無(wú)線(xiàn)頻譜二級(jí)市場(chǎng)交易與機(jī)會(huì)接入策略研究.pdf

1、隨著無(wú)線(xiàn)通信業(yè)務(wù)的高速增長(zhǎng)，無(wú)線(xiàn)頻譜已成為稀缺資源。為解決靜態(tài)頻譜規(guī)劃帶來(lái)的資源利用率不高問(wèn)題，產(chǎn)生了認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電思想，這意味著無(wú)線(xiàn)頻譜二次開(kāi)發(fā)將不可避免。要將認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電思想付諸實(shí)施，就需要深入研究認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)對(duì)頻譜資源的檢測(cè)、分析、利用的全過(guò)程，得出在各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)認(rèn)知接入的策略和途徑。
　　本文研究的出發(fā)點(diǎn)是得出認(rèn)知用戶(hù)在不同的資源類(lèi)型、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的接入策略：既包含在二級(jí)頻譜資源市場(chǎng)中的競(jìng)價(jià)策略，也包含機(jī)會(huì)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(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中存在頻譜所有者和認(rèn)知用戶(hù)的類(lèi)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(hù)在幾種典型的無(wú)線(xiàn)頻譜二級(jí)市場(chǎng)交易與機(jī)會(huì)頻譜資源的接入策略問(wèn)題。本文的主要貢獻(xiàn)在于以下幾個(gè)方面：
　　單頻譜所有者二級(jí)頻譜市場(chǎng)交易下的認(rèn)知用戶(hù)競(jìng)價(jià)策略：在頻譜所有者給定頻譜拍賣(mài)交易方式前提下，首次從用戶(hù)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(hù)的競(jìng)價(jià)策略。首先，深入分析了認(rèn)知用戶(hù)

3、收益的三個(gè)組成部分，得出其提高收益的主要途徑是采用關(guān)聯(lián)價(jià)值函數(shù)決定頻譜價(jià)值與防止拍賣(mài)者欺詐導(dǎo)致拍賣(mài)獲勝的零收益。其次，給出了滿(mǎn)足頻譜價(jià)值性質(zhì)的最優(yōu)信道關(guān)聯(lián)價(jià)值表達(dá)式。最后，對(duì)拍賣(mài)方是否欺詐與多個(gè)認(rèn)知用戶(hù)選擇競(jìng)價(jià)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(mài)方欺詐機(jī)制。
　　多頻譜所有者二級(jí)頻譜市場(chǎng)交易下的認(rèn)知用戶(hù)競(jìng)價(jià)策略：研究了認(rèn)知用戶(hù)以頻分復(fù)用方式接入情形下實(shí)現(xiàn)完全經(jīng)濟(jì)性的頻譜資源分配問(wèn)題。不同于以往研究中將認(rèn)知用戶(hù)之間的干擾

4、條件與競(jìng)價(jià)因素分開(kāi)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(jìng)價(jià)高低綜合分析，提出了基于虛擬拍賣(mài)結(jié)果的用戶(hù)聯(lián)盟形成算法，最終得到認(rèn)知用戶(hù)的最佳聯(lián)盟劃分，并實(shí)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(mài)機(jī)制還可進(jìn)一步擴(kuò)展到認(rèn)知用戶(hù)之間的累計(jì)干擾模型與最大化頻譜拍賣(mài)方收益的情形。
　　單授權(quán)信道中認(rèn)知用戶(hù)下墊式機(jī)會(huì)頻譜接入策略：在建立授權(quán)信道上的授權(quán)用戶(hù)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(hù)傳輸時(shí)長(zhǎng)

5、與發(fā)射功率的聯(lián)合策略，實(shí)現(xiàn)其數(shù)據(jù)傳輸量的最大化。首先，對(duì)認(rèn)知用戶(hù)不同時(shí)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(hù)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(hù)的期望總傳輸數(shù)據(jù)量，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了該傳輸策略的有效性。
　　多授權(quán)信道及多認(rèn)知用戶(hù)填充式機(jī)會(huì)頻譜接入策略：基于對(duì)信道、時(shí)隙選擇過(guò)程的均衡分析，實(shí)現(xiàn)了多認(rèn)知用戶(hù)分布式接入多授權(quán)信道上機(jī)會(huì)頻譜資源的信道與時(shí)隙最優(yōu)選擇。不同于二級(jí)頻譜市場(chǎng)，