基于契约理论的频谱共享和数据分流

发布时间：2020-08-27 21:07

【摘要】：近年来,经济学理论在无线通信领域得到了广泛的应用,很多国内外学者都在尝试用经济学的理论解决无线通信系统中的问题。作为经济学的一个重要分支,契约理论也受到了不少无线通信领域学者的关注。契约理论研究的是经济主体如何通过设计合理的契约来解决信息不对称问题。在无线通信系统中,信息不对称的情况是比较常见的。因此,契约理论特别适合用来解决无线通信系统中的问题。针对认知无线电网络中的频谱共享问题,我们提出了一种新的基于契约理论的协作频谱共享方案。在该方案中,主用户和次级用户之间存在信息不对称。我们考虑了次级用户的能量敏感性,并根据中继信道状态和剩余能量等特征对次级用户进行了分类。主用户以最大化其效益为目标向次级用户提供一份契约来雇佣次级用户作为中继帮助其传输数据,同时在不降低自身系统性能的前提下向次级用户出售部分频谱接入时间。在该方案中,我们还设计了合理的激励机制来鼓励主用户和次级用户加入到协作频谱共享系统中来。仿真结果显示,所提方案不仅可以提高频谱效率,还可以给次级用户提供频谱接入机会,并显著提高主用户的效益。此外,针对无线蜂窝网络中的数据分流问题,我们提出了一种新颖的基于契约理论的数据分流方案。在基于Macrocell和WiFi/Small Cell的双层异构网络中,网络运营商和用户之间存在信息不对称。我们根据用户从WiFi/Small Cell网络分流掉的数据百分比对用户进行分类。网络运营商给用户提供的契约中包含多种数据流量套餐,用户根据自己的类型选择合适的套餐。在该方案中,我们给出了非对称信息情况下的最优契约设计方法。仿真结果显示,所提方案不仅可以大大地提高网络运营商的效益,还可以有效地实现数据分流。同时,我们提出的方案鼓励网络运营商通过提供更好的WiFi/Small Cell网络服务来提高其效益。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92

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