[发明专利]基于非合作博弈论的认知无线网络频谱资源优化分配方法

权利要求书

1.基于非合作博弈论的认知无线网络频谱资源优化分配方法，其特征是，包括步骤如下：

步骤1、授权用户统计出闲置频谱，并依据当前频谱利用率和自身频谱使用情况，对频谱资源进行定价；即：

步骤1.1、引入与授权用户的频谱占用数量B^req成反比例关系的效用调节函数，并基于该效用调节函数设计授权用户的效用函数u_p(b_i)：

步骤1.2、求得授权用户的效用函数相对于认知用户的频谱租用数量的导函数，并令该导函数等于零，以求得使其效用函数最大化时所对应的频谱价格函数p(b_i)；

其中,p(b_i)为频谱价格函数，为成本函数，f(b_i)为效用调节函数；b_i为认知用户i的频谱租用数量，b_j为认知用户j的频谱租用数量，i,j＝1,2,...,N，N为认知用户的数量；

步骤2、授权用户完成对频谱资源的定价后，将频谱价格函数提交至频谱中心，由频谱中心将频谱价格函数告知各认知用户；

步骤3、各认知用户根据自身需求和当前频谱价格，并与其他认知用户间进行非合作博弈，综合考虑后得到各认知用户的最佳需求频谱数量；

步骤4、各认知用户将最佳需求频谱数量提交至频谱中心，并向频谱中心支付相应的频谱租赁费用；

步骤5、频谱中心收到认知用户租金后转交至授权用户，并根据认知用户的最佳需求频谱数量对频谱资源进行分配；当闲置频谱分配给认知用户后，认知用户即可使用其租用频段进行通信传输，授权用户不再使用该频段。

2.根据权利要求1所述的基于非合作博弈论的认知无线网络频谱资源优化分配方法，其特征是，步骤1.1中，所引入的效用调节函数f(b_i)为：

其中,λ为效用调节因子，B^req为授权用户的频谱占用数量，b_i为认知用户i的频谱租用数量，i＝1,2,...,N，N为认知用户的数量。

3.根据权利要求1所述的基于非合作博弈论的认知无线网络频谱资源优化分配方法，其特征是，步骤3的子步骤如下：

步骤3.1、构建各认知用户i的效用函数u_i(b_i)：

u_i(b_i)＝g_ik_ib_i-p(b_i)·b_i

步骤3.2、求效用函数u_i(b_i)的导函数并对该导函数进行循环迭代，当循环迭代次数达到设定的最大迭代次数或导函数小于设定阈值时，输出当前频谱租用数量b_i即为最佳频谱租用数量；

其中,g_i为租用单位频谱所获得的收益，k_i为频带利用率，b_i为频谱租用数量，p(b_i)为频谱价格函数，i＝1,2,...,N，N为认知用户的数量。