当前位置: 首页 > 专利查询>清华大学专利>正文

基于双层博弈的无线通信系统多用户资源分配系统技术方案

技术编号:18953037 阅读:26 留言:0更新日期:2018-09-15 13:53
本发明专利技术提供了基于双层博弈的无线通信系统多用户资源分配系统,包括群体内演化博弈求解模块、群体间演化博弈求解模块、信息收集模块、能量最优资源分配模块和斯塔克尔伯格博弈求解模块;信息收集模块用于收集信道信息;群体内演化博弈求解模块用于求解用户群体内演化均衡业务选择结果;群体间演化博弈求解模块用于求解不同用户群体间演化均衡业务结果;能量最优资源分配模块用于求解能量最优资源分配和最小能量损耗结果;斯塔克尔伯格博弈求解模块根据不同定价下的业务选择结果求解运营商最大系统效用和最优资源分配结构。本发明专利技术通过求解双层博弈得到运营商和用户之间的最优定价关系、运营商最优资源分配结构,最小化系统能量消耗,最大化系统收益。

【技术实现步骤摘要】
基于双层博弈的无线通信系统多用户资源分配系统
本专利技术涉及通信
,尤其是基于双层博弈的无线通信系统多用户资源分配系统。
技术介绍
随着移动通信的发展,日益增长的通信需求给通信网络带来了越来越大的压力。到2020年,通信数据量预计将增长1000倍以上。在有限的资源条件下,如何合理的在多用户之间分配资源,实现系统的最大效用,将成为亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的在于提供基于双层博弈的无线通信系统多用户资源分配系统,通过求解双层博弈,得到运营商和用户之间的最优定价关系,以及运营商最优的系统资源分配结构,能够最小化系统的能量消耗,最大化系统收益,同时具有较低的复杂度。第一方面,本专利技术实施例提供了基于双层博弈的无线通信系统多用户资源分配系统,包括群体内演化博弈求解模块、群体间演化博弈求解模块、信息收集模块、能量最优资源分配模块和斯塔克尔伯格博弈求解模块;所述信息收集模块,与所述能量最优资源分配模块相连接,用于收集第一用户群体的第一信道信息和第二用户群体的第二信道信息;所述群体内演化博弈求解模块,与所述群体间演化博弈求解模块相连接,用于求解所述第一用户群体内和所述第二用户群体内的用户演化均衡下的第一业务选择结果;所述群体间演化博弈求解模块,分别与所述能量最优资源分配模块和所述斯塔克尔伯格博弈求解模块相连接,用于根据所述第一业务选择结果求解第一用户群体和第二用户群体之间演化均衡下的第二业务选择结果;所述能量最优资源分配模块,与所述斯塔克尔伯格博弈求解模块相连接,用于在满足所述第二业务选择结果的情况下,根据所述第一信道信息和所述第二信道信息得到能量最优资源分配结果和所述系统的能量损耗结果;所述斯塔克尔伯格博弈求解模块,用于根据不同定价下的所述第二业务选择结果和所述能量最优资源分配结果,得到运营商最大系统效用和最优资源分配结构。结合第一方面,本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中,所述信息收集模块包括第一用户群体信道信息收集模块和第二用户群体信道信息收集模块。结合第一方面的第一种可能的实施方式,本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中,还包括:所述第一用户群体信道信息收集模块,用于收集所述第一信道信息;所述第二用户群体信道信息收集模块,用于收集所述第二信道信息。结合第一方面,本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中,所述运营商提供低质量业务和高质量业务。结合第一方面的第三种可能的实施方式,本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中,所述第一业务选择结果包括第一用户比例和第二用户比例,其中,所述第一用户比例为所述第一用户群体中选择所述低质量业务的比例,所述第二用户比例为所述第二用户群体中选择所述低质量业务的比例。结合第一方面的第四种可能的实施方式,本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式,其中,所述群体内演化博弈求解模块包括第一用户群体演化博弈求解模块和第二用户群体演化博弈求解模块。结合第一方面的第五种可能的实施方式,本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式,其中,还包括:所述第一用户群体演化博弈求解模块,用于将所述第二用户群体的所述第二用户比例给定的条件下,求解所述第一用户群体的所述第一用户比例;所述第二用户群体演化博弈求解模块,用于将所述第一用户群体的所述第一用户比例给定的条件下,求解所述第二用户群体的所述第二用户比例。结合第一方面,本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式,其中,所述群体内演化博弈求解模块通过动态价格策略求解所述第一业务选择结果。结合第一方面的第四种可能的实施方式,本专利技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式,其中,所述群体间演化博弈求解模块根据所述第一用户比例和所述第二用户比例互为函数求解所述第二业务选择结果。第二方面,本专利技术实施例提供了基于双层博弈的无线通信系统多用户资源分配系统,包括如上所述的基于双层博弈的无线通信系统多用户资源分配系统,还包括:信息收集模块还用于利用导频估计第一用户群体和第二用户群体的信道信息。本专利技术提供了基于双层博弈的无线通信系统多用户资源分配系统,包括群体内演化博弈求解模块、群体间演化博弈求解模块、信息收集模块、能量最优资源分配模块和斯塔克尔伯格博弈求解模块;信息收集模块用于收集信道信息;群体内演化博弈求解模块用于求解用户群体内演化均衡业务选择结果;群体间演化博弈求解模块用于求解不同用户群体间演化均衡业务结果;能量最优资源分配模块用于求解能量最优资源分配和最小能量损耗结果;斯塔克尔伯格博弈求解模块根据不同定价下的业务选择结果求解运营商最大系统效用和最优资源分配结构。本专利技术通过求解双层博弈得到运营商和用户之间的最优定价关系、运营商最优资源分配结构,最小化系统能量消耗,最大化系统收益。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的基于双层博弈的无线通信系统多用户资源分配系统示意图;图2为本专利技术实施例提供的第一用户群体的博弈演化均衡点示意图;图3为本专利技术实施例提供的系统演化过程示意图;图4为本专利技术实施例提供的系统总收益对比示意图。图标:10-信息收集模块;20-群体内演化博弈求解模块;30-群体间演化博弈求解模块;40-能量最优资源分配模块;50-斯塔克尔伯格博弈求解模块。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。目前,随着移动通信的发展,日益增长的通信需求给通信网络带来了越来越大的压力。到2020年,通信数据量预计将增长1000倍以上。在有限的资源条件下,如何合理的在多用户之间分配资源,实现系统的最大效用,将成为亟待解决的问题。基于此,本专利技术实施例提供的基于双层博弈的无线通信系统多用户资源分配系统,通过求解双层博弈,得到运营商和用户之间的最优定价关系,以及运营商最优的系统资源分配结构,能够最小化系统的能量消耗,最大化系统收益,同时具有较低的复杂度。实施例一:在未来5G通信中,系统延时成为系统性能的重要考量,针对不同用户与服务,运营商将会提供不同的延时保障。由于用户会根据业务的延时和价格选择不同的业务,运营商需要做出最优的价格决定,从而最大化系统效用。该过程可视为典型的斯塔克尔伯格博弈,斯塔克尔伯格博弈在定价问题和基于价格的资源分配问题中有广泛的应用。斯塔克尔伯格博弈模型是一个价格领导模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双层博弈的无线通信系统多用户资源分配系统,其特征在于,包括群体内演化博弈求解模块、群体间演化博弈求解模块、信息收集模块、能量最优资源分配模块和斯塔克尔伯格博弈求解模块;所述信息收集模块,与所述能量最优资源分配模块相连接,用于收集第一用户群体的第一信道信息和第二用户群体的第二信道信息;所述群体内演化博弈求解模块,与所述群体间演化博弈求解模块相连接,用于求解所述第一用户群体内和所述第二用户群体内的用户演化均衡下的第一业务选择结果;所述群体间演化博弈求解模块,分别与所述能量最优资源分配模块和所述斯塔克尔伯格博弈求解模块相连接,用于根据所述第一业务选择结果求解第一用户群体和第二用户群体之间演化均衡下的第二业务选择结果;所述能量最优资源分配模块,与所述斯塔克尔伯格博弈求解模块相连接,用于在满足所述第二业务选择结果的情况下,根据所述第一信道信息和所述第二信道信息得到能量最优资源分配结果和所述系统的能量损耗结果;所述斯塔克尔伯格博弈求解模块,用于根据不同定价下的所述第二业务选择结果和所述能量最优资源分配结果,得到运营商最大系统效用和最优资源分配结构。

【技术特征摘要】
1.一种基于双层博弈的无线通信系统多用户资源分配系统,其特征在于,包括群体内演化博弈求解模块、群体间演化博弈求解模块、信息收集模块、能量最优资源分配模块和斯塔克尔伯格博弈求解模块;所述信息收集模块,与所述能量最优资源分配模块相连接,用于收集第一用户群体的第一信道信息和第二用户群体的第二信道信息;所述群体内演化博弈求解模块,与所述群体间演化博弈求解模块相连接,用于求解所述第一用户群体内和所述第二用户群体内的用户演化均衡下的第一业务选择结果;所述群体间演化博弈求解模块,分别与所述能量最优资源分配模块和所述斯塔克尔伯格博弈求解模块相连接,用于根据所述第一业务选择结果求解第一用户群体和第二用户群体之间演化均衡下的第二业务选择结果;所述能量最优资源分配模块,与所述斯塔克尔伯格博弈求解模块相连接,用于在满足所述第二业务选择结果的情况下,根据所述第一信道信息和所述第二信道信息得到能量最优资源分配结果和所述系统的能量损耗结果;所述斯塔克尔伯格博弈求解模块,用于根据不同定价下的所述第二业务选择结果和所述能量最优资源分配结果,得到运营商最大系统效用和最优资源分配结构。2.根据权利要求1所述的基于双层博弈的无线通信系统多用户资源分配系统,其特征在于,所述信息收集模块包括第一用户群体信道信息收集模块和第二用户群体信道信息收集模块。3.根据权利要求2所述的基于双层博弈的无线通信系统多用户资源分配系统,其特征在于,还包括:所述第一用户群体信道信息收集模块,用于收集所述第一信道信息;所述第二用户群体信道信息收集模块,用于收集所述第二信道信息。4.根据权利要求1所述的基于双层博弈的无线通信系统多用户资源分配...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜春晓倪祖耀匡麟玲吴胜葛宁朱向明
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:北京,11

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1