[发明专利]一种针对异质频谱的真实性双重拍卖方法

说明书

技术领域

 本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及针对异质频谱的真实性双重拍卖方法。

背景技术

随着通信技术和无线网络的快速发展， 无线运营商对于频谱资源的需求日益增长。为此，各国相关政府职能部门都有计划地开放更多的频谱给无线运营商。比如，美国联邦通讯委员会（FCC）计划收回现有频谱占有者的执照，重新向无线运营商拍卖频谱。拍卖是实现频谱高效利用的手段之一。通过拍卖竞价，频谱资源可以被对该频谱出价最高及最能实现该频谱价值的无线运营商获得。

现有的频谱拍卖方法首先着眼于频谱可以复用的特性。不同于其他商品，频谱可以同时分配给多个非干扰的竞拍者。基于这一特性，现有的频谱拍卖方法先将非干扰的竞拍者分组，然后将同一频谱分配给组内的所有竞拍者。这样的频谱拍卖方法包括正向拍卖（一个拍卖者多个竞拍者）和双向拍卖（多个拍卖者，多个竞拍者，一个拍卖师）。在设计频谱拍卖方法时，保证其真实性和个体合理性也是重要目标。然而，现有的频谱拍卖方法大多将频谱看作同质的商品，竞拍者对所有频谱给出相同的出价，而拍卖师也按照同一个频谱干扰图将竞拍者分组。这样的频谱拍卖方法存在下述两个缺陷：

首先，竞拍者不能表达其对不同频谱不同估价的真实意愿。如果竞拍者按照其对所有频谱的最低估价出价，那么该竞拍者对于高质量频谱的竞争力会削弱；如果竞拍者按照其对所有频谱的最高估价出价，那么该竞拍者可能会对低质量的频谱付出过高价码。

其次，不同频谱的中心频率不同。在相同的传输距离和发射功率的前提下，不同频谱的路径损耗不同。因此，要达到相同的接收端信噪比（SNR）要求，不同频谱的最大传输距离也不同。由于频谱干扰图是基于最大传输距离构建的，不同频谱的频谱干扰图也不同。如果按照最大传输距离最短的频谱干扰图寻找非干扰竞拍结点组，那么该组竞拍者实际上在复用其他频谱时会产生干扰；如果按照最大传输距离最长的频谱干扰图寻找非干扰竞拍结点组，那么实际上可以复用其他频谱的竞拍者不能被分在同一组，造成了频谱复用效率的降低。

现有的频谱拍卖方法只解决了同质频谱的复用问题，而忽略了频谱的异质性。如果简单地将现有同质频谱的拍卖方法扩展为异质频谱的拍卖方法，则频谱的复用效率低下，拍卖的真实性也不能得到保证。

发明内容

本发明的目的在于克服现有频谱拍卖方法的不足，提供了一种针对异质频谱的真实性双重拍卖方法，可以提高频谱的复用效率，保证拍卖的真实性和个体合理性。

本发明通过以下技术方案实现：

一种针对异质频谱的真实性双重拍卖方法，所述方法包括：步骤1、将待拍卖的各段频谱以中心频率的高低做升序或降序排列，将所有频谱组成频谱集，拍卖者对各段频谱均设有一个频谱底价；步骤2、接收竞拍者提交的出价向量，出价向量的长度等于待拍卖的频谱段数；步骤3、创建竞拍结点，竞拍结点与竞拍者一一对应，根据竞拍者竞拍频谱段数的多少创建相应数量的虚拟竞拍结点，将所有虚拟竞拍结点组成虚拟竞拍结点集；步骤4、判断所述频谱集和所述虚拟竞拍结点集是否均不为空，是则将排序最前的频谱从所述频谱集中取出，且为该频谱建立频谱干扰图，频谱干扰图中以所述竞拍结点替代竞拍者，否则停止；步骤5、在频谱干扰图中以虚拟竞拍结点替换竞拍结点，虚拟竞拍结点继承竞拍结点的干扰关系，且属于同一竞拍者的每两个虚拟竞拍结点之间互为干扰关系；步骤6、根据频谱干扰图中的非干扰关系选出非干扰关系的虚拟竞拍结点组成多个非干扰集，计算各非干扰集的组出价，非干扰关系即为两点之间在使用同一频谱时，相互之间不受影响；步骤7、将组出价不小于频谱底价的非干扰集找出作为待定独立集，如果待定独立集的个数不小于一个，则根据设定的寻找条件寻找出一个待定独立集作为独立集，并执行下一步骤，如果待定独立集的个数为零，则该段频谱拍卖失败，跳到执行步骤4；步骤8、独立集内除最低出价的虚拟竞拍结点外所有虚拟竞拍结点均获得该段频谱,如果最低出价者有不止一个，则随机选择一个最低出价者不获得该段频谱，独立集的组出价由获得者分摊，将获得该段频谱的虚拟竞拍结点移出虚拟竞拍结点集，该段频谱拍卖成功，跳到执行步骤4。

进一步的，所述创建频谱干扰图包括：通过信道模型计算频谱的路径损耗，再根据接收端SNR阈值得到传输距离；根据竞拍者所在的地理位置和频谱的传输距离构建频谱干扰图。

进一步的，所述出价向量包含的各个数为非负有理数。

进一步的，所述组出价为非干扰集内最低出价与非干扰集内虚拟节点数减一的乘积。