论文部分内容阅读
由于移动数据流量的爆炸式增长,蜂窝网运营商面对更大的压力来为蜂窝用户提供足够的蜂窝频谱资源,以满足每天动态变化的流量需求。为了解决日益增长的移动数据流量的需求问题,蜂窝网运营商急于寻求新的技术来扩大整个蜂窝网络的容量,所以流量分担技术应运而生。 然而,在流量分担技术应用之前,蜂窝网络运营商还面临着一个挑战,即这些私有的第三方热点一般不会允许非注册用户接入网络。一个可行的解决方案是蜂窝网络运营商租赁第三方网络的空闲频带并给第三方热点所有者相应的报酬,购买第三方热点空闲频谱资源进行流量分担,是一个双赢的解决方案: 1)蜂窝网络运营商无需升级网络就可以实现频谱储备; 2)第三方热点所有者可以出租空闲频谱获得额外收入。本文的主要研究成果概括如下: 首先,我们提出了一种新型的基于反向拍卖模型的激励框架,鼓励第三方热点所有者为蜂窝网络运营商提供流量分担服务。基于反向拍卖的激励框架的概述如下,蜂窝网络运营商根据在各时间段的流量需求通过反拍卖的方式从第三方热点所有者那里购买频谱资源。其中拍卖物品为频谱资源,第三方热点所有者为卖家,蜂窝网络运营商或受信任的第三方服务方作为买家,收集来自所有第三方热点所有者的投标并做出决定: 1)拍卖的分配结果,即决定某一投标人在某一时间段内投标成功; 2)拍卖的价格回报,即决定支付投标成功的卖家多少报酬。然后,我们提出了一个自适应拉格朗日松弛(ALR)算法求得反向拍卖优化问题的近似最优解。此外,我们提出了一个新的支付规则,并证明了该支付规则可以保证个体的合理性和出价真实性。广泛的数值结果分析了自适应拉格朗日松弛算法。 另外,我们提出了一个基于第三方接入点容量的出价函数。我们考虑在第三方网络流量分担过程中,一个主用户(PU)与多个次用户(SUs)共享频谱,提出了一个基于信漏噪比的波束形成算法,在第三方网络中每个次用户信漏噪比约束和主用户的干扰约束的条件下,通过博弈论的方法最大化第三方网络的吞吐量。纳什均衡被认为是这个博弈的解决方案之一。仿真结果表明,该算法可以使波束成形矢量收敛到局部最优,从而提高第三方网络的吞吐量。 本文的研究结果可以解决蜂窝网络流量分担的问题,此外,它对提高蜂窝网络的服务质量具有一定的意义。