[发明专利]一种CoMP系统中基于不完美频谱检测的频谱拍卖方法

权利要求书

1.一种CoMP系统中基于不完美频谱检测的频谱拍卖方法，包括以下步骤：

S10：初始阶段，所述初始阶段包括以下过程

在CoMP系统中，进行静态小区分簇，将最强干扰的小区进行合并，选用多个小区的固定协作小区集，并设定每个协作小区中的协作用户设备为N个；

S20：频谱检测阶段，所述频谱检测阶段包括以下过程

在CoMP系统中，利用认知频谱感知技术进行空闲频谱检测，收集空闲频段进行拍卖准备，如果频段检测为空闲状态，则在该时间间隙中进行频谱拍卖。

S30：拍卖阶段，所述拍卖阶段包括以下过程

S31：买家为CoMP系统中的协作小区集中被判定的CEUE，卖家为协作小区集中拥有空闲频段的用户设备，协作小区中的eNB为频谱经纪人，拍卖过程中，划定时间间隙，协作小区中的eNB轮流在每个时间间隙中充当频谱经纪人的角色；

S32：采用顺序拍卖方案进行拍卖：

首先，在每个时间帧的开始，确定待拍卖的空闲频段和CEUE应该检测的时间长度，设定待拍卖的空闲频段集合为C＝{c₁,c₂,c₃...c_s}；

然后，每个CEUE向各自协作小区中的eNB发送频谱检测结果，每个CEUE对各个频段进行估价，设定CEUE对频段的估价函数为公式4：

x_ti＝C_j·D_ti·(T-τ) (4)

公式4中，C_j表示空闲频段集合中的第j个空闲频段，D_ti表示该买家在自己所处的协作小区中的单位数据流量，T表示传输帧的长度，τ表示频段检测的时间长度；

最后，该协作小区集的eNB收集各个买家的估计值，并得到买家的效用函数：当不考虑CEUE之间的相互干扰情况下，买家的收益函数如公式5：

V_ti＝x_ti-b_ti(5)

公式5中，x_ti表示不考虑干扰情况下的估价，b_ti表示第i个协作小区中的第t个CEUE对第j个空闲频段的估价；在考虑了CEUE之间的相互干扰情况后，买家的收益函数如公式6：

V_ti＝h(x_ti)-b_ti(6)

公式6中，h(x_ti)表示不考虑买家相互干扰情况下的估价，h(x_ti)<x_ti，设定Y₁＝max(x₂₁,....,x_N3)，G(Y₁≤y)＝F(x_ti≤y)^N-1，其中，G(·)和F(·)分别表示Y₁和x_ti的累计分布函数，则Y₁的概率密度函数表示为公式7：

g(x_ti)＝(3N-1)f(x_ti)[F(x_ti)]^3N-1 (7)

式7中，f(x_ti)表示估价x_ti的概率密度函数，则每个买家h(x_ti)的期望收益m_R(x_ti)为公式8：

$m_R\left(x_{ti}\right)=\&lsqb;P_{idle}^s\left(j\right)\left(x_{ti}-b_{ti}\right)+\left(1-P_{idle}^s\left(j\right)\right)\left(h\left(x_{ti}\right)-b_{ti}\right)\&rsqb;G\left(x_{ti}\right)---\left(8\right)$

S33：设定买家的最佳竞价是他们估价的函数，用B(x_ti)表示优化的竞价函数，通过对最大化m_R(x_ti)关于竞价b_ti的求导，得优化后的竞价函数B(x_ti)为公式9：

$B\left(x_{ti}\right)=\frac{1}{G\left(x_{ti}\right)}{\&Integral;}_0^{x_{ti}}\left(P_{idle}^s\right(j)y+(1-P_{idle}^s\left(j\right)\left)h\right(y\left)\right)g\left(y\right)dy---\left(9\right)$

S34：采用第一价格密封拍卖方案对空闲频段进行竞拍：

协作小区集中的CEUE对空闲频段集合中的频段进行竞拍，将自己的竞标价格密封提交给该协作小区集合中的eNB，在每个时间间隙中，对某个空闲频段竞价最高者将得到该频段在此时间间隙的使用权；CEUE通过竞拍得到的频段，并利用CoMP-JP技术进行数据传输。