shù)量為一時(shí)，直接選擇所確定的頻譜共享方案；否則，當(dāng)納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案的數(shù)量大于一時(shí)，根據(jù)所接收的指示信息所指示的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，從所述納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案中選擇滿足所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)要求的頻譜共享方案；以及第二控制模塊，用于控制所述發(fā)射機(jī)和所述接收機(jī)根據(jù)判決模塊所選擇的頻譜共享方案來使用相應(yīng)的頻段。14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述判決模塊包括第一判定模塊，用于當(dāng)納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案的數(shù)量大于一時(shí)，根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，從所述納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案中選擇達(dá)到最高頻譜效率的頻譜共享方案；或者第二判定模塊，用于當(dāng)納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案的數(shù)量大于一時(shí)，根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)，從所述納什均衡方案確定模塊所確定的頻譜共享方案中選擇達(dá)到最小發(fā)射功率的頻譜共享方案。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于分布式部署的多個(gè)系統(tǒng)中的頻譜共享的方法，包括由多個(gè)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)向其它系統(tǒng)發(fā)送指示信息，該指示信息指示了用于對應(yīng)系統(tǒng)廣播支付信息的相應(yīng)時(shí)隙以及用于所述多個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)；在多個(gè)系統(tǒng)中的每個(gè)系統(tǒng)處使用所接收的指示信息所指示的相應(yīng)時(shí)隙來向其它系統(tǒng)廣播自身的支付信息；根據(jù)自身的支付信息以及所接收的支付信息來確定相應(yīng)的頻譜共享方案；以及從所確定的頻譜共享方案中選擇和使用達(dá)到最大網(wǎng)絡(luò)效用的頻譜共享方案。本發(fā)明還公開了一種用于與其它多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分布式頻譜共享的系統(tǒng)。本發(fā)明能避免由于各系統(tǒng)串行制定頻譜共享方案導(dǎo)致的低時(shí)效和不公平，降低信號開銷和頻譜浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)級性能。文檔編號H04W16/14GK101534510SQ20081003466公開日2009年9月16日申請日期2008年3月11日優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日發(fā)明者徐斌陽,峰楊,邱吉剛申請人:上海貝爾阿爾卡特股份有限公司