多样化电磁频谱资源的复用机理及生态研究

基本信息
批准号:61771162
项目类别:面上项目
资助金额:16.00
负责人:高林
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2017
结题年份:2018
起止时间:2018-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王同,罗成,杨艺,袁鹏,冯博文,韩啸,王梦婧,李章,高玉
关键词:
频谱共享频谱多样性网络生态博弈论频谱分配
结项摘要

The development of future wireless network relies on the efficient sharing of multiple spectrum resource. White space is a promising spectrum resource for alleviating the spectrum shortage problem in mobile and wireless communications. The real-world deployment and application of white space network involves the economical and technical interactions among multiple industries. Hence, a well-designed sustainable network ecosystem, which achieves not only the interest balance among different network entities, but also the resource optimization of the whole network, is very important for the long-term development of white space technology and networks. However, the existing works mainly focused on the technical issues, without considering the economic issue and the related ecosystem. In this project, we will study the white space network ecosystem model and analyze its mechanism principle systematically. We aim to achieve the following key results: (1) Based on the behavior economics, together with the practical system operation and interaction schemes, we will propose the complete white space network ecosystem models for three different scenarios; (2) Using game theory, market theory, and optimization technique, we will analyze the operational principles of the proposed network ecosystems systematically; (3) Using optimization theory, control theory, and mechanism design theory, we will design rational and efficient mechanisms for the propsed network ecosystems, which achieve not only the sustainable development of the ecosystem, but also the optimization of the entire network. The achievements of our research will be of great importance for practical applications of white space technology and network, hence motivate the long-term development of this novel technology.

未来移动通信系统依赖于多样化的频谱资源以及灵活的频谱复用技术,而白频谱资源的复用是解决未来移动通信频谱紧缺问题的重要突破口。本项目将对不同类型白频谱资源的复用机理进行研究,并重点分析白频谱复用对现有网络生态造成的影响,从而为设计合适的复用机制、实现白频谱资源的优化配置和网络生态的良性循环提供理论依据。具体地说,本项目将运用信息论、优化理论、博弈论、市场理论等工具,从“生态建模、机理分析、机制设计”三个方面对白频谱复用的网络生态影响展开研究:(1)通过生态建模,建立各个系统之间的交互规律;(2)通过机理分析,研究整个网络生态系统的循环机理;(3)基于循环机理,进一步设计合理的复用机制,实现资源的优化配置和生态的良性循环。本项目是一个多学科交叉性研究项目,以“解决白频谱资源的实际应用中的具体问题”和“为未来通信网络中多样化频谱资源的复用策略提供理论参考”为目标,具备实际前瞻性和理论挑战性。

项目摘要

本课题致力于未来移动通信系统中多样化频谱资源的复用技术研究,并以目前目前业界公认最有可能开放复用的电视白频谱资源为突破口展开研究。具体地说,本课题首先针对“授权频谱复用”模式下的复用机理和机制展开了研究,运用优化理论、博弈论、市场理论等工具建立了基于授权频谱复用的频谱市场模型,并针对垄断和竞争两种环境下的市场均衡进行了系统地分析,进而设计了相应的市场机制,实现授权频谱资源的高效分配和市场的良性循环。随后,本课题针对“免授权频谱复用”模式下的复用机理和机制展开了研究,运用信息论、演化博弈论、市场理论等工具建立了基于免授权频谱复用的信息市场模型,并对该信息市场的演化规律以及市场均衡进行了系统的分析,最后提出了相应的机制以实现免授权频谱资源的高效共享和市场的良性循环。最后,本课题针对同时存在“授权频谱复用和免授权频谱复用”两种模式下的复用机理和机制展开了研究,提出了一种结合频谱交易和信息交易的联合市场模型,并对其市场均衡进行了系统地分析。通过仿真实验显示,该联合市场模型可有效提高授权与免授权两种频谱资源的使用效率。本课题解决了频谱资源复用过程中一系列经济学和激励相关的关键问题,可为未来通信网络中多样化频谱资源的复用模式提供有价值的参考。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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