無線頻譜二級市場交易與機會接入策略研究.pdf

1、隨著無線通信業(yè)務的高速增長，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，產生了認知無線電思想，這意味著無線頻譜二次開發(fā)將不可避免。要將認知無線電思想付諸實施，就需要深入研究認知無線電網絡用戶對頻譜資源的檢測、分析、利用的全過程，得出在各種網絡環(huán)境中實現(xiàn)認知接入的策略和途徑。
　　本文研究的出發(fā)點是得出認知用戶在不同的資源類型、網絡環(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，也包含機會頻譜的分布式

2、接入策略。研究的主要任務是在考慮到各種實際應用場景中存在頻譜所有者和認知用戶的類型、數量和業(yè)務需求上的差別前提下，根據博弈論等經濟學原理，深入分析認知用戶在幾種典型的無線頻譜二級市場交易與機會頻譜資源的接入策略問題。本文的主要貢獻在于以下幾個方面：
　　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濟學理論得出認知用戶的競價策略。首先，深入分析了認知用戶

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聯(lián)價值函數決定頻譜價值與防止拍賣者欺詐導致拍賣獲勝的零收益。其次，給出了滿足頻譜價值性質的最優(yōu)信道關聯(lián)價值表達式。最后，對拍賣方是否欺詐與多個認知用戶選擇競價的非合作博弈進行了分析，在此基礎上得出了防止拍賣方欺詐機制。
　　多頻譜所有者二級頻譜市場交易下的認知用戶競價策略：研究了認知用戶以頻分復用方式接入情形下實現(xiàn)完全經濟性的頻譜資源分配問題。不同于以往研究中將認知用戶之間的干擾

4、條件與競價因素分開考慮得到的半經濟性頻譜分配機制，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果的用戶聯(lián)盟形成算法，最終得到認知用戶的最佳聯(lián)盟劃分，并實現(xiàn)了高于以往文獻頻譜分配效率的結果。并且，本文所得出的頻譜拍賣機制還可進一步擴展到認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。
　　單授權信道中認知用戶下墊式機會頻譜接入策略：在建立授權信道上的授權用戶數量的狀態(tài)轉移模型基礎上，首次得出了單認知用戶傳輸時長

5、與發(fā)射功率的聯(lián)合策略，實現(xiàn)其數據傳輸量的最大化。首先，對認知用戶不同時刻的數據傳輸量進行了分析，得出了最大化總數據傳輸量等效于任一授權用戶數量狀態(tài)下的數據傳輸量最大化；然后，在此基礎上得出了認知用戶的期望總傳輸數據量，并通過仿真驗證了該傳輸策略的有效性。
　　多授權信道及多認知用戶填充式機會頻譜接入策略：基于對信道、時隙選擇過程的均衡分析，實現(xiàn)了多認知用戶分布式接入多授權信道上機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，