Allocation et tarification des ressources radio : Conception et applications basées sur des enchères

Les visions de performance « illimitée » et d'architecture centrée sur la machine pour les réseaux sans fil futurs transforment la tâche fondamentale d'allocation des ressources radio en un problème d'optimisation complexe qui n'est pas rapidement résolvable. Inspiré par l'intelligence croissante des machines connectées et par la prospérité des enchères en tant que mécanismes d'allocation efficaces dans le secteur économique, cet article propose une perspective alternative sur le problème de l'attribution optimale du spectre pour la cinquième génération (5G) des réseaux sans fil. Dans une approche systématique pour traiter ce problème, un mécanisme d'allocation efficace se caractérise par six axiomes : compatibilité incitative, rationalité individuelle, équité, efficacité, maximisation des revenus et gérabilité computationnelle. Les trois premiers sont incorporés dans le mécanisme d'allocation par le biais d'une tarification non linéaire du spectre. En induisant la compatibilité incitative par le biais de ces prix, la révélation des véritables évaluations devient l'Équilibre de Nash et place le mécanisme dans la classe des mécanismes de révélation. Ce dernier fait déclenche la réalisation des trois derniers axiomes, par lequel un problème d'optimisation est formé pour trouver le mécanisme optimal dans la classe des mécanismes de révélation, qui, par vertu du principe de révélation, est le mécanisme optimal parmi toutes les classes d'enchères. De plus, il est démontré que le mécanisme proposé est hautement évolutif, car la solution au problème d'optimisation est obtenue par des opérations de recherche de racine et la résolution d'un système d'équations presque linéaire. Ces propriétés font du mécanisme d'allocation de ressources proposé un candidat idéal pour le déploiement dans les réseaux 5G.