认知无线电系统中基于竞价拍卖具有抑制共谋效果的频谱分配方法

摘要

认知无线电系统中基于竞价拍卖具有抑制共谋效果的频谱分配方法，涉及一种频谱分配方法，为了解决现有的竞价拍卖方式进行频谱资源分配中，对同时追求认知无线电系统总体收益和共谋抑制能力的效率不是很高的问题。它包括：频谱管理中心设置本轮拍卖的参数并设置保留底价，将资格价格范围分成多个小的价格区间；将本轮中所有投标分别按照信道单价和收益贡献值进行复合排序处理；从最高的价格区间向下依次进行遴选：不同价格区间之间，信道单价高的投标优先获标；同一价格区间之内，收益贡献值大的投标优先获标；将各个投标的结果返回给对应的认知用户，再按结果进行频谱分配。它用于认知无线电系统中的频谱分配。

主权项

1.认知无线电系统中基于竞价拍卖具有抑制共谋效果的频谱分配方法，其特征在于它包括如下步骤：步骤一：频谱管理中心启动新一轮的竞价拍卖，设共有N个认知用户参与本轮竞拍，分别向频谱管理中心提交投标(p_i，r_i)，其中p_i表示认知用户i愿意支付的信道单位价格，r_i表示该用户在本轮所需要的单位信道数量。步骤二、频谱管理中心设置本轮拍卖的参数：W、k、S、SS、p_c和X[N]。其中，W为本轮价格区间的数量、k为当前市场单价-需求量曲线的斜率、S为当前频谱池中的可用单位信道数量、p_c为系统本轮的保留底价、SS为本轮分配过程中实时剩余的信道数量和X[N]为竞拍结果矩阵；步骤三：频谱管理中心对N个认知用户提交的竞标按单位价格降序排序得到投标矩阵B[N][4]，具有相同单价的投标按需求量的降序进行排列；其中，B[N][4]的第一列表示N个认知用户提交的竞标单价、第二列表示N个认知用户提交的需求量、第三列表示N个认知用户的用户编码、第四列表示N个认知用户的资格参数，N为正整数；利用保留价p_c筛选所用的投标，授予p_i≥p_c的用户参与本轮频谱分配的资格，即在投标矩阵B[N][4]中对获得资格的用户将资格参数置1；步骤四：根据p_c、S和W求出价格区间U_j和落入该区间的用户数量m[n]：将具有资格的价格区间[p_c，Q]＝[p_c，-2kS]分为W个宽度为的区间，U_j表示第个宽度的价格区间记作：$\left\{\begin{array}{c}{U}_j=(Q-\mathrm{j\Delta },Q-(j-1\left)\Delta \right],j\in [1,W-1]\\ U_j=[p_c,Q-(W-1)\Delta ],j=W\end{array}\right.$其中，Q为理想市场曲线对应的最高单价；结合投标矩阵B[N][4]求出落入每个价格区间上的用户数量m[n]，写入矩阵M[W]其中中n＝1，…，W；步骤五：将投标矩阵B[N][4]映射写入与投标矩阵有相同的结构的优化矩阵C[N][4]中，该映射规则如下：只对b[m][3]＝1的投标进行映射操作；从价格区间U₁起，将对应的m[W]个投标按照其收益贡献值p_ir_i的大小进行降序排列，再顺序写入矩阵C[N][4]中，依次对各个价格区间上的投标进行操作，直到对U_W操作完成，映射结束；步骤六：从优化矩阵C[N][4]的第一个投标开始，判断每个标的需求量是否超过频谱池剩余的资源量SS；若未超过，则该标对应的用户成功获得投标，并在SS中减去该标的需求量，继续判断下一个投标；若超过，则将该标的前一个标称作参照标C_r；以参照标为参考，将其所处价格区间的下一个区间的首标作为临界标C_L，等待判定；步骤七：比较临界标与参照标的收益贡献值大小，若同时满足临界标的收益贡献更大，临界标的需求量不超过当前频谱池资源量与参照标的需求量之和，则做出调整：取消参照标对应用户的获标资格，判定临界标用户成功获标；若上述两个条件不能同时满足，则该轮竞价拍卖结束；步骤八：将上一步中的临界标作为新的参照标，其下一个价格区间的首标作为新的临界标，转至步骤六，进行相同计算处理；步骤九：频谱管理中心将该轮竞价拍卖的结果x[i]返回给各个认知用户，若x[i+1]＝1，则该用户以单价p_i获得r_i个单位信道资源，用户须向频谱管理中心支付费用p_ir_i；若x[i]＝0，则该用户在该轮竞拍中失败。