一種基于協(xié)作節(jié)點(diǎn)預(yù)選的價(jià)格博弈協(xié)作通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種基于協(xié)作節(jié)點(diǎn)預(yù)選的價(jià)格博弈協(xié)作通信方法，屬于移動(dòng)中繼網(wǎng)絡(luò) 無(wú)線資源分配的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，用戶數(shù)量不斷增加，無(wú)線通信已成為人們?cè)谏?中不可或缺的一部分。同時(shí)，由于無(wú)線通信中不同網(wǎng)絡(luò)、不同業(yè)務(wù)和不同接入方式的不斷增 長(zhǎng)，頻譜資源使用日趨頻繁，供給與需求的矛盾日益突出。因此，如何進(jìn)一步提高頻譜資源 利用率，已成為了下一代移動(dòng)通信研究的關(guān)鍵問(wèn)題。
[0003] FCC(Federal Communication Commission)研究發(fā)現(xiàn)，按照傳統(tǒng)的固定頻譜資源 分配方法，有大量的授權(quán)頻譜在大部分時(shí)間都處于閑置狀態(tài)，導(dǎo)致授權(quán)用戶頻譜資源利用 率低下，產(chǎn)生了大量的頻譜空穴，造成了極大的頻譜資源浪費(fèi)。研究人員針對(duì)該一事實(shí)，提 出了認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)。
[0004] 與普通的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)一樣，無(wú)線認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)也可W分為兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；第一種是點(diǎn)到 多點(diǎn)的分簇型網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)中沒有基礎(chǔ)構(gòu)架的支持。W該樣的方式組成的網(wǎng)絡(luò)沒有任何的 控制中屯、，網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)地位平等。第二種是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（即；P2巧的隨機(jī)接入網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)， 該種網(wǎng)絡(luò)基于基礎(chǔ)框架，其無(wú)線認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)由認(rèn)知無(wú)線電接入點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)組成，可W將帶 寬分布到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。本發(fā)明就是基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的隨機(jī)接入網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。
[0005] 目前，當(dāng)很多移動(dòng)用戶（即；MN)同時(shí)要連接同一個(gè)基站時(shí)，基站會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的接 入擁塞，增加接入時(shí)延，影響通信質(zhì)量，大大降低了用戶的滿意度。
[0006] 普遍解決方案：為了解決W上問(wèn)題，目前主要采用負(fù)載均衡方案，主要是通過(guò)一定 的算法，修改小區(qū)的移動(dòng)參數(shù)，如切換參數(shù)，重選參數(shù)等，從而將部分超負(fù)載小區(qū)的邊緣業(yè) 務(wù)轉(zhuǎn)移到周圍負(fù)載較輕的小區(qū)，達(dá)到負(fù)載均衡的，提高系統(tǒng)性能的目的。
[0007] 上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題是：上述方案橫向利用了臨近小區(qū)的資源，可W有效提 高通信質(zhì)量，但是，當(dāng)臨近小區(qū)也有較高負(fù)載，無(wú)法有效利用臨近資源時(shí)，就不能起到良好 的均衡作用。甚至由于均衡方案的頻繁調(diào)整，增加了系統(tǒng)開銷，導(dǎo)致原本就資源緊張的網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)更進(jìn)一步惡化。本發(fā)明從縱向的角度出發(fā)，利用地域上的同片小區(qū)中的不同資源池，進(jìn) 行協(xié)作傳輸。并且結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，利用機(jī)會(huì)中繼的思想，先進(jìn)行協(xié)作節(jié)點(diǎn)的初選，減小系統(tǒng) 后期博弈開銷，再通過(guò)價(jià)格的博弈進(jìn)行協(xié)作節(jié)點(diǎn)的選擇。而本發(fā)明能夠很好地解決上面的 問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明目的在于提供了一種基于協(xié)作節(jié)點(diǎn)預(yù)選的價(jià)格博弈協(xié)作通信方法，該方法 結(jié)合了移動(dòng)中繼的特點(diǎn)，采用一種基于瞬時(shí)信道質(zhì)量的機(jī)會(huì)中繼方法，先進(jìn)行協(xié)作節(jié)點(diǎn)初 選，減小系統(tǒng)后期博弈開銷。然后通過(guò)信道質(zhì)量和價(jià)格等因素的博弈，最終選定協(xié)作通信用 戶，并進(jìn)行頻譜分配。該方法將信道質(zhì)量估計(jì)與價(jià)格博弈分離，綜合分析了協(xié)作通信中兩條 鏈路的增益情況，并有效地協(xié)作了通信工作。
[0009] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是；本發(fā)明在同一個(gè)地域小區(qū)內(nèi)，縱向 利用不同頻譜資源池內(nèi)的資源，在提高頻譜利用率的同時(shí)，提高移動(dòng)用戶通信質(zhì)量。結(jié)合移 動(dòng)中繼的特性，利用機(jī)會(huì)中繼的方法，進(jìn)行協(xié)作節(jié)點(diǎn)的初選。通過(guò)瞬時(shí)信道質(zhì)量設(shè)置口限， 確定候選協(xié)作節(jié)點(diǎn)。然后根據(jù)協(xié)作節(jié)點(diǎn)的信道質(zhì)量和協(xié)作報(bào)價(jià)，運(yùn)用博弈論的思想，通過(guò)源 節(jié)點(diǎn)和協(xié)作節(jié)點(diǎn)的效益函數(shù)，確定最終的協(xié)作和頻譜分配方法。
[0010] 方法流程：
[0011] 步驟1;對(duì)通信模型進(jìn)行定義；
[0012] (1)對(duì)于同一片區(qū)域內(nèi)，有兩個(gè)資源池A，B。資源池A中的頻譜資源使用緊張，資 源池B中的資源有閑置。
[0013] (2)資源池A中有一個(gè)移動(dòng)用戶需要其他用戶協(xié)作通信，W提高通信質(zhì)量，稱該用 戶為源節(jié)點(diǎn)。資源池B中，有多個(gè)移動(dòng)用戶可W行進(jìn)協(xié)作通信，稱該些用戶為協(xié)作節(jié)點(diǎn)。資 源池B中的基站稱為目的節(jié)點(diǎn)。
[0014] (3)具體模型見圖1。
[001引步驟2 ;中繼節(jié)點(diǎn)預(yù)選方法；
[0016] (1)資源池B中的協(xié)作節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽A資源池中源節(jié)點(diǎn)的協(xié)作信號(hào)。當(dāng)接收到此類信 號(hào)時(shí)，協(xié)作節(jié)點(diǎn)分別估計(jì)到源節(jié)點(diǎn)的瞬時(shí)信道增益a,濟(jì)目的節(jié)點(diǎn)的瞬時(shí)信道增益a W。
[0017] (2)利用W上估計(jì)的兩個(gè)瞬時(shí)信道參數(shù)W及相關(guān)準(zhǔn)則計(jì)算兩條鏈路的整體性能 hi 〇
[0018] (3)得到通信鏈路整體性能后，協(xié)作節(jié)點(diǎn)設(shè)置一個(gè)反饋定時(shí)器Ti。通信鏈路性能 越好，定時(shí)器越短。定時(shí)器運(yùn)行結(jié)束后，發(fā)射信號(hào)給源節(jié)點(diǎn)。
[0019] (4)源節(jié)點(diǎn)設(shè)置一個(gè)時(shí)間口限。在該口限內(nèi)收到信號(hào)的協(xié)作節(jié)點(diǎn)可W被列入候選 中繼名單，并給該些協(xié)作節(jié)點(diǎn)反饋頻譜租賃請(qǐng)求。超出該時(shí)間口限的信號(hào)忽略。
[0020] 步驟3 ;候選協(xié)作節(jié)點(diǎn)開始競(jìng)價(jià)博弈；
[0021] (1)協(xié)作節(jié)點(diǎn)將自己所在頻譜資源池的資源出租，同時(shí)自己作為移動(dòng)中繼，有電量 及通信帶寬等損耗，所W在協(xié)作通信時(shí)對(duì)源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行收費(fèi)。住用戶的效用函數(shù)與其頻譜成 本，源節(jié)點(diǎn)所需頻譜數(shù)量和自身收益有關(guān)。
[002引 似在頻譜分配的過(guò)程中，源節(jié)點(diǎn)有一個(gè)效用函數(shù)，體現(xiàn)了源節(jié)點(diǎn)的偏好，即是否 愿意W協(xié)作節(jié)點(diǎn)設(shè)定的價(jià)格購(gòu)買其頻譜。
[0023] (3)隨著協(xié)作節(jié)點(diǎn)的價(jià)格由最小值逐漸增加，源節(jié)點(diǎn)的帶寬需求也逐漸下降。直到 協(xié)作節(jié)點(diǎn)的價(jià)格達(dá)到最優(yōu)值不在變化時(shí)，源節(jié)點(diǎn)的需求也不再降低。若所有協(xié)作節(jié)點(diǎn)都達(dá) 到最優(yōu)價(jià)格，則源節(jié)點(diǎn)也獲得最佳效益，此時(shí)系統(tǒng)達(dá)到均衡狀態(tài)。
[0024] 步驟4 ;建立連接，開始協(xié)作通信
[0025] (1)協(xié)作節(jié)點(diǎn)根據(jù)效用函數(shù)不斷調(diào)整價(jià)格，若源節(jié)點(diǎn)選擇租賃該協(xié)作節(jié)點(diǎn)的頻譜， 則協(xié)作節(jié)點(diǎn)在此次博弈中獲勝。與源節(jié)點(diǎn)建立連接，開始協(xié)作通信。
[0026] (2)當(dāng)源節(jié)點(diǎn)與協(xié)作節(jié)點(diǎn)開始協(xié)作通信或者結(jié)束協(xié)作通信后，協(xié)作節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)參 數(shù)都會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)需要重新讀取參數(shù)，開始新一輪的計(jì)算。
[0027] 有益效果；
[002引 1、從有效性分析，本發(fā)明結(jié)合移動(dòng)中