無線頻譜二級市場交易與機(jī)會接入策略研究.pdf

1、隨著無線通信業(yè)務(wù)的高速增長，無線頻譜已成為稀缺資源。為解決靜態(tài)頻譜規(guī)劃帶來的資源利用率不高問題，產(chǎn)生了認(rèn)知無線電思想，這意味著無線頻譜二次開發(fā)將不可避免。要將認(rèn)知無線電思想付諸實施，就需要深入研究認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)用戶對頻譜資源的檢測、分析、利用的全過程，得出在各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實現(xiàn)認(rèn)知接入的策略和途徑。
　　本文研究的出發(fā)點是得出認(rèn)知用戶在不同的資源類型、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的接入策略：既包含在二級頻譜資源市場中的競價策略，也包含機(jī)會頻譜的分布式

2、接入策略。研究的主要任務(wù)是在考慮到各種實際應(yīng)用場景中存在頻譜所有者和認(rèn)知用戶的類型、數(shù)量和業(yè)務(wù)需求上的差別前提下，根據(jù)博弈論等經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，深入分析認(rèn)知用戶在幾種典型的無線頻譜二級市場交易與機(jī)會頻譜資源的接入策略問題。本文的主要貢獻(xiàn)在于以下幾個方面：
　　單頻譜所有者二級頻譜市場交易下的認(rèn)知用戶競價策略：在頻譜所有者給定頻譜拍賣交易方式前提下，首次從用戶收益最大化的角度并利用經(jīng)濟(jì)學(xué)理論得出認(rèn)知用戶的競價策略。首先，深入分析了認(rèn)知用戶

3、收益的三個組成部分，得出其提高收益的主要途徑是采用關(guān)聯(lián)價值函數(shù)決定頻譜價值與防止拍賣者欺詐導(dǎo)致拍賣獲勝的零收益。其次，給出了滿足頻譜價值性質(zhì)的最優(yōu)信道關(guān)聯(lián)價值表達(dá)式。最后，對拍賣方是否欺詐與多個認(rèn)知用戶選擇競價的非合作博弈進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上得出了防止拍賣方欺詐機(jī)制。
　　多頻譜所有者二級頻譜市場交易下的認(rèn)知用戶競價策略：研究了認(rèn)知用戶以頻分復(fù)用方式接入情形下實現(xiàn)完全經(jīng)濟(jì)性的頻譜資源分配問題。不同于以往研究中將認(rèn)知用戶之間的干擾

4、條件與競價因素分開考慮得到的半經(jīng)濟(jì)性頻譜分配機(jī)制，本文首次將干擾條件與競價高低綜合分析，提出了基于虛擬拍賣結(jié)果的用戶聯(lián)盟形成算法，最終得到認(rèn)知用戶的最佳聯(lián)盟劃分，并實現(xiàn)了高于以往文獻(xiàn)頻譜分配效率的結(jié)果。并且，本文所得出的頻譜拍賣機(jī)制還可進(jìn)一步擴(kuò)展到認(rèn)知用戶之間的累計干擾模型與最大化頻譜拍賣方收益的情形。
　　單授權(quán)信道中認(rèn)知用戶下墊式機(jī)會頻譜接入策略：在建立授權(quán)信道上的授權(quán)用戶數(shù)量的狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型基礎(chǔ)上，首次得出了單認(rèn)知用戶傳輸時長

5、與發(fā)射功率的聯(lián)合策略，實現(xiàn)其數(shù)據(jù)傳輸量的最大化。首先，對認(rèn)知用戶不同時刻的數(shù)據(jù)傳輸量進(jìn)行了分析，得出了最大化總數(shù)據(jù)傳輸量等效于任一授權(quán)用戶數(shù)量狀態(tài)下的數(shù)據(jù)傳輸量最大化；然后，在此基礎(chǔ)上得出了認(rèn)知用戶的期望總傳輸數(shù)據(jù)量，并通過仿真驗證了該傳輸策略的有效性。
　　多授權(quán)信道及多認(rèn)知用戶填充式機(jī)會頻譜接入策略：基于對信道、時隙選擇過程的均衡分析，實現(xiàn)了多認(rèn)知用戶分布式接入多授權(quán)信道上機(jī)會頻譜資源的信道與時隙最優(yōu)選擇。不同于二級頻譜市場，