蜂窩網(wǎng)流量分擔的頻譜拍賣算法研究.pdf

1、由于移動數(shù)據(jù)流量的爆炸式增長，蜂窩網(wǎng)運營商面對更大的壓力來為蜂窩用戶提供足夠的蜂窩頻譜資源，以滿足每天動態(tài)變化的流量需求。為了解決日益增長的移動數(shù)據(jù)流量的需求問題，蜂窩網(wǎng)運營商急于尋求新的技術(shù)來擴大整個蜂窩網(wǎng)絡(luò)的容量，所以流量分擔技術(shù)應(yīng)運而生。
　　然而，在流量分擔技術(shù)應(yīng)用之前，蜂窩網(wǎng)絡(luò)運營商還面臨著一個挑戰(zhàn)，即這些私有的第三方熱點一般不會允許非注冊用戶接入網(wǎng)絡(luò)。一個可行的解決方案是蜂窩網(wǎng)絡(luò)運營商租賃第三方網(wǎng)絡(luò)的空閑頻帶并給第三方

2、熱點所有者相應(yīng)的報酬，購買第三方熱點空閑頻譜資源進行流量分擔，是一個雙贏的解決方案：
　　1）蜂窩網(wǎng)絡(luò)運營商無需升級網(wǎng)絡(luò)就可以實現(xiàn)頻譜儲備；
　　2）第三方熱點所有者可以出租空閑頻譜獲得額外收入。本文的主要研究成果概括如下：
　　首先，我們提出了一種新型的基于反向拍賣模型的激勵框架，鼓勵第三方熱點所有者為蜂窩網(wǎng)絡(luò)運營商提供流量分擔服務(wù)?；诜聪蚺馁u的激勵框架的概述如下，蜂窩網(wǎng)絡(luò)運營商根據(jù)在各時間段的流量需求通過反拍賣的

3、方式從第三方熱點所有者那里購買頻譜資源。其中拍賣物品為頻譜資源，第三方熱點所有者為賣家，蜂窩網(wǎng)絡(luò)運營商或受信任的第三方服務(wù)方作為買家，收集來自所有第三方熱點所有者的投標并做出決定：
　　1）拍賣的分配結(jié)果，即決定某一投標人在某一時間段內(nèi)投標成功；
　　2）拍賣的價格回報，即決定支付投標成功的賣家多少報酬。然后，我們提出了一個自適應(yīng)拉格朗日松弛（ALR）算法求得反向拍賣優(yōu)化問題的近似最優(yōu)解。此外，我們提出了一個新的支付規(guī)則，并

4、證明了該支付規(guī)則可以保證個體的合理性和出價真實性。廣泛的數(shù)值結(jié)果分析了自適應(yīng)拉格朗日松弛算法。
　　另外，我們提出了一個基于第三方接入點容量的出價函數(shù)。我們考慮在第三方網(wǎng)絡(luò)流量分擔過程中，一個主用戶（PU）與多個次用戶（SUs）共享頻譜，提出了一個基于信漏噪比的波束形成算法，在第三方網(wǎng)絡(luò)中每個次用戶信漏噪比約束和主用戶的干擾約束的條件下，通過博弈論的方法最大化第三方網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。納什均衡被認為是這個博弈的解決方案之一。仿真結(jié)果表明