[发明专利]基于VCG机制的防骗频谱资源分配方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其是涉及一种基于VCG机制的防骗频谱 资源分配方法及系统。

背景技术

随着无线通信业务的飞速发展，无线网络有限的频谱资源正面临着日益紧 缺的问题。而认知无线电(CognitiveRadio，CR)技术作为一种新型的智能频谱 共享技术通过灵活的动态频谱接入技术成为有效解决频谱资源紧张与频谱利用 率不高之间矛盾的新途径。

目前国内外对CR技术已经有了许多成果，特别是作为CR技术核心环节的 频谱检测(spectrumsensing)技术。然而如何确保频谱检测后所获知频谱资源能 够合理、有效及可靠的分配给用户使用仍然是一个亟待解决的问题。很多有效 的频谱分配管理策略，例如；Chang等提出的一种基于Vickrey拍卖的频谱管理 策略，Niyato等采用双拍卖(doubleauction)理论来建立频谱买卖模型等等；虽 然能够提高频谱的利用率，但是这些方法都是假设用户是诚实的，其提供的私 人信息都是真实的前提下实现的。然而在CR环境中，用户往往是自私的，总希 望能采取夸大自身需求来欺骗其他用户以获得更多的接入频谱的机会，从而达 到最大化自身利益的目的。针对这种状况，Perugia考虑次用户自私所带来的对 整个系统资源分配不公平的问题，提出了一种结合机制设计(mechanismdesign) 的机会式调度算法的议价机制(pricingmechanism)来确保每个理性(rational) 自私的次用户最大化自身收益的同时最大化系统效益；而Wang等通过对双拍卖 机制设计和贝叶斯机制设计两种基于博弈理论的方法的分析和比较来设计防欺 骗和防共盟(collusion-resistant)的议价机制以提高频谱资源的利用率及公平性。 上述方法虽然能改善频谱资源分配的性能，但是所提方案都是认为资源是由主 用户分配给次用户使用的，然而实际情况中，主用户往往不止一个，主用户间 对频谱资源也是一种竞争模式。而且由于主用户的优先级，可能导致某个自私 的主用户为了不让其他主用户使用其具有授权的信道而夸大自身传输需求而独 占信道，从而造成系统总收益的下降和信道的闲置。因此，针对这种情况，设 计符合CR的特点，能够提供有效地、可靠地对用户(尤其是主用户)的这种自 私行为加以控制的方法已成为本领域技术人员亟待解决的技术课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于Vickrey-Clark-Groves(VCG) 机制并结合考虑用户优先级的两段式频谱资源分配方法，该方法能确保用户提 供信息的真实性，从而达到提高系统收益和信道利用率的目的。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种基于VCG机 制的防骗频谱资源分配方法，包括以下步骤：

步骤S1：主用户PUs和次用户SUs分别根据自身的私人信息q_PU和q_SU提出 与单位资源吞吐量需求匹配的申请；

步骤S2；系统接收用户申请后，根据PUs申请的q_PU计算得到并根据所述给主用户分配信道并计算税后的主用户总收益其中KM表示；

步骤S3：在信道有空闲时，根据SUs申请的q_SU计算根据所述给次用户分配信道并计算税后的次用户总收益其中

为解决上述问题，本发明还提供一种基于VCG机制的防骗频谱资源分配系 统，包括：

需求申请模块，用于主用户PUs和次用户SUs分别根据自身的私人信息q_PU和q_SU提出与单位资源吞吐量需求匹配的申请；

主用户计算模块，用于系统接收用户申请后，根据PUs申请的q_PU计算得到并根据所述给主用户分配信道并计算税后的主用户总收益其中oPU*=KM(qPU),]]>KM表示；