本申請涉及人工智能，尤其涉及一種低軌衛(wèi)星頻譜共享方法、裝置、計算機設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、低軌星座的大規(guī)模部署，為全球用戶帶來了高通量、低延時的通信服務(wù)，同時也給頻譜資源的使用帶來了挑戰(zhàn)，如何合理分配和管理頻譜資源，避免干擾，成為一個重要研究課題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請實施例的目的在于提出一種低軌衛(wèi)星頻譜共享方法、裝置、計算機設(shè)備及存儲介質(zhì)，以解決如何合理分配和管理頻譜資源，避免干擾的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本申請實施例提供一種低軌衛(wèi)星頻譜共享方法，采用了如下所述的技術(shù)方案：

3、根據(jù)基于stackelberg博弈模型的頻譜分配算法對目標頻譜進行第一分配處理，得到第一分配結(jié)果；

4、若所述第一分配結(jié)果不存在空閑頻譜，則維持所述目標頻譜當(dāng)前分配策略；

5、若所述第一分配結(jié)果存在空閑頻譜，則將所述空閑頻譜放入公共頻譜池；

6、根據(jù)基于雙邊競價拍賣博弈模型的頻譜分配算法對所述空閑頻譜進行第二分配處理。

7、進一步的，所述基于stackelberg博弈模型的頻譜分配算法表示為：

8、

9、其中，表示高優(yōu)先級星座的策略集的效用函數(shù)最大值表達式；表示高優(yōu)先級星座對原有用戶的單位頻譜定價；表示總頻譜容量；表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星拍到空閑頻譜后產(chǎn)生的市場價值；表示成本補償函數(shù)；表示第i個高優(yōu)先級星座選擇的策略；表示價值關(guān)于能接入多少頻譜偏好系數(shù)的價值常數(shù)。

10、進一步的，所述基于雙邊競價拍賣博弈模型的頻譜分配算法表示為：

11、

12、其中，表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星的效用函數(shù)；表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星需要的頻譜寬度；：表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星競標信息集合；表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星服務(wù)用戶產(chǎn)生的收益函數(shù)；表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星對高優(yōu)先級星座空閑頻譜占用的時長；表示已有的空閑頻譜帶寬；表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星競拍單位頻譜付出的價值；表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星拍到空閑頻譜后產(chǎn)生的市場價值；表示高優(yōu)先級星座空閑頻譜能夠使用的時長。

13、進一步的，所述根據(jù)基于雙邊競價拍賣博弈模型的頻譜分配算法對所述空閑頻譜進行第二分配處理的步驟，具體包括下述步驟：

14、獲取所述公共頻譜池在當(dāng)前時刻的空閑頻譜數(shù)量、競拍需求數(shù)量以及競標信息；

15、根據(jù)預(yù)設(shè)的限制條件對所述競標信息以及所述空閑頻譜進行第一輪過濾處理，得到第一過濾競標信息以及第一過濾空閑頻譜；

16、若所述空閑頻譜數(shù)量大于或等于所述競拍需求數(shù)量，則計算所述第一過濾競標信息的競標匹配度，在所述第一過濾競標信息中保留競標匹配度大于0的第二過濾競標信息，計算所述第二過濾競標信息的競標效用值，并將競標效用值最大的第二過濾競標信息與頻譜最大的第一過濾空閑頻譜進行匹配操作；

17、若所述空閑頻譜數(shù)量小于所述競拍需求數(shù)量，計算所述第一過濾空閑頻譜的頻譜匹配度，在所述第一過濾空閑頻譜中保留頻譜匹配度大于0的第二過濾空閑頻譜，計算所述第二過濾空閑頻譜的頻譜效用值，并將頻譜效用值最大的第二過濾空閑頻譜與需求最大的第一過濾競標信息進行匹配操作。

18、進一步的，所述競標匹配度或者所述頻譜匹配度表示為：

19、

20、其中，表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星需要的頻譜寬度；表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星拍到空閑頻譜后產(chǎn)生的市場價值；表示已有的空閑頻譜帶寬；表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星競拍單位頻譜付出的價值。

21、為了解決上述技術(shù)問題，本申請實施例還提供一種低軌衛(wèi)星頻譜共享裝置，采用了如下所述的技術(shù)方案：

22、第一分配模塊，用于根據(jù)基于stackelberg博弈模型的頻譜分配算法對目標頻譜進行第一分配處理，得到第一分配結(jié)果；

23、第一分配結(jié)果模塊，用于若所述第一分配結(jié)果不存在空閑頻譜，則維持所述目標頻譜當(dāng)前分配策略；

24、第二分配結(jié)果模塊，用于若所述第一分配結(jié)果存在空閑頻譜，則將所述空閑頻譜放入公共頻譜池；

25、第二分配模塊，用于根據(jù)基于雙邊競價拍賣博弈模型的頻譜分配算法對所述空閑頻譜進行第二分配處理。

26、進一步的，所述基于stackelberg博弈模型的頻譜分配算法表示為：

27、

28、其中，表示高優(yōu)先級星座的策略集的效用函數(shù)最大值表達式；表示高優(yōu)先級星座對原有用戶的單位頻譜定價；表示總頻譜容量；表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星拍到空閑頻譜后產(chǎn)生的市場價值；表示成本補償函數(shù)；表示第i個高優(yōu)先級星座選擇的策略；表示價值關(guān)于能接入多少頻譜偏好系數(shù)的價值常數(shù)。

29、進一步的，所述基于雙邊競價拍賣博弈模型的頻譜分配算法表示為：

30、

31、其中，表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星的效用函數(shù)；表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星需要的頻譜寬度；：表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星競標信息集合；表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星服務(wù)用戶產(chǎn)生的收益函數(shù)；表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星對高優(yōu)先級星座空閑頻譜占用的時長；表示已有的空閑頻譜帶寬；表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星競拍單位頻譜付出的價值；表示低優(yōu)先級星座衛(wèi)星拍到空閑頻譜后產(chǎn)生的市場價值；表示高優(yōu)先級星座空閑頻譜能夠使用的時長。

32、為了解決上述技術(shù)問題，本申請實施例還提供一種計算機設(shè)備，采用了如下所述的技術(shù)方案：

33、包括存儲器和處理器，所述存儲器中存儲有計算機可讀指令，所述處理器執(zhí)行所述計算機可讀指令時實現(xiàn)如上所述的低軌衛(wèi)星頻譜共享方法的步驟。

34、為了解決上述技術(shù)問題，本申請實施例還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，采用了如下所述的技術(shù)方案：

35、所述計算機可讀存儲介質(zhì)上存儲有計算機可讀指令，所述計算機可讀指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上所述的低軌衛(wèi)星頻譜共享方法的步驟。

36、本申請?zhí)峁┝艘环N低軌衛(wèi)星頻譜共享方法，包括：根據(jù)基于stackelberg博弈模型的頻譜分配算法對目標頻譜進行第一分配處理，得到第一分配結(jié)果；若所述第一分配結(jié)果不存在空閑頻譜，則維持所述目標頻譜當(dāng)前分配策略；若所述第一分配結(jié)果存在空閑頻譜，則將所述空閑頻譜放入公共頻譜池；根據(jù)基于雙邊競價拍賣博弈模型的頻譜分配算法對所述空閑頻譜進行第二分配處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請通過研究低軌多星座之間非同頻使用情況下的動態(tài)頻譜分配策略，提出一種在認知無線電系統(tǒng)中基于分步式博弈的多低軌衛(wèi)星空閑頻譜動態(tài)匹配算法，第一層利用高優(yōu)先級星座和低優(yōu)先級星座之間的完全信息下的動態(tài)非合作博弈，通過求得納什均衡，得到頻譜共享策略能夠增大頻譜利用率的結(jié)論；第二層博弈，通過使用多個低優(yōu)先級星座需求和高優(yōu)先級星座空閑頻譜間的非完全信息下的雙邊競價拍賣博弈模型，基于貪婪算法的性質(zhì)（局部最優(yōu)解出全局最優(yōu)），在時域和頻域上均達到空閑頻譜利用率的極大提升。

技術(shù)特征：

1.一種低軌衛(wèi)星頻譜共享方法，其特征在于，包括下述步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低軌衛(wèi)星頻譜共享方法，其特征在于，所述基于stackelberg博弈模型的頻譜分配算法表示為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低軌衛(wèi)星頻譜共享方法，其特征在于，所述基于雙邊競價拍賣博弈模型的頻譜分配算法表示為低優(yōu)先級星座衛(wèi)星的效用函數(shù)：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低軌衛(wèi)星頻譜共享方法，其特征在于，所述根據(jù)基于雙邊競價拍賣博弈模型的頻譜分配算法對所述空閑頻譜進行第二分配處理的步驟，具體包括下述步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低軌衛(wèi)星頻譜共享方法，其特征在于，所述競標匹配度或者所述頻譜匹配度表示為：

6.一種低軌衛(wèi)星頻譜共享裝置，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低軌衛(wèi)星頻譜共享裝置，其特征在于，所述基于stackelberg博弈模型的頻譜分配算法表示為：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低軌衛(wèi)星頻譜共享裝置，其特征在于，所述基于雙邊競價拍賣博弈模型的頻譜分配算法表示為低優(yōu)先級星座衛(wèi)星的效用函數(shù)：

9.一種計算機設(shè)備，包括存儲器和處理器，其特征在于，所述存儲器中存儲有計算機可讀指令，所述處理器執(zhí)行所述計算機可讀指令時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至5中任一項所述的低軌衛(wèi)星頻譜共享方法的步驟。

10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質(zhì)上存儲有計算機可讀指令，所述計算機可讀指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至5中任一項所述的低軌衛(wèi)星頻譜共享方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請實施例屬于人工智能的云技術(shù)/大數(shù)據(jù)/信息安全技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種低軌衛(wèi)星頻譜共享方法、裝置、計算機設(shè)備及存儲介質(zhì)，該方法包括：根據(jù)基于Stackelberg博弈模型的頻譜分配算法對目標頻譜進行第一分配處理，得到第一分配結(jié)果；若所述第一分配結(jié)果不存在空閑頻譜，則維持所述目標頻譜當(dāng)前分配策略；若所述第一分配結(jié)果存在空閑頻譜，則將所述空閑頻譜放入公共頻譜池；根據(jù)基于雙邊競價拍賣博弈模型的頻譜分配算法對所述空閑頻譜進行第二分配處理。本申請在時域和頻域上均達到空閑頻譜利用率的極大提升。

技術(shù)研發(fā)人員：劉元媛,李偉,周平,盧偉俊,林輝,李世林
受保護的技術(shù)使用者：國家無線電監(jiān)測中心
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/4