基于vcg机制的防骗频谱资源分配方法及系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明设及无线通信技术领域，尤其是设及一种基于VCG机制的防骗频谱资源分 配方法及系统。
【背景技术】
[0002] 随着无线通信业务的飞速发展，无线网络有限的频谱资源正面临着日益紧缺的问 题。而认知无线电（Cognitive Radio，CR)技术作为一种新型的智能频谱共享技术通过灵活 的动态频谱接入技术成为有效解决频谱资源紧张与频谱利用率不高之间矛盾的新途径。
[0003] 目前国内外对CR技术已经有了许多成果，特别是作为CR技术核屯、环节的频谱检测 (spectrum sensing)技术。然而如何确保频谱检测后所获知频谱资源能够合理、有效及可 靠的分配给用户使用仍然是一个亟待解决的问题。很多有效的频谱分配管理策略，例如； Chang等提出的一种基于Vickrey拍卖的频谱管理策略，Niyato等采用双拍卖（double auction)理论来建立频谱买卖模型等等;虽然能够提高频谱的利用率，但是运些方法都是 假设用户是诚实的，其提供的私人信息都是真实的前提下实现的。然而在CR环境中，用户往 往是自私的，总希望能采取夸大自身需求来欺骗其他用户W获得更多的接入频谱的机会， 从而达到最大化自身利益的目的。针对运种状况，Perugia考虑次用户自私所带来的对整个 系统资源分配不公平的问题，提出了一种结合机制设计(mechanism design)的机会式调度 算法的议价机制(pr i C i ng me chan i sm)来确保每个理性(rat i ona 1)自私的次用户最大化自 身收益的同时最大化系统效益;而Wang等通过对双拍卖机制设计和贝叶斯机制设计两种基 于博弈理论的方法的分析和比较来设计防欺骗和防共盟(collusion-resis化nt)的议价机 制W提高频谱资源的利用率及公平性。上述方法虽然能改善频谱资源分配的性能，但是所 提方案都是认为资源是由主用户分配给次用户使用的，然而实际情况中，主用户往往不止 一个，主用户间对频谱资源也是一种竞争模式。而且由于主用户的优先级，可能导致某个自 私的主用户为了不让其他主用户使用其具有授权的信道而夸大自身传输需求而独占信道， 从而造成系统总收益的下降和信道的闲置。因此，针对运种情况，设计符合CR的特点，能够 提供有效地、可靠地对用户(尤其是主用户）的运种自私行为加 W控制的方法已成为本领域 技术人员亟待解决的技术课题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于Vickr巧-Clark-G;roves(VCG)机制 并结合考虑用户优先级的两段式频谱资源分配方法，该方法能确保用户提供信息的真实 性，从而达到提高系统收益和信道利用率的目的。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:提供一种基于VCG机制的防骗 频谱资源分配方法，包括W下步骤：
[0006] 步骤S1:主用户PUs和次用户SUs分别根据自身的私人信息qpu和qsu提出与单位资 源吞吐量需求匹配的申请；
[0007]步骤S2 ;系统接收用户中请后，根据PUs申请的qpu计算得到ο;。；并根据所述毎。给 主用户分配信道并计算税后的主用户总收益相。；其中爲0 ，ΚΜ表示；
[000引步骤S3:在信道有空闲时，根据SUs申请的qsu计算瑪根据所述远￡.,给次用户分配 信道并计算税后的次用户总收益巧;。.；其中4, = 。
[0009] 为解决上述问题，本发明还提供一种基于VCG机制的防骗频谱资源分配系统，包 括：
[0010] 需求申请模块，用于主用户PUs和次用户SUs分别根据自身的私人信息qpu和qsu提 出与单位资源吞吐量需求匹配的申请；
[00川主用户计算模块，用于系统接收用户申请后，根据PUs申请的qPu计算得到也；并 根据所述<4给主用户分配信道并计算税后的主用户总收益苗。；其中苗。=发-jW(yw)，KM 表不；
[001^ 次用户计算模块，用于在信道有空闲时，根据洲S申请的qsu计算每;根据所述端 给次用户分配信道并计算税后的次用户总收益;4,;其中&,. = KM(gw)。
[0013] 本发明的有益效果在于：区别于现有技术，本发明通过主用户与次用户的私人信 息提交与单位资源吞吐量需求匹配的申请，计算获得最佳组合，并据此向主用户分配信道 并计算税后的主用户总收益，W及分配信道用于计算税后的次用户总收益。通过上述方式， 本发明运算量适中，实现简单，充分考虑了时间和移动性的影响，非常适合认知无线电的应 用场景，本发明提出了一种基于VCG机制的防骗频谱资源分配策略，确保了用户提供信息的 真实性，从而达到提高系统收益和信道利用率;并有效地避免了自私用户的虚报行为，保证 了系统的收益和信道利用率。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明方法实施例一的流程示意图；
[0015] 图2为本发明系统实施例二的结构框图。
【具体实施方式】
[0016] 为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，W下结合实施方式并配合附 图予W说明。
[0017] 本发明最关键的构思在于:通过私人信息提出匹配资源吞吐量需求的申请，并计 算最佳组合，根据分配的信道，分别获得主用户与次用户的总收益。
[0018] 请参照图1，本发明提供一种基于VCG机制的防骗频谱资源分配方法，包括W下步 骤：
[0019] 步骤S1:主用户PUs和次用户SUs分别根据自身的私人信息提出与单位资源吞吐量 需求匹配的申请qpu和qsu;
[0020] 步骤S2;系统接收用户申请后，根据PUs申请的qPu计算得到;并根据所述每。给 主用户分配信道并计算税后的主用户总收益而其中站u=KM(9w)，KM为经典的KM 化址n-Munkras)算法。KM算法：（全称是K址n-Munkras，是运两个人在1957年提出的）；
[0021] 步骤S3:在信道有空闲时，根据洲S申请的qsu计算遍/ ;根据所述苗U给次用户分配 信道并计算税后的次用户总收益心.其中 ' ' ' ，. ?
[0022] 在本实施例中，所述步骤S1中若在认知无线电环境中，则认知基站作为频谱资源 分配调度的中屯、控制点。其中步骤S1中，主用户PUs和次用户SUs分别根据自身对频谱资源 的需求而提出的吞吐量需求申请qpu和qsu。
[002引在本实施例中，所述步骤S 2和S 3中计算最佳组合而二,,,)和 式，=/CM((K,)采用W下公式计算：
[0024]
[0025] 其中，Ok为系统的最佳分配收益结果，表示系统在用户k参加的情况下，所有的申 请用户得到的资源分配结果，其为一个定值;0*为基站根据各个用户申请的资源计算不同 组合的信道分配的总收益，不同信道分配组合;其中qi为用户根据自身信息提出qi单位资源 的吞吐量需求申请，采用W下公式：
[0026] q = log2(l+Q · 丫），其4
[0027] 其中Q为信道的传输效率，由邸RtaT(目标比特误码率，target bit-error-rate)决 定；丫表示接收方的信噪比。
[002引用户i申请qi单位资源，获得接入信道c(ceC)的许可，用户i的收益函数m(qi，0k) 为用户收益函数：
[0029]
[0030] 其中V(qi)为用户的基本收益函数，它对所有用户(包括主用户PU，次用户SU)均相 同，表示该用户向系统申请接入信道W传输qi单位数据得到许可后获得的利润；。作为收益 函数必须满足W下条件：
[0031] (1)当用户i没有申请资源时，即91 = 0，则八0)=0;
[0032] (2)用户i申请的qi增加则其基本收益增加，则可设V(qi)是单调递增函数，有V' (qi)〉〇,因而用户可能为最大化自身收益而夸大其申请量；
[0033] (3)由于在实际情况中，用户每次要传输的数据量必须由自身缓存队列情况而定， 而根据现有的软硬件水平，一个PU或SU不可能具有太大的缓存，因此在系统中，用户申请的 资源