[发明专利]基于异构频谱的分布式信道分配与共享方法和系统

权利要求书

1.一种基于异构频谱的分布式信道分配与共享方法，其特征在于，包括：

获取频谱信息、用户信息以及链路连接信息，所述频谱信息包括网络系统中频带信息以及每个频带的信道信息，所述用户信息包括用户的位置信息和小小区用户的干扰阈值信息，所述链路连接信息包括D2D用户之间以及小小区用户与小小区基站之间的链路连接集合；

基于所述频谱信息、用户信息以及链路连接信息，确定网络系统分配和共享的优化问题；

对所述网络系统分配和共享的优化问题求解，得到网络系统的信道分配和共享方案，以对网络系统的信道进行分配和共享；

其中，所述优化问题表征为：

P1：

s.t.

C1:

C2:

C3:

C5:

C6:

C7:

C8:

其中，P1为优化问题，C1至C8为P1待满足的约束条件，C1和C2表示和是布尔型变量，C3和C4是不同用户的满意度约束，即在每个SUE和D2D对的速率应分别不低于其最小速率目标，C5确保每个小小区用户SUE最多分配一个信道，C6为确保同一个小小区基站SBS中的SUE应分配不同的通道，C7给出了每个D2D对至多与一个SUE信道共享，C8是SUE用户n的干扰约束；

其中，B表示频带选择向量、

X表示不同SBS的SUE调度向量、

Y表示不同SBS的D2D对信道共享向量、

i表示第i个信道、

C_k表示k频带内的信道集合、

k表示频带集合中的频带、

K表示频带集合、

s表示S集合中的单个小小区、

S表示小小区的集合、

n表示集合中的单个小小区用户、

表示在第s个小小区的覆盖范围内小小区用户的集合、

d表示D2D用户对、

表示使用D2D通信模式与附近用户进行通信的用户、

表示小小区基站SBSs是否选择频道c_k,i来为小小区用户n服务、表示分配给SUE的信道是否共享给D2D用户对d、

表示与数据速率相关的满意度、

表示在信道c_k,i上D2D对d的满意度、

表示在信道c_k,i上从SBSs到SUEn的传输速率、

表示SBSs内SUEn的目标数据速率、

表示在信道c_k,i上，从D2D对d的发送者到接收者的传输速率、

表示从D2D对d的发送者到接收者的目标数据速率、

表示SUEn的信道干扰及表示SUE性能的干扰阈值；

其中，所述对所述网络系统分配和共享的优化问题求解，得到网络系统的信道分配和共享方案，包括：

将所述网络系统分配和共享的优化问题转换为两阶段分布式信道分配求解问题，以输出得到网络系统的信道分配和共享方案；

其中，所述两阶段分布式信道分配求解问题包括第一阶段的势博弈求解以及第二阶段的联盟博弈求解；

其中，所述第一阶段的势博弈求解，包括：

基于干扰图的势博弈，得到不同频带内不同SUE和信道之间的稳定匹配方案；

其中，第二阶段的联盟博弈求解，包括：

基于D2D用户转移的联盟博弈以及所述势博弈求解结果，D2D用户与小小区用户之间共享信道进行划分，并确定稳定的联盟集合；

其中，在所述第二阶段的联盟博弈求解后，所述方法还包括：

基于第一阶段的势博弈求解得到的稳定匹配方案确定信道分配方案，并基于第二阶段的联盟博弈求得到的稳定的联盟集合确定信道共享方案。