專利名稱：一種基于Bertrand靜態(tài)博弈的授權(quán)用戶頻譜定價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于Bertrand靜態(tài)博弈的授權(quán)用戶頻譜定價(jià)方法。
背景技術(shù)：
在認(rèn)知無(wú)線電通信系統(tǒng)中，認(rèn)知用戶通過(guò)頻譜檢測(cè)獲取授權(quán)頻譜信息，從而使用處于空閑狀態(tài)的信道。但是，頻譜檢測(cè)不可避免的存在錯(cuò)誤概率，這會(huì)對(duì)授權(quán)用戶造成影響。所以，認(rèn)知用戶在使用授權(quán)頻段的同時(shí)，對(duì)授權(quán)用戶進(jìn)行一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，這是推動(dòng)認(rèn)知無(wú)線電發(fā)展的非常有價(jià)值的思路，因此，制定一個(gè)切實(shí)可行授權(quán)用戶頻譜定價(jià)策略極為重要。根據(jù)授權(quán)用戶與認(rèn)知用戶在認(rèn)知無(wú)線電通信系統(tǒng)中的關(guān)系，引用差異化寡頭市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)理論，能夠很好地解決授權(quán)用戶頻譜定價(jià)問(wèn)題。在目前的方法中，主要存在兩個(gè)問(wèn)題:算法復(fù)雜度過(guò)高和授權(quán)用戶效益函數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)于理想化。利用動(dòng)態(tài)博弈理論和遺傳進(jìn)化理論解決授權(quán)用戶頻譜定價(jià)問(wèn)題，能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整授權(quán)用戶頻譜價(jià)格，但算法復(fù)雜度過(guò)高，很難用于實(shí)際情況。對(duì)于授權(quán)用戶效益函數(shù)，目前算法僅僅考慮帶寬減少對(duì)授權(quán)用戶的影響，而忽略授權(quán)用戶本身新的頻譜需求以及認(rèn)知用戶使用頻譜對(duì)授權(quán)用戶造成的干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有頻譜定價(jià)方法的算法復(fù)雜度高、授權(quán)用戶效益函數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)于理想化的問(wèn)題，從而提供一種基于Bertrand靜態(tài)博弈的授權(quán)用戶頻譜定價(jià)方法?！N基于Bertrand靜態(tài)博弈的授權(quán)用戶頻譜定價(jià)方法,按以下步驟進(jìn)行:步驟一、根據(jù)認(rèn)知用戶對(duì)授權(quán)用戶的頻譜需求函數(shù)，得到認(rèn)知用戶的需求矩陣；步驟二、根據(jù)步驟一中獲得的需求矩陣，利用剩余價(jià)值理論建立認(rèn)知用戶效益函數(shù)；步驟三、根據(jù)步驟二中所述的認(rèn)知用戶效益函數(shù)，獲得認(rèn)知用戶對(duì)于授權(quán)用戶的頻譜需求函數(shù)；步驟四、在前三步的基礎(chǔ)上，對(duì)授權(quán)用戶效益函數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先考慮授權(quán)用戶頻譜收益，其次，考慮授權(quán)由于頻譜出售而造成的損失，從而得到授權(quán)用戶的效益函數(shù)；步驟五、利用Bertrand博弈論來(lái)獲取以授權(quán)用戶的效益函數(shù)為支付函數(shù)的納什均衡；步驟六、根據(jù)步驟五中均衡策略，聯(lián)立方程組，可以獲得各個(gè)授權(quán)用戶穩(wěn)定的頻譜價(jià)格，從而實(shí)現(xiàn)了頻譜定價(jià)。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明在綜合考慮授權(quán)用戶需求損失和干擾損失的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)算法簡(jiǎn)單，能運(yùn)用于實(shí)際的授權(quán)用戶效益函數(shù)。然后，利用Bertrand靜態(tài)博弈理論獲取授權(quán)用戶穩(wěn)定的均衡定價(jià)策略，從而實(shí)現(xiàn)頻譜的高效利用。本發(fā)明克服了目前方法存在方法復(fù)雜度大，很難運(yùn)用于實(shí)際，并且授權(quán)用戶效益函數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)于理想化的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出的頻譜定價(jià)方法，大幅度減少了運(yùn)算的復(fù)雜度，逼近授權(quán)用戶實(shí)際收益情況，系統(tǒng)的頻譜利用率大大提高。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖，其中認(rèn)知用戶通過(guò)認(rèn)知基站預(yù)授權(quán)用戶頻譜發(fā)生聯(lián)系O
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一:結(jié)合圖1說(shuō)明本具體實(shí)施方式
，認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中基于Bertrand靜態(tài)博弈的授權(quán)用戶頻譜定價(jià)方法,它由以下步驟實(shí)現(xiàn):步驟一、根據(jù)認(rèn)知用戶對(duì)授權(quán)用戶的頻譜需求函數(shù)，得到認(rèn)知用戶的需求矩陣；步驟二、根據(jù)步驟一中獲得的需求矩陣，利用剩余價(jià)值理論建立認(rèn)知用戶效益函數(shù)；步驟三、根據(jù)步驟二中所述的認(rèn)知用戶效益函數(shù)，獲得認(rèn)知用戶對(duì)于授權(quán)用戶的頻譜需求函數(shù)；步驟四、在前三步的基礎(chǔ)上，對(duì)授權(quán)用戶效益函數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先考慮授權(quán)用戶頻譜收益，其次，考慮授權(quán)由于頻譜出售而造成的損失，從而得到授權(quán)用戶的效益函數(shù)；步驟五、利用Bertrand博弈論來(lái)獲取以授權(quán)用戶的效益函數(shù)為支付函數(shù)的納什均衡；步驟六、根據(jù)步驟五中均衡策略，聯(lián)立方程組，可以獲得各個(gè)授權(quán)用戶穩(wěn)定的頻譜價(jià)格，從而實(shí)現(xiàn)了頻譜定價(jià)。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明在綜合考慮授權(quán)用戶需求損失和干擾損失的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)算法簡(jiǎn)單，能運(yùn)用于實(shí)際的授權(quán)用戶效益函數(shù)。然后，利用Bertrand靜態(tài)博弈理論獲取授權(quán)用戶穩(wěn)定的均 衡定價(jià)策略，從而實(shí)現(xiàn)頻譜的高效利用。本發(fā)明克服了目前方法存在方法復(fù)雜度大，很難運(yùn)用于實(shí)際，并且授權(quán)用戶效益函數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)于理想化的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出的頻譜定價(jià)方法，大幅度減少了運(yùn)算的復(fù)雜度，逼近授權(quán)用戶實(shí)際收益情況，系統(tǒng)的頻譜利用率大大提高。
具體實(shí)施方式
二:本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
一的進(jìn)一步說(shuō)明，步驟一的具體過(guò)程如下:在認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中，整個(gè)系統(tǒng)被認(rèn)為是差異化多寡頭市場(chǎng)模型，存在IV個(gè)寡頭即授權(quán)用戶，M個(gè)消費(fèi)者即認(rèn)知用戶，Pi為授權(quán)用戶j的所制定的頻譜價(jià)格，Qi為出售的頻譜數(shù)量。認(rèn)知用戶需求函數(shù)可表示為線性函數(shù)，則認(rèn)知用戶對(duì)授權(quán)用戶，的頻譜需求可以表示為:Pj — Ct J- Y JjlQ1- Y 12 ...- Y j, iQi_ Y j,N% ;式中，α」=1g2 (1+Κ -SNRj) ；Κ為頻譜間隙；SNR」為信噪比為授權(quán)用戶之間頻譜替代，其取值范圍為:-K1，當(dāng)Yy=I表示授權(quán)用戶頻譜之間可以完全取代，當(dāng)Y j，i=0表示頻譜之間互不相關(guān),互不影響，當(dāng)Yli=-1表示授權(quán)用戶頻譜相互依賴,互為補(bǔ)充；由上式可得認(rèn)知用戶的需求矩陣為:Ρ=α - Y.Q ;式中:Vz',j= …,N ； P= (P1 ρ2…Pj…ρΝ)τ為授權(quán)用戶頻譜價(jià)格向量；α=(α1 α2…α」…α Ν) τ為頻譜效率向量；Q= ( q2…q」…qN)T為授權(quán)用戶出售帶寬向量；不同授權(quán)用戶頻譜之間的替代因子矩陣可以表示為:
權(quán)利要求
1.一種基于Bertrand靜態(tài)博弈的授權(quán)用戶頻譜定價(jià)方法,其特征在于它按以下步驟進(jìn)行: 步驟一、根據(jù)認(rèn)知用戶對(duì)授權(quán)用戶的頻譜需求函數(shù)，得到認(rèn)知用戶的需求矩陣； 步驟二、根據(jù)步驟一中獲得的需求矩陣，利用剩余價(jià)值理論建立認(rèn)知用戶效益函數(shù)； 步驟三、根據(jù)步驟二中所述的認(rèn)知用戶效益函數(shù)，獲得認(rèn)知用戶對(duì)于授權(quán)用戶的頻譜需求函數(shù)； 步驟四、在前三步的基礎(chǔ)上，對(duì)授權(quán)用戶效益函數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先考慮授權(quán)用戶頻譜收益，其次，考慮授權(quán)由于頻譜出售而造成的損失，從而得到授權(quán)用戶的效益函數(shù)； 步驟五、利用Bertrand博弈論來(lái)獲取以授權(quán)用戶的效益函數(shù)為支付函數(shù)的納什均衡； 步驟六、根據(jù)步驟五中均衡策略，聯(lián)立方程組，可以獲得各個(gè)授權(quán)用戶穩(wěn)定的頻譜價(jià)格，從而實(shí)現(xiàn)了頻譜定價(jià)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于Bertrand靜態(tài)博弈的授權(quán)用戶頻譜定價(jià)方法,其特征在于步驟一的具體過(guò)程如下: 在認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中，整個(gè)系統(tǒng)被認(rèn)為是差異化多寡頭市場(chǎng)模型，存在N個(gè)寡頭即授權(quán)用戶，M個(gè)消費(fèi)者即認(rèn)知用戶，Pi為授權(quán)用戶i的所制定的頻譜價(jià)格，Qi為出售的頻譜數(shù)量。認(rèn)知用戶需求函數(shù)可表示為線性函數(shù)，則認(rèn)知用戶對(duì)授權(quán)用戶j的頻譜需求可以表示為:
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于Bertrand靜態(tài)博弈的授權(quán)用戶頻譜定價(jià)方法,其特征在于步驟二的具體過(guò)程如下: 根據(jù)步驟一中獲得的需求矩陣，利用剩余價(jià)值理論建立認(rèn)知用戶效益函數(shù)，其可以表示為:
4.如權(quán)利要求3所述的一種基于Bertrand靜態(tài)博弈的授權(quán)用戶頻譜定價(jià)方法,其特征在于步驟三的具體過(guò)程如下: 根據(jù)步驟二中所述的認(rèn)知用戶效益函數(shù)，獲得認(rèn)知用戶對(duì)于授權(quán)用戶i的頻譜需求Di(P),表示如下:
5.如權(quán)利要求4所述的一種基于Bertrand靜態(tài)博弈的授權(quán)用戶頻譜定價(jià)方法,其特征在于步驟四的具體過(guò)程如下: 在前三步的基礎(chǔ)上，對(duì)授權(quán)用戶效益函數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì):首先考慮授權(quán)用戶頻譜收益，對(duì)于授權(quán)用戶i而言，其出售頻譜獲得收益為PiDi (P);其次，考慮授權(quán)由于頻譜出售而造成的損失，該損失主要由兩部分組成，分別為需求損失和干擾損失，所謂需求損失，即授權(quán)用戶由于出售頻譜，而使得自身新的頻譜需求無(wú)法滿足而造成的損失，為了量化授權(quán)用戶的損失，授權(quán)用戶在出售頻譜這段時(shí)間At內(nèi)，對(duì)于頻點(diǎn)的需求數(shù)滿足泊松過(guò)程，也就是說(shuō)，這一隨機(jī)過(guò)程為平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程，與起始時(shí)間無(wú)關(guān)，因此，授權(quán)用戶i對(duì)頻點(diǎn)需求個(gè)數(shù)為h的概率為:
6.如權(quán)利要求5所述的一種基于Bertrand靜態(tài)博弈的授權(quán)用戶頻譜定價(jià)方法,其特征在于步驟五的具體過(guò)程如下: 利用Bertrand博弈論來(lái)獲取以授權(quán)用戶的效益函數(shù)為支付函數(shù)的納什均衡，用P-1= (Pi, P2.…，PiJ表示除授權(quán)用戶i夕卜，其他授權(quán)用戶的策略集合，Pi為授權(quán)用戶i的出價(jià)策略，因此，P=P-1 U {pj ,用Pi*表示納什均衡策略,則:
7.如權(quán)利要求6所述的一種基于Bertrand靜態(tài)博弈的授權(quán)用戶頻譜定價(jià)方法,其特征在于步驟六的具體過(guò)程如 下: 根據(jù)步驟五中均衡策略，將P1*到p/聯(lián)立方程組，可以獲得各個(gè)授權(quán)用戶穩(wěn)定的頻譜價(jià)格，從而實(shí)現(xiàn)了頻譜定價(jià)。
全文摘要
一種基于Bertrand靜態(tài)博弈的授權(quán)用戶頻譜定價(jià)方法，它涉及授權(quán)用戶頻譜定價(jià)方法，本發(fā)明是要解決現(xiàn)有頻譜定價(jià)方法的算法復(fù)雜度高、授權(quán)用戶效益函數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)于理想化的問(wèn)題。本發(fā)明包含如下步驟根據(jù)認(rèn)知用戶對(duì)授權(quán)用戶的頻譜需求函數(shù)，得到認(rèn)知用戶的需求矩陣；根據(jù)需求矩陣，利用剩余價(jià)值理論建立認(rèn)知用戶效益函數(shù)；根據(jù)認(rèn)知用戶效益函數(shù)，獲得認(rèn)知用戶對(duì)于授權(quán)用戶的頻譜需求函數(shù)；在前三步的基礎(chǔ)上，得到授權(quán)用戶的效益函數(shù)；利用Bertrand博弈論來(lái)獲取以授權(quán)用戶的效益函數(shù)為支付函數(shù)的納什均衡；聯(lián)立方程組，可以獲得各個(gè)授權(quán)用戶穩(wěn)定的頻譜價(jià)格，從而實(shí)現(xiàn)了頻譜定價(jià)。本發(fā)明可應(yīng)用于認(rèn)知無(wú)線電通信系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04B17/00GK103117824SQ20131008493
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者馬琳, 楊小龍, 譚學(xué)治, 孫鵬飛, 王孝 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)