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专利号: 2018100631168
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种超密集组网下无线网络功率分配的建模方法,其特征在于,包括如下步骤:S1,在热点高容量场景下,搭建超密集组网结构的网络环境;

S2,根据搭建的超密集的网络环境,建立双层非合作功率博弈模型;

S3,根据步骤2建立的双层博弈模型,进行分布式非合作的功率博弈;

S2中,所述双层非合作功率博弈模型具体为:S2.1,建立上层博弈模型,上层博弈是宏蜂窝用户MUE和微基站SBS之间关于宏基站MBS发射功率的博弈;

S2.2,建立下层微蜂窝用户SUE功率博弈模型,根据SUE的信干噪比SINR水平为基准进行评判,确定博弈的效用函数和约束条件;

步骤S2.1具体为:

S2.1.1,建立上层MUE功率博弈模型,根据MUE的SINR水平为基准进行评判,确定博弈的效用函数和约束条件;S2.1.2,建立上层SBS功率博弈模型,根据SBS的信道传输容量为基准,确定博弈的效用函数和约束条件;

步骤2.1.1中所述效用函数和约束条件具体为:其中:MU表示MUE的集合;

表示MUE中除了用户j外,MBS分配给其他MUE的功率集合;

SS

p 表示所有SBS的功率分配集合;

表示MUEj的最大传输功率;

bj为常量,反映了用户对服务质量QoS的敏感度;

cj为常量,体现了用户对服务质量QoS的需求;

是惩罚函数;惩罚函数 是定价因子;

表示MBS分配给MUE中用户j的传输功率, 表示MUE中用户j的SINR函数;

步骤2.1.2所述效用函数和约束条件表达式为:其中:SSs表示SBS集合,sS表示具体一个SBS;

K表示信道个数,并且信道集合为K={1,2,…,k,…,K};

s0表示MBS;

表示信道k上的最大传输容量;

表示信道k上的信干噪比SINR;

表示在信道k上传输时受到的总干扰;

是基站ss接收的干扰噪声;

表示SBS中ss在各信道上的传输功率的决策;

Γk是常量值,它表示了基站相应信道上的相应的SINR需求;

表示策略约束,设定了功率需求的上限;

表示对基站ss的功率总和的约束;

表示对基站ss功率的掩码约束,以防造成更多的干扰; 表示MBS在信道k上分配的传输功率, 表示MBS在信道k上的功率增益, 表示MBS在信道k上传输时受到的干扰;

表示SBS中基站ss在信道k上分配的传输功率, 表示SBS中基站ss在信道k上的功率增益, 表示SBS中不是基站ss的基站si在信道k上分配的传输功率, 表示SBS中基站ss在信道k上受到来自基站si的干扰增益;

步骤2.2所述效用函数和约束条件表达式为:其中,SUs表示基站s覆盖范围内的SUE构成的集合;

表示用户SINR;

表示SUEi在子载波m上的功率增益;

表示SUEi在子载波m上的发射功率;

表示SUEi受到的来自其他基站j的干扰增益,表示干扰功率,

ni表示SUEi受到的干扰噪声;

表示用户i的信干噪比的阈值;

的选择应该尽可能接近SUEi的最低SINR需求;

是非负权值因子;

表示传输功率所需付出的代价因子;

表示除基站ss的用户i外,基站内其他SUE的功率分配;

表示基站ss的用户i的最大传输功率;

表示基站ss的用户i的传输功率分配;

S3进行双层分布式非合作的功率博弈方法具体为:步骤3.1,定义领导者参与的博弈为上层子博弈,跟随者参与的博弈定义为下层子博弈,其中,领导者最先指定自己的策略,之后跟随者再根据领导者的决策制定自己的策略;

步骤3.2,MUE和SBS作为功率资源的授权者在上层网络中以非合作博弈的模式进行功率调整,并且对SUE的响应进行实时预测;

步骤3.3,SBS执行完策略之后,SUE作为非功率资源的授权者在下层网络中也以非合作博弈的模式进行功率调整;

步骤3.4,各层不断地进行功率的博弈与迭代,以求得纳什均衡解;

功率分配流程如下:

步骤1:设定各SBS和MUE的功率初始分配值,依据预先设定好的定价因子,同时根据各自的博弈收益函数进行博弈,选择各自的博弈策略,也即功率分配策略,直到达到均衡值;

步骤2:设定各SUE的功率初始分配值,在SBS得到各自博弈的均衡值后,依据设定的定价因子和博弈收益函数进行功率博弈,直到达到均衡值。

2.根据权利要求1所述超密集组网下无线网络功率分配的建模方法,其特征在于,所述分配流程建立在以下三个条件上:一、网络中只存在一个宏基站,且宏基站的功率也是变化的,参与系统的博弈;二、同一层同类博弈问题的干扰噪声和加性噪声相同;三、信道为等效信道,且信道带宽大小归一化。