無線網路中的頻譜資源二次分配機制研究

《無線網路中的頻譜資源二次分配機制研究》是依託蘇州大學，由孫玉娥擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：無線網路中的頻譜資源二次分配機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：孫玉娥
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

頻譜拍賣可以實現頻譜資源在二級市場上的再分配，提高頻譜利用率，是解決當前無線網路中頻譜資源日益緊缺局面的有效途徑之一。然而，這方面的研究還存在若干不足，難以滿足真實二級頻譜拍賣市場的需求，如僅實現了單維度的頻譜復用，而忽略了頻譜在時間和空間上的多維度復用，更未在考慮多維度復用的基礎上，設計最優或近似最優的頻譜拍賣機制，從而導致頻譜利用率不高。本項目將針對上述問題，根據不同類型頻譜的特點，研究頻譜資源在二級市場上的再分配問題，使所設計的拍賣機制在實現多維度頻譜復用的前提下，達到社會效益、賣家收益或成交價真實反映供求關係等性能指標的最優或近似最最佳化。主要研究內容包括：針對空白頻譜和有計畫使用的頻譜的離線單向拍賣機制和離線雙向拍賣機制研究，以及針對隨機使用的頻譜的線上實時拍賣機制研究。通過上述研究，本項目將提出一系列符合真實頻譜二級市場需求的拍賣機制，並通過理論分析和仿真模擬證明其有效性。

結題摘要

頻譜拍賣可以實現頻譜資源在二級市場上的再分配，提高頻譜利用率，是解決當前無線網路中頻譜資源日益緊缺局面的有效途徑之一。然而，這方面的研究還存在若干不足，難以滿足真實二級頻譜拍賣市場的需求，如僅實現了但維度的頻譜復用，而忽略了頻譜在時間和空間上的多維度復用的基礎上，設計最優或近似最優的頻譜拍賣機制，從而導致頻譜利用率不高。本項目針對上述問題，針對不同類型頻譜的特點，研究頻譜資源在二級市場上的再分配問題，使所設計的拍賣機制在實現多維度頻譜復用的前提下，達到社會效益、賣家收益或保證買家間的公平性等性能指標的最優或近似最最佳化。主要研究內容包括離線單向頻譜拍賣機制、離線雙向頻譜拍賣機制以及線上頻譜拍賣機制的研究。針對上述研究內容，本課題首先考慮了頻譜資源在時間和空間維度上的可復用性，設計了一系列有性能保證的近似最優頻譜拍賣機制，提高了頻譜的利用率；其次，針對不同的雙向拍賣模型（如同質頻譜、異質頻譜），本課題設計了一系列能夠保證買家公平性、最大化社會效益的誠實雙向拍賣機制。最後，針對隨機使用的頻譜，在考慮二級用戶預算限制的基礎上，設計了機制使得初級用戶可以定期釋放自身利用率不高的頻段，以拍賣的方式與需要的二級頻譜用戶共享頻譜。除了上述契約中規定的研究內容，本課題還對頻譜資源在二級市場上的分配問題作了進一步深入的研究。例如，探討了頻譜拍賣過程中買家的隱私保護問題。為了保護買家的報價隱私，研究引入了一個半誠實的第三方，通過買家、賣家以及第三方之間的互動，在不泄露任何買家的隱私的基礎上，正確完成整個拍賣過程；為了進一步提高頻譜拍賣的靈活性，本課題還設計了一種可變頻寬的頻譜誠實拍賣機制，進一步提高了頻譜資源的利用率。通過本課題的研究，設計出了一整套滿足不同套用場景的誠實頻譜拍賣機制，所設計的機制具有較高的性能保證，為接下來真正實現頻譜資源在二級市場上的自由交易提供了堅實的理論基礎，具有較強的現實指導意義。