基于干扰信息的真实性动态双向频谱拍卖方法技术

本发明专利技术公开了一种基于干扰信息的真实性动态双向频谱拍卖方法，包括步骤：获取当前时刻参与竞拍当前频谱的竞拍者所要求的频谱占用时间；根据所述竞拍者所要求的频谱占用时间和竞拍者在当前时刻占有当前频谱的价值向量，计算得到竞拍者对应当前频谱的机会成本；将竞拍者所要求的频谱占用时间与对应的干扰折价相乘，若乘积大于所述竞拍者对应当前频谱的机会成本，则当前竞拍者取得竞拍当前频谱的资格；根据竞拍者的竞拍资格进行针对异质频谱的真实性双重拍卖，直至频谱拍卖成功。本发明专利技术将竞拍者之间的干扰信息加入竞拍考虑范围，可以有效的提高频谱利用率。

【技术实现步骤摘要】
基于干扰信息的真实性动态双向频谱拍卖方法
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及基于干扰信息的真实性动态双向频谱拍卖方法。
技术介绍
动态频谱接入是一种新的利用频谱空洞的实现频谱共享范例，具体的，一级用户可以公开其空闲的频谱资源，二级用户动态地搜索空闲频谱波段，暂时使用他们来进行无线通信，即利用频谱空洞进行动态频谱接入，从而缓解频谱短缺的问题，并且提高频谱利用率。动态频谱拍卖是实现频谱的动态分配的有效方式，一级用户拍卖其空闲的频谱资源，二级用户作为竞拍者竞拍空闲频谱波段。现有的频谱拍卖模型大多是静态模型，在静态频谱拍卖模型中，拍卖者某一时刻只考虑该时刻的竞拍者的出价，将频谱分配给该时刻出价最高或者利用频谱效率最高的一个或多个竞拍者。这样的静态频谱拍卖模型将不同时刻的频谱拍卖过程孤立考虑，而没有考虑到当前时刻的频谱分配可能对之后时刻的频谱分配造成影响。这样会造成频谱利用率的下降。例如，有A,B,C三个潜在竞拍者，A与B干扰，A与C干扰，B与C不干扰。在第一时刻，A提出3单位时间的频谱要求，B，C没有提出频谱要求；在第二时刻，B提出2单位时间的频谱要求，C提出2单位时间的频谱要求；在第三时刻，无人提出频谱要求。如果拍卖商采用静态频谱拍卖模型，那么在第一时刻，A赢得3单位时间的频谱；在第二时刻，B和C不能赢得频谱，因为他们与A相互干扰；在前3时刻频谱的总效率为3。如果拍卖商改变策略，在第一时刻拒绝A的频谱要求，在第二时刻将频谱同时赋予非干扰的竞拍者B和C，那么在前3时刻频谱的总效率为4。因此，一个高效合理的动态频谱拍卖模型应该考虑不同时刻的频谱拍卖之间的关系，尤其是当前频谱拍卖结果对其后时刻频谱拍卖的影响，以实现频谱的最大使用效率或者拍卖商的最大利益。从上述例子中可以发现，一个竞拍者在当前时刻获得频谱对下一时刻其他竞拍者是否获得频谱的最大影响来自于该竞拍者的干扰关系。如果该竞拍者干扰很多其他的竞拍者，那么该竞拍者在当前时刻获得频谱会剥夺下一时刻很多潜在竞拍者的占用频谱机会。因此在动态频谱的设计过程中，不仅要考虑竞拍者的竞价，还要充分考虑竞拍者的干扰关系，根据干扰关系辅助判定在当前时刻是否将某一频谱赋予某一竞拍者。JonathanBredin等人提出了针对其他普通商品的动态拍卖模型。然而，频谱不同于其他普通商品。频谱的占用不是完全排他的。非干扰的竞拍者可以复用同一频谱。JonathanBredin的动态拍卖模型没有考虑频谱复用。ShiGuangWang等人提出了动态频谱拍卖模型。虽然他们的模型考虑了竞拍者的干扰关系，但是并没有考虑频谱复用。现有的静态频谱拍卖方法或者其他商品的动态拍卖方法如果简单地扩展为动态频谱拍卖，会造成频谱的利用效率低下。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种基于干扰信息的真实性动态双向频谱拍卖方法，考虑竞拍者的相互干扰和频谱复用，有效的提高拍卖频谱者的频谱利用率。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于干扰信息的真实性动态双向频谱拍卖方法，包括步骤：获取当前时刻参与竞拍当前频谱的竞拍者所要求的频谱占用时间；根据所述竞拍者所要求的频谱占用时间和竞拍者在当前时刻占有当前频谱的价值向量，计算得到竞拍者对应当前频谱的机会成本，其中，Cj,i(t,ti)表示在时刻t，竞拍者j占有频谱i为ti时刻的机会成本，vj,i,t表示竞拍者j在t时刻占有频谱i的价值向量；将竞拍者所要求的频谱占用时间与对应的干扰折价相乘，若乘积大于所述竞拍者对应当前频谱的机会成本，则当前竞拍者取得竞拍当前频谱的资格；根据竞拍者的竞拍资格进行针对异质频谱的真实性双重拍卖，直至频谱拍卖成功。进一步的，所述方法在所述竞拍开始后，获取当前时刻参与竞拍当前频谱的竞拍者所要求的频谱占用时间，之前还包括步骤：竞拍开始前，根据竞拍者的相互干扰信息建立所有竞拍者的干扰图谱；根据所述干扰图谱计算得到每一竞拍者对应每一频谱的干扰参量；将每一竞拍者的出价信息与所述每一竞拍者对于每一频谱的干扰参量相乘，得到每一竞拍者对于每一频谱的干扰折价；根据每一竞拍者的占用频谱时间期望、干扰邻居的干扰折价计算得到每一竞拍者在每一时刻占有每一频谱的价值向量。进一步的，所述根据竞拍者的相互干扰信息建立所有竞拍者的干扰图谱，进一步包括步骤：根据竞拍者的相互干扰信息建立所有竞拍者的干扰图谱，其中，所述干扰图谱的每个结点代表一个竞拍者，若两个竞拍者存在干扰关系，则两个结点之间存在一条边。进一步的，所述根据所述干扰图谱计算得到每一竞拍者对应每一频谱的干扰参量，进一步包括步骤：计算每一竞拍者的干扰度、干扰邻居的平均干扰度、干扰邻居的复用频谱效率，其中，所述干扰度为所述干扰图谱中结点的度，竞拍者的干扰邻居的复用频谱效率为竞拍者所有干扰邻居中能复用同一频谱的最多结点数量；将所述每一竞拍者的干扰度和干扰邻居的平均干扰度的比值乘以所述干扰邻居的复用频谱效率，得到每一竞拍者对应每一频谱的干扰参量。进一步的，所述根据每一竞拍者的占用频谱时间期望、干扰邻居的干扰折价计算得到每一竞拍者在每一时刻占有每一频谱的价值向量，进一步包括步骤：根据历史数据估计每一竞拍者要求占用频谱时间为τ的概率Pr(τ)；计算每一竞拍者的干扰邻居的平均干扰折价采用动态规划的方式计算竞拍者j在t时刻占有频谱i的价值向量vj,i,t，其中，T表示整个动态拍卖的时刻数。本专利技术根据所述竞拍者所要求的频谱占用时间和竞拍者在当前时刻占有当前频谱的价值向量，计算得到竞拍者在当前时刻占用当前频谱的时间为所述所要求的频谱占用时间的机会成本；将竞拍者所要求的频谱占用时间与对应的干扰折价相乘，若乘积大于所述竞拍者在当前时刻占用当前频谱的时间为所述所要求的频谱占用时间的机会成本，则当前竞拍者取得竞拍当前频谱的资格；根据竞拍者的竞拍资格进行针对异质频谱的真实性双重拍卖。本专利技术将竞拍者之间的干扰信息加入竞拍考虑范围，充分考虑了频谱的复用，因此可以有效的提高频谱拍卖者的频谱利用率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例1提供的基于干扰信息的真实性动态双向频谱拍卖方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例2提供的基于干扰信息的真实性动态双向频谱拍卖方法的流程示意图；图3是本专利技术实施例提供的干扰图谱的示意图；图4是图2中步骤S208的具体步骤的流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术是为了提高拍卖者的频谱利用率，针对频谱拍卖者的优化频谱分配方法，通过本专利技术，拍卖者可以决定将频谱拍卖给哪一个竞拍者来达到优化频谱分配，提高被拍卖的频谱的利用率。图1是本专利技术实施例1提供的基于干扰信息的真实性动态双向频谱拍卖方法的流程示意图，包括步骤：S101、获取当前时刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于干扰信息的真实性动态双向频谱拍卖方法，其特征在于，包括步骤：获取当前时刻参与竞拍当前频谱的竞拍者所要求的频谱占用时间；根据所述竞拍者所要求的频谱占用时间和竞拍者在当前时刻占有当前频谱的价值向量，计算得到竞拍者对应当前频谱的机会成本，其中，Cj,i(t,ti)=vj,i,t-vj,i,t+tj,]]>Cj,i(t,ti)表示在时刻t，竞拍者j占有频谱i为ti时刻的机会成本，vj,i,t表示竞拍者j在t时刻占有频谱i的价值向量；将竞拍者所要求的频谱占用时间与对应的干扰折价相乘，若乘积大于所述竞拍者对应当前频谱的机会成本，则当前竞拍者取得竞拍当前频谱的资格；根据竞拍者的竞拍资格进行针对异质频谱的真实性双重拍卖，直至频谱拍卖成功。

【技术特征摘要】
1.一种基于干扰信息的真实性动态双向频谱拍卖方法，其特征在于，包括步骤：获取当前时刻参与竞拍当前频谱的竞拍者所要求的频谱占用时间；根据所述竞拍者所要求的频谱占用时间和竞拍者在当前时刻占有当前频谱的价值向量，计算得到竞拍者对应当前频谱的机会成本，其中，Cj,i(t,ti)表示在时刻t，竞拍者j占有频谱i为ti时刻的机会成本，vj,i,t表示竞拍者j在t时刻占有频谱i的价值向量；将竞拍者所要求的频谱占用时间与对应的干扰折价相乘，若乘积大于所述竞拍者对应当前频谱的机会成本，则当前竞拍者取得竞拍当前频谱的资格；根据竞拍者的竞拍资格进行针对异质频谱的真实性双重拍卖，直至频谱拍卖成功；其中，所述根据竞拍者的竞拍资格进行针对异质频谱的真实性双重拍卖具体为：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、输入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；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，并执行步骤8，如果待定独立集的个数为零，则该段频谱拍卖失败，并执行步骤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，并执行步骤4。2.如权利要求1所述的基于干扰信息的真实性动态双向频谱拍卖方法，其特征在于，在所述获取当前时刻参与竞拍当前频谱的竞拍者所要求的频谱占用时间，之前还包括步骤：根据竞拍者的相互干扰信息建立所有竞拍者的干扰图谱；根据所述干扰图谱计算得到每一竞拍者对应每一频谱的干扰参量；将每一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈艳姣，伍楷舜，张黔，
申请(专利权)人：广州市香港科大霍英东研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44