一种蜂窝网动态流量分担的频谱拍卖方法技术

技术编号:15044008 阅读:69 留言:0更新日期:2017-04-05 17:00
本发明专利技术公开了一种蜂窝网动态流量分担的频谱拍卖方法,所述方法在考虑蜂窝网和第三方基站在一天时间内流量数据负载变化的条件下建立反拍卖模型,划分时间段,进行频谱反向拍卖,建立拍卖的目标函数,并通过拉格朗日松弛的方法求最优解,在满足任意时段流量分担目标的同时最小化蜂窝网运营商的分担成本。本发明专利技术可以很好地实现在满足任意时段流量分担目标的同时最小化蜂窝网运营商的分担成本,容易实现,便于扩展,与已经提出的流量分担方法相比具有更高的流量分担效率,能有效提高蜂窝网的吞吐量和频谱领用率并改善用户的通信质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通信
,具体涉及一种蜂窝网动态流量分担的频谱拍卖方法
技术介绍
随着蜂窝网的用户数和业务量的迅猛增长,带宽需求也快速增大,这给移动网络设施产生巨大的挑战。大量的移动用户产生的数据流量,超过了蜂窝网络的能力,因此也恶化了向移动用户提供的网络服务质量。应对这样的挑战,最直接的解决方案是增加蜂窝网络的容量,然而,不断增加的安装和管理成本可能会限制通过增加部署新基站来提供访问互联网服务所需的带宽。为解决以上问题,一些学者致力于寻找更有效地的方法来提高蜂窝网络的容量并围绕这一问题进行了一系列的研究。流量分担概念就是为了解决以上问题而提出的,目前已经得到了广泛的研究。而第三方基站(微蜂窝,WiFi基站等)凭借特有的优势成为卸载移动数据的强有力候选者。S.Paris等制定了反向拍卖模型来考虑部分流量卸载问题。D.Wei等提出了一种理想的、新颖的基于拍卖的激励框架,考虑了蜂窝网络负载在空间上的动态变化,允许蜂窝服务供应商通过建立的反向拍卖模型利用第三方高频段基站的频谱资源,但并没有考虑到蜂窝网络和第三方高频段基站的负载在时间上的动态变化。不同于上述的研究,本专利技术考虑到蜂窝网络和第三方基站的负载在时间上的动态变化,建立反向拍卖模型,运用拉格朗日松弛算法,将优化问题分解为多个投标者的子问题,并求得最优解。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对蜂窝网络和第三方基站的负载在时间上的动态变化,提出一>种蜂窝网动态流量分担的频谱拍卖方法,该方法针对传统流量分担方法没有考虑蜂窝网和第三方基站在一天时间内流量数据负载的变化,而不能进一步提高流量分担的效率的特点,在考虑蜂窝网和第三方基站在一天时间内流量数据负载变化的条件下建立反拍卖模型,划分时间段,进行频谱反向拍卖,建立拍卖的目标函数,并通过拉格朗日松弛的方法求最优解,在满足任意时段流量分担目标的同时最小化蜂窝网运营商的分担成本。实现本专利技术目的的技术方案如下:一种蜂窝网动态流量分担的频谱拍卖方法,所述方法包括如下步骤:(1)建立反拍卖模型:所述反拍卖模型包括蜂窝网和第三方基站,根据蜂窝网和第三方基站在一天时间内流量数据负载变化的历史数据,预测出在未来一段时间内蜂窝网和第三方基站流量数据负载变化规律,所述蜂窝网和第三方基站流量数据负载变化规律的预测依据现有的BP神经网络流量预测模型进行;(2)划分时间段:拍卖控制中心在反拍卖模型中根据蜂窝网的负载变化将一天分解为K个时间段,k∈{1,2,...,K本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝网动态流量分担的频谱拍卖方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)建立反拍卖模型:所述反拍卖模型包括蜂窝网和第三方基站,根据蜂窝网和第三方基站在一天时间内流量数据负载变化的历史数据,预测出在未来一段时间内蜂窝网和第三方基站流量数据负载变化规律;(2)划分时间段:拍卖控制中心在反拍卖模型中根据蜂窝网的负载变化将一天分解为K个时间段,k∈{1,2,...,K}表示某一时间段,每个时间段对应着蜂窝网的一个流量分担目标dk,第三方基站根据预测的每个时段内自身的空闲频带的信息情况,对每个时间段进行投标并表示为bik={qik,pik},其中,qik表示第三方基站i第k时间段的空闲频带的数量,pik表示第三方基站i对第k段时间自身空闲频带的出价;拍卖控制中心收集、整理出价者的竞标信息,通过拍卖的支付规则,实现满足任意时段流量分担目标的同时最小化分担成本的拍卖目标;(3)建立拍卖的目标函数:根据拍卖目标建立拍卖的目标函数和约束条件,使蜂窝网运营商某一时段内竞拍得到的空闲频带数量不能小于蜂窝网运营商在这一时段的分担目标;(4)通过拉格朗日松弛的方法求最优解:蜂窝网和第三方基站在拍卖控制中心的组织下,根据上述目标函数和约束条件的限制进行频谱拍卖,并采用拉格朗日松弛算法求解上述带约束条件的0‑1整数优化问题;当算法迭代终止,得到一个最优分配矩阵;(5)最终蜂窝网运营商根据最优分配矩阵可获得满足每个时段分担目标的空闲频带,从而实现蜂窝网的动态流量分担。...

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝网动态流量分担的频谱拍卖方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)建立反拍卖模型:所述反拍卖模型包括蜂窝网和第三方基站,根据蜂窝网和第三方
基站在一天时间内流量数据负载变化的历史数...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵峰许晓菲陈宏滨
申请(专利权)人:桂林电子科技大学
类型:发明
国别省市:广西;45

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