[发明专利]一种稳定的组合频谱匹配算法

摘要

本发明涉及一种稳定的组合频谱匹配算法，目的是为了解决频谱组合拍卖只优化全局效用函数，不考虑参加拍卖的个体对频谱的偏好，本发明允许购买者表达对频谱组合(而不是单个频谱)的偏好，得出相应的最优的频谱价格。设计了改进的延迟接收算法，频谱卖家基于异质频谱干扰图选择频谱买家，频谱买家的出价随算法迭代次数改变，最终收敛到稳定的组合拍卖频谱匹配。能够提高个体买家和卖家的私有效用，激励买家和卖家参与频谱交易，并且遵守最终的匹配结果和按照相应的频谱价格进行交易。

主权项

1.一种稳定的组合频谱匹配算法，其特征在于，定义频谱匹配系统模型，具体是：定义出租空闲频谱的服务供应商被视为卖方，寻求购买额外频谱的服务供应商被视为买方；每个卖方拥有一个频谱，用代表卖方，用代表买方；买家可购买的频谱数量没有上限，但是受到自己对不同频谱组合的估价和相应的价格限制；使用代表i频谱的干扰图，其中节点表示买家集合；如果两个买家j和j′在使用频谱i时，彼此在干扰范围内，则在干扰图中存在一条边ej，j′∈Ei；假设pij为买方j使用频谱i所要支付给卖方i的费用，使用pj＝(p1j，p2j，…，pmj)表示买方j的支付方案，其中pij为买方j支付给卖方i的费用；买方可以购买任意频谱组合，但是每种组合频谱会给买方带来不同的效用；假设买方j获得的频谱组合为买方j对该频谱组合的估价为Vj(Cj)，那么买方j的效用值为由于一个卖家的频谱可以分配给多个互不干扰的买家，假设为卖方i的频谱所分配给的买方，pi＝(pi1，pi2，…，pin)为卖方i获得的支付费用，其中pij为买方j支付给卖方i的费用；卖方i的效用函数为取决于竞价买家的相互干扰关系和支付的费用，如果Di中的买家互不干扰，即那么否则包含以下步骤：步骤1：匹配初始化阶段，实现方式如下，使用pij(t)代表买方j给卖方i在阶段t的暂定价格,μ(t)为阶段t的暂定匹配结果；在阶段t＝0，每个买方j给卖方i的价格都为卖方i的保留价格pij(0)＝ri，在阶段t＝0，每一个买方向所有卖方提出匹配请求；每一个卖方将暂时接受一组互不干扰且总价最高的买家，并拒绝其他买家；如果有多个这样的非干扰买方组合，卖方将随机选择一个组合；卖方i寻找总价最高的非干扰买方组合的算法等同于在i的频谱的干扰图上找到最大加权独立集，可采用近似算法，即贪婪地选取最高的买方，然后在干扰图中去掉与其干扰的邻居节点，重复该过程直到干扰图变空；其中pij为买方j给频谱i的价格，是买方在干扰图Gi中的度；步骤2：开始循环匹配阶段，直至匹配完成，实现方式如下，在阶段t≥1时，如果买方j在阶段t-1向卖方i的报价被拒绝了，则买方j会增加δp的价格给卖方i，即pij(t)＝pij(t-1)+δp，而买方j给其它卖方(包括接受的卖方或未报价的卖方)的价格保持不变；价格增量δp将导致报价的非连续性，但它符合现实的拍卖场景，例如，在实际拍卖中，下一个投标的价格必须以一定的增量超过先前的出价；给定pj(t)作为支付方案，买方j找到最大化效用uj(Cj(t)，pj(t))的卖方组合Cj(t)，并向组合中的所有卖方提出匹配请求；如果存在多个Cj(t)组合能够最大化效用uj(Cj(t)，pj(t))，买方j将随机选择一个卖方组合；基于所有买家提出的报价，卖方i将接受一组总价最高并且互不干扰的买家集合Di(t)，并拒绝其他买家；如果有多个这样的非干扰买方集合，卖方将随机选择一组接受；步骤1和步骤2将持续进行，直至所有买方的匹配请求都以其当前的支付方案被卖方全部接受。