[发明专利]一种认知分布式天线系统的频谱拍卖方法

摘要

本发明公开了一种认知分布式天线系统的频谱拍卖方法，该方法利用分布式天线为认知次用户(SU)提供通信服务，建立认知分布式天线下频谱拍卖模型，利用认知分布式天线技术优势，通过分析不同分布式天线服务的不同SU之间干扰情况，使同一主用户（PU）的授权频段在多个SU之间复用，建立拍卖目标函数，在满足认知分布式天线下SU之间干扰限制下最大化PU的收益，实现频率复用。本方法的频谱拍卖结合了具体的技术场景，比现有的频谱拍卖方法更接近实际，便于扩展，并且结合了认知分布式天线系统的优势，能有效控制次用户间的干扰，相比于现有的频谱拍卖方式，能使次用户得到更好的通信质量，达到更高的频谱利用率。

主权项

1.一种认知分布式天线系统的频谱拍卖方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)构建认知分布式天线系统模型，系统中同时存在PU和K个SU，其中SU需接入PU的授权频带通过分布式天线进行通信，PU通过拍卖将其授权频带分配给各分布式天线下的SU；分布式天线负责对SU信号的收发，通过中心处理单元对信号进行控制和处理；SU被不同分布式天线服务，通过空分复用，同一PU的授权频带可通过不同的分布式天线分配给不同的SU使用；(2)通过分布式天线间的干扰情况对各SU进行干扰判断，对各SU到各天线的距离设置干扰距离阈值，若小于给定阈值，则SU与被该天线服务的SU相互干扰，否则两SU之间没有干扰，由此构建各SUk和SUl之间的干扰矩阵C＝{ckl}K×K，其中k∈{1,2,...,K}，l∈{1,2,...,K}，若ckl＝1，则SUk和SUl相互干扰，否则ckl＝0；(3)各SU在分布式天线下的信号收发过程可得到其所能达到的信干噪比；SU对授权频带的估价与其在分布式天线下所得到的信干噪比有关，设N个PU有N个授权频带，系统下有K个SU；PU将其频带保留价提交给中心处理单元，SU将其估价V＝{vkn}K×N提交给中心处理单元；中心处理单元根据各SU出价和PU保留价的大小比较及各SU间的出价大小比较，兼顾PU和SU收益，对频谱进行最优分配；(4)根据认知分布式天线下各SU的干扰限制情况，将PU的授权频带通过拍卖分配给最需要的SU，以实现最大化PU的效用，基于以上分析，写出目标函数和约束限制条件，目标函数其中x_kn∈{0,1}，表示授权频带分配情况；v_kn为第k个SU对第n个授权频带的估价；(5)根据上述目标函数，通过拉格朗日松弛算法来求解以上优化分配问题，使得目标函数最大化，得到接近最优的分配矩阵X＝{xkn}K×N，将授权频段分配给认知分布式天线下最需要的SU。