1.一种提高蜂窝弱覆盖区边缘无线终端频谱效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在蜂窝弱覆盖区域中规划若干个参考点，根据事先制定的标准，为每个参考点选举一个具有储能优势和地理位置优势的无线终端充当虚拟接入点SVAP；

(2)每个SVAP将负责招募具有储能优势和地理位置优势的无线终端来充当小蜂窝能量提供者SEPs角色，每个SVAP都将独自选取一组SEPs为其提供充电服务，这组SEPs也将获得免费接入基站的频谱作为提供充电服务的回报；

(3)每个SVAP关联一组边缘无线终端，以方便为边缘无线终端提供中继转发服务，并依据转发数据的贡献来换取边缘无线终端的频谱资源的一部分，作为免费接入基站之用；

(4)SBS给定初始频谱资源的划分比例，并启动博弈过程，将每个边缘无线终端获得的单位频谱资源分成三个部分，一部分用于发送边缘无线终端的数据，其余两部分分别用于奖励帮助边缘无线终端转发数据的SVAP，以及为SVAP充电的一组SEPs；SBS为小蜂窝基站；

(5)每组SEPs内部各个SEP通过非合作博弈过程来决定其提供充电的功率；在获知所有SEPs的充电功率后，每个SVAP通过非合作博弈过程来决定其为边缘无线终端转发数据的功率，SBS基于SVAPs和SEPs的反馈结果来更新频谱资源的划分比例；

(6)重复步骤(5)，直至单位频谱资源划分比的变化值小于预设阈值，获得Stackelberg博弈的纳什均衡点，得到SEP和SVAP效用最大化的频谱资源配比方案。

2.根据权利要求1所述提高蜂窝弱覆盖区边缘无线终端频谱效率的方法，其特征在于，步骤(1)中，SBS选举SVAPs的算法过程如下：

1)、SBS s执行的选举操作：

步骤1.0：初始化集合Ss为空，以备存储被选出的SVAPs，然后进入步骤1.1；

步骤1.1：确定需要被选举的SVAPs的数量，并根据该数量和需要加强覆盖的区域分布情况确定参考点位置，参考点数量与SVAPs的数量相同，然后进入步骤1.2；

步骤1.2：若参考点未遍历完，则针对一个未处理的参考点，以最大发射功率广播一个SVAP选举包，然后设置一个时间间隔以等待响应包返回，进入步骤1.3；否则，SBS s执行的操作结束；

步骤1.3：若时间间隔△1未消耗完，则针对收到的响应包，若满足5个SVAP选举条件，将前一轮满足5个SVAP选举条件的无线终端放弃，将当前满足5个SVAP选举条件的无线终端保留，并继续等待下一个响应包；否则，向保留的无线终端发送SVAP确认包，同时将其确定为当前考察的参考点的SVAP，并保存在集合Ss中，然后返回步骤1.2；

2)、参与SVAP选举的无线终端执行的操作：步骤2.0：若收到针对某参考点的SVAP选举包，且满足SVAP选举条件的前4个，则向SBS s发送响应包，并进入步骤2.1；否则，退出；

步骤2.1：若收到来自SBS s的SVAP确认包，则标记自己的身份为某参考点的SVAP，然后结束该操作；否则，等待针对其它参考点的SVAP选举包，或超时退出。

3.根据权利要求2所述提高蜂窝弱覆盖区边缘无线终端频谱效率的方法，其特征在于，步骤(2)中，SVAP选举SEP的算法过程如下：

1)、SVAP v执行的选举操作：SVAPs中的某一个SVAP，用SVAP v表示；

步骤3.0：初始化集合Rv为空，以备存储被选出的SEPs，然后进入步骤3.1；

步骤3.1若集合Rv的成员数量未达到预设值，则以最大发射功率广播一个SEP选举包，然后设置一个时间间隔以等待响应包返回，然后进入步骤3.2；否则，SVAP v执行的选举操作结束；

步骤3.2：若时间间隔△2未消耗完，则针对收到的响应包，若满足5个SEP选举条件，将前一轮满足5个SEP选举条件的无线终端放弃，将当前满足5个SEP选举条件的无线终端保留，并继续等待下一个响应包；否则，向保留的无线终端发送SEP确认包，并将其保存在集合Rv中，然后返回步骤3.1；

2)、参与SEP选举的无线终端执行的操作：步骤4.0：若收到某SVAP的SEP选举包，且满足SEP选举条件的前4个，则向SVAP v发送响应包，并进入步骤4.1；否则，退出；

步骤4.1：若收到来自某SVAP的SEP确认包，则标记自己的身份为SVAP v的SEP，然后结束该操作；否则，等待SVAP的SEP选举包，或超时退出。

4.根据权利要求3所述提高蜂窝弱覆盖区边缘无线终端频谱效率的方法，其特征在于，步骤(3)中，SVAP关联一组边缘无线终端的算法过程如下：

1)、SVAP v执行的响应关联操作：步骤5.0：初始化集合Uv为空，以备存储被关联的边缘无线终端，进入步骤5.1；

步骤5.1：若收到某边缘无线终端的关联请求包，则以最大发射功率反馈一个关联响应包，然后设置一个时间间隔以等待关联确认包返回，然后进入步骤5.2；

步骤5.2：若时间间隔△3未消耗完，则针对收到的关联确认包，将其发送者保存在集合Uv中，并继续等待下一个关联确认包；否则，SVAP v执行的响应关联操作结束；

2)、执行关联的边缘无线终端的操作：步骤6.0：以最大发射功率广播一个关联请求包，然后设置一个时间间隔，以等待关联响应包返回，然后进入步骤6.1；

步骤6.1：若时间间隔△4未消耗完，则针对每个反馈的关联响应包，将当前接收信号最强的关联响应包的发送者保留，并继续等待下一个关联响应包；否则，向保留的SVAP发送关联确认包，并结束关联操作。

5.根据权利要求4所述提高蜂窝弱覆盖区边缘无线终端频谱效率的方法，其特征在于，基于折半搜索思想算法[BinarySearch(min,max)]，完成SBS、SEP和SVAP之间激励机制的构建，具体过程为：SBS给定初始频谱资源分配比并启动博弈过程、每组SEP内部通过非合作博弈过程决定功率划分比、SVAP之间通过非合作博弈过程决定功率划分比，以及SBS根据SVAP和SEP反馈结果决定是否进行下一轮Stackelberg博弈过程。

6.根据权利要求5所述提高蜂窝弱覆盖区边缘无线终端频谱效率的方法，其特征在于，算法BinarySearch(min,max)的具体过程为：步骤7.0：设置两个变量max和min，分别用于保存折半搜索范围的上下边界值，并使用该算法调用者指定的值初始max和min，然后进入步骤7.1；

步骤7.1：判断max和min的差值的绝对值是否大于阈值ε，若成立，则用一个变量p保存(max+min)/2的值，进入步骤7.2；否则，本算法结束，这里ε取初始搜索范围上下边界值之差的0.1％；

步骤7.2：判断以p‑ε为自变量的效用函数值是否大于以p为自变量的效用函数值；若成立，则将p的值赋给max；否则，将p的值赋给min；然后返回步骤7.1，这里效用函数根据公式估算。

7.根据权利要求6所述提高蜂窝弱覆盖区边缘无线终端频谱效率的方法，其特征在于，步骤(4)中，SBS s启动Stackelberg博弈过程的具体操作为：步骤8.0：将ξe和ξv均初始化为0.2，进入步骤8.1，这里，ξe表示频谱资源W的一个划分比值，被ξe划分的部分资源被用于激励一组SEPs，该组SEPs为某个SVAP提供充电服务，而该SVAP则为这个频谱资源W的所有者提供数据转发服务；ξv表示频谱资源W的一个划分比值，被ξv划分的部分资源理论上可被用来奖励为这个频谱资源W的所有者提供数据转发服务的SVAP，但实际上由SBS s统一管理用于激励它选举出来一组SVAPs，即形成竞争关系，贡献更大者将获得更多被ξv划分的部分资源的免费使用权；

步骤8.1：将变量Ce和Cv均初始化为0，以备分别存储SEPs和SVAPs的数量，进入步骤8.2；

max

步骤8.2：针对每个SEP，初始化给其关联的SVAP充电的功率为Pe /2，初始化其向SBS s发送自己数据的功率为 累加SEP的个数并保存在Ce中，进入步骤8.3，这里，max

Pe 为SEP e的最大发射功率，取值为200毫瓦； 为用于给SVAP v充电的充电功率；SEP e为第e个SEP；

max

步骤8.3：针对每个SVAP，初始化给其关联的边缘无线终端转发数据的功率为Pv /2，初始化其向SBS s发送自己数据的功率为 累加SVAP的个数并保存在Cv中，进入步max

骤8.4，这里，Pv 为SVAP v的最大发射功率，取值为200毫瓦； 为用于接收SVAP v关联的边缘无线终端的数据并将数据转发给SBS s的转发功率；

步骤8.4：根据公式

计算效

用函数值并保存在变量μ表示中，进入步骤8.5；ψe为SEP的激励系数；ψv为SVAP的激励系数；Wmax max

为传输带宽；Tv 为当SVAP v的总发射功率为Pv ，且其电池储能、接收到的能量分别为Ee、

2 max

ev时，SVAP v的连续工作时间；σ为信道噪声功率；Fs为无线节点s感知到的干扰功率；Pu为无线终端的最大发射功率；gu,s为从干扰节点u到被干扰节点s的链路上的信道增益；gv,s为从干扰节点u到被干扰节点s的链路上的信道增益；

步骤8.5：初始化变量 为Cv/Ce，初始化 为1/Cv，进入步骤8.6，这里， 表示SEP e为SVAP v充电的贡献比， 表示SVAP v为其关联的边缘无线终端转发数据到SBS s的贡献比；

步骤8.6：SBS s向服务的小蜂窝区域内所有SEPs和SVAPs广播ξe，ξv， 四个参数的消息。

8.根据权利要求7所述提高蜂窝弱覆盖区边缘无线终端频谱效率的方法，其特征在于，步骤(5)中，具体步骤如下：

(A)每组SEPs内部的非合作博弈过程：

1)、充当SEP的无线终端e执行的操作：步骤9.0：若接收到来自SBS s发送的包含ξe和 的消息，则将min的值赋为0，将max的max

值赋为Pe ，进入步骤9.1；

max

步骤9.1：调用算法BinarySearch(min,max)来获得功率 将 赋值为Pe 和之差，将 和 的值发送给SBS s，进入步骤9.2； 为SEP e用于向SBS s发送自己的数据的传输功率；

步骤9.2：若未收到来自SBS s发送的结束包，则反复执行如下操作：若收到来自SBS smax

发送的 则调用算法BinarySearch(min,max)来获得功率 将 更新为Pe 和之差，将 和 的值发送给SBS s，然后返回步骤9.2；否则，进入步骤9.3；

步骤9.3：若收到来自SBS s发送的结束包，则该SEP e将 和 的值发送给其关联的SVAP v后结束该算法；否则，返回步骤9.2；

2)、SBS s对每个SEP执行的响应操作：步骤10.0：若收到来自任一SEP的包含 和 的消息，则判断新接收的值与原来保留的该SEP e的相应值是否相同，若不同，则用新接收的值替换原来的值；否则，累加未改变功率划分值的SEP的个数，进入步骤10.1；

步骤10.1：若收到的来自SEPs的消息中至少有一个SEP更新了功率划分值，则根据公式计算 并广播一个包含

max max

的更新包给所有SEPs，进入步骤10.2；Te 为当SEP e的总发射功率为Pe ，电池储能为Ee时，SEP e的连续工作时间； 为SEP e向其关联的SVAP充电时的贡献比；ηe,v为能量转换效率因子；φe为一个虚构的无私贡献节点；Rv为SVAP v充电的充电节点集合；ge,s为从节点e到节点s的链路上的信道增益；ge,v为从节点e到节点v的链路上的信道增益；e`表示所有属于集合Rv的节点；ηe',v表示从节点e`到节点v的能量转换效率因子； 表示从节点e`给节点v的充电的充电功率；

步骤10.2：若统计未改变功率划分值的SEP的个数已达到系统最大值，则广播一个结束包给所有SEPs；否则，返回步骤10.0；

(B)SVAPs之间的非合作博弈过程：

1)、充当SVAP的无线终端v执行的操作：步骤11.0：若接收到SBS s发来的包含ξv和 的消息以及其关联的所有SEPs发来的包max

含 及 的消息，则将min的值赋为0，将max的值赋为Pv ，进入步骤11.1；

max

步骤11.1：调用算法BinarySearch(min,max)来获得功率 将 赋值为Pv 和之差，将 和 的值发送给SBS s，进入步骤11.2；

步骤11.2：若未收到来自SBS s发送的结束包，则反复执行如下操作：若收到来自SBS smax

发送的 则调用算法BinarySearch(min,max)来获得功率 将 更新为Pv 和之差，将 和 的值发送给SBS s，然后返回步骤11.2；否则，进入步骤11.3；

步骤11.3：若收到来自SBS s发送的结束包，则结束该算法；否则，返回步骤11.2；

2)、SBS s对每个SVAP执行的响应操作：步骤12.0：若收到来自任一SVAP的包含 及 的消息，则判断新接收的值与原来保留的该SVAP v的相应值是否相同，若不同，则用新接收的值替换原来的值；否则，累加未改变功率划分值的SVAP的个数，进入步骤12.1；

步骤12.1：若收到的来自SVAPs的消息中至少有一个SVAP更新了功率划分值，则根据公式 计算 并广播一

个包含 的更新包给所有SVAPs，进入步骤12.2； 从节点v、给节点s的充电的充电功率；v、为所有属于集合Ss的节点；gv、,s为从节点v、到节点s的链路上的信道增益；

步骤12.2：若统计未改变功率划分值的SVAP的个数已达到系统最大值，则广播一个结束包给所有SVAPs；否则，返回步骤12.0。

9.根据权利要求8所述提高蜂窝弱覆盖区边缘无线终端频谱效率的方法，其特征在于，步骤(5)中，SBS执行Stackelberg博弈过程，具体步骤如下：(C)SBS基于SVAPs和SEPs的反馈结果更新频谱资源的划分比例：步骤13.0：若已向所有SVAPs发送结束包，则将min的值赋为0，将max的值赋为1，进入步骤13.1；

步骤13.1：让ξe保持当前值不变，调用算法BinarySearch(min,max)来获得新的ξv值，进入步骤13.2；

步骤13.2：让ξv保持步骤13.1求出的值不变，调用算法BinarySearch(min,max)来获得新的ξe值，进入步骤13.3；

步骤13.3：以当前最新的ξe和ξv的值为输入参数，通过公式计算效

用函数值并保存在变量μ′表示中，进入步骤13.4；

步骤13.4：判断μ′﹥μ是否成立，若成立，则将μ赋值为μ′，返回步骤8.5；否则，结束该算法，其中，μ的初始值由步骤8.4得到。