Jeux d'acteurs et mécanismes d'enchères dynamiques pour la gestion de spectre dans les réseaux 5G

par Ayman Chouayakh

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Patrick Maillé.

Soutenue le 10-03-2020

à l'Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire , dans le cadre de École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes) , en partenariat avec Dependability Interoperability and perfOrmance aNalYsiS Of networkS (laboratoire) , Département Systèmes Réseaux, Cybersécurité et Droit du numérique (laboratoire) et de Institut national de recherche en informatique et en automatique (France). Unité de recherche (Rennes, Bretagne-Atlantique) (laboratoire) .


  • Résumé

    Dans le cadre de la 5G, des nouveaux modes de partage dynamique de spectre comme le "Licensed Shared Access" (LSA) vont être implémentés. A travers ces modes, les opérateurs peuvent utiliser temporairement une bande de fréquence attribuée initialementà un autre utilisateur. L'accès à la bande se fait après l'obtention d'une licence. L'attribution des licences se fait à travers des mécanismes d'enchères. Les mécanismes proposés dans la littérature pour le contexte LSA sont des mécanismes d'enchères à un seul tour qui attribuent tout le spectre disponible comme un seul bloc. Dans cette thèse, nous montrons d'abord comment améliorer les performances de ces enchères (en termes de revenus, d'efficacité et d'équité de l'allocation) -tout en préservant la sincérité des enchères- en divisant le spectre et en convertissant les enchères mono-bloc en des enchères multi-blocs. Ensuite, nous montrons comment convertir des mécanismesà un seul tour en des mécanismes ascendants équivalents (en termes d'allocations et de paiements) afin d'ajouter la transparence et la confidentialité à l'enchère.

  • Titre traduit

    Designing new auction mechanisms for spectrum sharing in 5G networks


  • Résumé

    In 5G networks, new spectrum sharing concepts such as Licensed Shared Access (LSA) will be implemented in order to optimize spectrum usage: a Mobile Network Operator can access temporarily to other incumbent's spectrum after obtaining a license. The LSA concept guarantees to the incumbent and the LSA licensee a certain level of QoS according to the LSA license. The licensing process is made via an auction mechanism. The mechanisms proposed in the literature for the LSA context are one-shot auction mechanisms which allocate all the available spectrum as a one block. In this thesis, first we show how to increase the performances of those auctions(in terms of revenue, efficiency and fairness of the allocation)-while preserving truthful bidding-by splitting spectrum and converting single block auctions to multi-blockauctions. Then, we show how to convert one-shot mechanisms to equivalent ascending mechanisms (in terms of allocations and payments) so that we add transparency andprivacy to the auction.

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