[发明专利]一种分数阶频率复用场景下抑制共谋的频谱拍卖方法

摘要

本发明公开了一种分数阶频率复用场景下进行频谱拍卖时存在的共谋的抑制方法，该方法利用分数阶频率复用技术建立系统模型，根据信道状态信息、预编码和发射功率等因素决定买家的出价，并充分考虑分数阶频率复用技术中容易存在的竞标失败者共谋和赢家共谋，提出具有共谋抑制效果的出价表达式和支付函数表达式，并在此基础上进行最大化系统效用为目标的频谱拍卖研究。本发明提出的方法容易实现，便于扩展，更贴近实际应用，频谱拍卖方法也具有更高的分配效率复用效率，共谋抑制效果明显。

主权项

一种分数阶频率复用场景下进行频谱拍卖时存在的共谋的抑制方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)在分数阶频率复用的频谱拍卖模型中，结合信号传输过程中的信干噪比及带宽等因素，给出买家k对某个频段j的出价表达式表示：vkj＝γkBk log2(1+SINRk)，其中，γk表示买家k对某段频谱的喜好度，Bk表示买家k的通信带宽，SINRk表示买家k的信干噪比；(2)设计能有效抑制竞标失败者共谋的出价方案，主要体现为依据分数阶频率复用的性质和频率复用因子的数值，划分同频小区，并进而形成非冲突买家小组，再以各个非冲突买家小组为新的竞标人参与拍卖；拍卖开始前，非冲突买家小组内部各个买家依据出价表达式给出出价信息；然后，计算非冲突买家小组w的整体出价，方法是Bwj＝min{vkj}·L，k∈w，其中vkj表示买家j对频段k的出价，L为非冲突买家小组内部买家个数；为有效抑制失败者共谋现象，给出改进的小组出价表达式，即引入了非冲突买家小组W内出价最低者的期望激励I，且有：I=Σk∈Wmin{vkj}·vkjΣk∈Wvkj]]>其中表示买家小组j中出价的最低值。进而给出非冲突买家小组w对频段j的最终出价表示为：Bwj＝min{vkj}·L‑I，k∈w；(3)建立能实现整个系统效用最大化的优化问题，其目标函数为：其中，U(x)表示系统的效用函数，xwj表示分配向量，用于表示非冲突买家小组w竞拍频谱j成功与否，只能取0或1，干扰约束条件表示为：它表示某个频段j在一轮拍卖中至多分配给一个买家小组，其中awj指示买家小组w对频段j的出价情况，只有在买家小组w对频段j的出价大于保留价时才有awj＝1，否则为0；买家小组和各个卖家在拍卖中心的组织下根据系统效用最大化的目标和干扰约束条件的限制进行频谱拍卖；(4)通过纳什均衡解的方式设计合理的支付机制抑制赢家小组之间为提高收益而达成的共谋，主要体现为：以最大化赢家小组内部单个成员买家收益的乘积为目标建立目标函数：maxpk,k∈wΠvkj-pk]]>其中pk表示属于赢家小组w的成员买家k对赢家小组赢得的频段j的支付价格，vkj表示该成员买家的出价；约束条件表示为：∑k∈wpw＝U*n‑w，0≤pk≤vkj，其中U*n‑w表示非冲突买家小组中除了w小组之外的买家小组产生的系统效用值，它可以通过(4)中的目标函数求得；该约束条件表示赢家小组w的支付总价格应该等于其他买家小组所能创造的系统收益的值，通过求解该支付机制下的目标函数可以求得具有共谋抑制作用的赢家小组内单个成员买家的实际支付价格pk。