[发明专利]针对宏蜂窝—飞蜂窝双重网络的基于定价的功率控制方法

权利要求书

1.一种针对宏蜂窝—飞蜂窝双重网络的基于定价的功率控制方法，是一种基于Stackelberg博弈（SG)，对飞蜂窝网络进行定价的功率控制方法；其中，网络干扰管理者（NIC）扮演SG的唯一领导者，与其关联的N个飞蜂窝基站扮演SG中的跟随者；领导者通过给跟随者的功率消耗定价来尽力减小由它们产生的总干扰，根据这个定价，每个飞蜂窝基站以非合作博弈方式最大化它们的效用；此博弈存在唯一的Stackelberg均衡； 

NIC的作用是最小化由飞蜂窝基站（FBS）对宏蜂窝网络用户（MUE）产生的干扰；在一个时隙内，该最小化算法通过迭代更新，收敛到Stackelberg均衡，过程如下：在每次迭代中，NIC根据FBS的回复，向FBS广播的新单位功率定价；基于此广播的定价，各FBS计算出它最优的传输功率                                                ，并根据计算并向NIC回复更新的定价；多次迭代后，定价最终收敛至最优定价；假设在一个宏蜂窝-飞蜂窝异构网络中，有N个飞蜂窝基站随机分布，定义是在某时隙中，NIC向FBS索要的功率消耗定价，则第个FBS的优化问题表述为：

其中，表示FBS i的均衡功率，表示除了FBS i之外的N-1个FBS的均衡功率集合，是编号为的FBS的最大传输功率，即不会超过，求解上式可知，是编号为的FBS的最优传输功率；其中表示，是分配给FBS i的带宽，表示FBS j对FUE i的下行信道增益，是FUE i受到的噪声，是FBS i的传输速率；

另一方面，NIC通过找到最优定价最小化FBS对MUE产生的总干扰；此外，NIC要保证每个FBS的传输速率不能小于相应FUE的服务质量要求，则NIC的优化问题表述成：

其中，表示FBS i对MUE的信道增益；NIC和FBS的优化问题构成了SG；其中NIC是扮演领导者，FBS扮演跟随者；Stackelberg均衡定义SG的最优化策略轮廓，具体为：

一个策略轮廓是Stackelberg均衡当且仅当：

达到SE时，不管是NIC还是FBS都没有动机要偏移这个均衡；

此SG中存在唯一的Stackelberg均衡，并且根据分布式定价和功率迭代更新算法达到Stackelberg均衡，其更新函数是：

其中k表示算法在一个时隙内的第k次迭代更新。

2.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于所述NIC的优化程序如下：

步骤1：由NIC初始化参数，起始设定，设定初始化功率消耗定价，及比较因子；

步骤2：在第k次迭代中，NIC将k次更新后的功率消耗定价广播给各FBS；

步骤3：NIC收集FBS的回复定价，并找出

；

步骤4：进行计算比较，如果，则设定第k+1次迭代时NIC的广播定价，并重复步骤2；否则进入步骤5；

步骤5：向FBS广播，即达到Stackelberg均衡的功率消耗定价。

3.根据权利要求2所述的功率控制方法，其特征在于所述FBS的优化程序如下：

步骤1：FBS i倾听来自NIC的广播第k次定价；

步骤2：当接收到，FBS i根据以下公式计算出第k次迭代后纳什均衡功率，并以此功率进行传输，

同时，FBS i根据更新公式

计算更新定价，并将其回复给NIC。