[发明专利]基于混合图的双向异质频谱拍卖方法

说明书

本发明公开了一种基于混合图的双向异质频谱拍卖方法，包括以下步骤：S1、每个卖方均向拍卖经理提交需要拍卖的频谱和卖方报价，每个买方均向拍卖经理提交所在的地理位置、多个待购买的频谱所对应覆盖范围的最大半径、最小半径；S2、拍卖经理建立该待购买的频谱的频谱干扰图，并选出该频谱干扰图中非干扰关系的对应买方形成买方组，并计算买方组的组出价；S3、拍卖经理依据组出价不低于卖方报价原则确定成交的待购买的频谱，完成拍卖成交。本发明的拍卖方法买方可以缩小调整待购买频谱的覆盖范围，从而有更大几率赢得频谱资源，显著提高了买方满意度和空间利用率。

技术领域

本发明涉及5G关键技术之一的认知无线电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于混合图的双向异质频谱拍卖经理法。

背景技术

随着无线电技术的快速发展，终端设备不断增加，对无线频谱资源的需求也在快速增长，而频谱资源是一种不可再生的资源，因此无线电频谱正在成为一种日益匮乏的稀缺资源。特别是在下一代移动通信(5G)中，全球终端数量将爆炸式增长，未来10年移动流量将增加1000倍，频谱资源稀缺成为必须要解决的问题。另一方面，过去无线电频谱大部分是静态分配的，频谱只能由被授权该频谱的用户使用，静态分配不考虑频谱的空间和时间变化，很多地方的无线电频谱大部分时间都闲置着，频谱利用率非常低。认知无线电是解决频谱稀缺问题的关键技术之一，认知无线网络通过实时感知、在不干扰授权用户正常通信的前提下，允许认知用户动态接入授权用户的空闲频段，有效提高了频谱利用率。

为了能够使多个用户在互不干扰的条件下共享一个指定频段的电磁频谱，频谱拍卖是一种很好的方法。频谱拍卖是一种开放的、基于市场的频谱交易，激励现有的频谱拥有者作为卖方(主用户)，将他们所选择的空闲频谱出租给新的频谱用户来获得收益，想要获得频谱的用户作为买方(次用户)参与竞争，每个竞争者都有平等的获胜机会，获胜的购买者将可以接入他们急需的频谱，并向卖方(主用户)支付一定的价钱。在频谱共享的模型中，基于拍卖的频谱交易得到了广泛的应用，取得了一系列进展。例如“Trust:A generalframewock for truthful double spectrum auctions”提出的TRUST算法是一种竞争者诚实投标、防止作弊和共谋的动态频谱双向拍卖机制，并且能在地理位置上实现空间复用，通过采用McAfee拍卖的赢家决定机制和统一定价机制实现了拍卖机制设计的经济学特性。

在现有的基于拍卖的频谱共享方案中，拍卖经理通常使用无向干扰图来衡量买方之间的干扰，其顶点代表买方，边代表它们之间的干扰，即两个有边连接的顶点(买方)不能共同使用一个频谱，不相连的点和独立的点可以共享一个频谱。然而这种无向图仅仅是用二进制的“是”或“否”来代表两个买方之间的干扰情况，这并不能准确代表两个覆盖面积不同的买方之间的干扰情况，任何两个买方之间的相互干扰应该在多个层次上进行衡量。除此之外，目前大多数的动态频谱拍卖假设频谱是同质的，所有频谱资源在买方间产生的干扰关系是相同的，多个买方对所有的卖方的频谱都感兴趣且对所有频段出同样的价格。事实上，不同的频谱的中心频率不同，最大传输距离也就不同，因此买方间的干扰关系不同，频谱干扰图也不同。这导致现有的基于拍卖的频谱共享方案买方满意度和空间利用率不高。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种基于混合图的双向异质频谱拍卖方法，买方可以缩小调整待购买频谱的覆盖范围，从而有更大几率赢得频谱资源，显著提高了买方满意度和空间利用率。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于混合图的双向异质频谱拍卖方法，包括多个买方、卖方以及一个拍卖经理，其特征在于，包括以下步骤：

S1、每个卖方均向拍卖经理提交需要拍卖的频谱和卖方报价，拍卖经理公布需要拍卖的频谱，每个买方均向拍卖经理提交所在的地理位置、多个待购买的频谱所对应的以地理位置为圆心的覆盖范围的最大半径、最小半径以及对应频谱的买方报价；