Análisis De Asignación De Potencia

UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID

ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR

INGENIERÍA TÉCNICA DE TELECOMUNICACIÓN

ESPECIALIDAD: SONIDO E IMAGEN

PROYECTO FIN DE CARRERA

ANÁLISIS DE ASIGNACIÓN DE POTENCIA EN REDES MULTIUSUARIO MEDIANTE MECANISMOS DE SUBASTAS

Autor:

DANIEL ACEITUNO GÓMEZ

Tutor:

J. JOAQUÍN ESCUDERO GARZÁS

(Departamento: Teoría de la Señal y Comunicaciones)

Leganés, octubre de 2009

Título:

Autor:

Director:

EL TRIBUNAL

Presidente:

Vocal:

Secretario:

Realizado el acto de defensa y lectura del Proyecto Fin de Carrera el día __ de _______ de 20__ en Leganés, en la Escuela Politécnica Superior de la Universidad Carlos III de Madrid, acuerda otorgarle la CALIFICACIÓN de

VOCAL

SECRETARIO PRESIDENTE

Todo lo bueno es bonito,

pero no todo lo bonito es bueno.

Agradecimientos

Inteligencia, constancia, responsabilidad, flexibilidad, ganas de trabajar y de aprender… éstas y otras muchas cualidades tiene que tener aquél que se dispone a estudiar cualquier ingeniería técnica. Sin embargo, no sólo con ellas se puede llegar a finalizar la carrera. Hay una mucho más importante que no se ha citado ya que el estudiante no puede poseerla como tal. Si el capital humano es el mejor bien del que dispone un país, el apoyo de la gente que nos rodea es la mejor “cualidad” que podemos tener. Por ello, he encontrado necesario hacer este apartado para dar las gracias a todos los que me han ayudado a lo largo de estos años.

En primer lugar, agradecer el apoyo incondicional de toda mi familia. No habría sido posible llegar hasta aquí sin ellos.

Tampoco hubiera podido realizar este pfc sin mi tutor. Ha sido todo comprensión, entrega, disponibilidad… Muchas gracias.

Otra parte importante de este proyecto sois vosotros, “Charles” y “Carretero”. Nada hubiera sido lo mismo estos cuatro años si no hubiéramos estado juntos.

Todo esfuerzo requiere un descanso. Glorieta de cuatro caminos, casa de Óscar, calles de Madrid, vitamina “R”… y un gran grupo de amigos con los que compartir tu tiempo.

Tampoco me olvido de todos esos momentos de ocio durante las prácticas y trabajos en grupo… Aldovera, Javi, Laura, Adri, Ana, Elena, Lara, Tony, Charles, Carretero…

La música también ha sido otro aliado mío. Grandes momentos pinchando con José y grandes momentos escuchando a Gabriel&Dresden.

Por último y no por ello menos importante, dar las gracias a esa persona que ha permanecido día a día a mi lado ante viento, lluvia y marea.

Muchas gracias a todos.

Índice general

Capítulo 1: Introducción 25

1.1 Motivación del proyecto 25

1.2 Estructura de la memoria 26

Capítulo 2.: Teoría de juegos 29

2.1 Introducción 29

2.1.1 Equilibrio de Nash 30

2.1.2 Modelos de juegos teóricos 32

2.1.3 Comportamiento racional 32

2.2 Juegos estratégicos 34

2.2.1 Equilibrio de Nash 34

2.3 Juegos extensivos 36

2.3.1 Juegos extensivos con información perfecta 36

2.3.1.1 Equilibrio de Nash 38

Capítulo 3: Teoría de subastas 39

3.1 Introducción 39

3.1.1 Tipos de subastas 40

3.1.2 Valoraciones 41

3.1.3 Equivalencias entre subastas 41

3.1.4 Beneficio vs Eficiencia 42

3.2 Subasta de bienes indivisibles con valores privados 43

3.2.1 Modelo simétrico 43

3.2.2 Subasta de segundo precio 44

3.2.3 Subasta de primer precio 45

3.2.4 Precio reserva 46

3.2.4.1 Precio reserva en subastas de segundo precio 46

3.2.4.2 Precio reserva en subastas de primer precio 46

3.2.4.3 Cuota de entrada 47

3.2.4.4 Efectos del precio reserva sobre la eficiencia y el beneficio del vendedor 47

3.3 Mecanismos 48

3.3.1 El principio de revelación 49

3.3.2 Compatibilidad con los incentivos 49

3.3.3 Mecanismos eficientes 50

3.3.3.1 El mecanismo VCG 50

3.4 Subasta de bienes divisibles 51

3.4.1 Modelo de subasta de bien divisible unidimensional 52

Capítulo 4: Cognitive Radio 55

4.1 Introducción 55

4.2 Temperatura de interferencia 57

4.2.1 Modelo Ideal 58

4.2.2 Modelo General 59 4.3 Spectrum holes 60

4.2 Compartición de espectro 61

Capítulo 5: Subasta SINR 63

5.1 Introducción 63

5.2 Modelo del sistema 65

5.2.1 Subasta VCG 66

5.2.2 Funcionamiento teórico de la subasta 67

5.2.3 Búsqueda del punto de equilibrio 68

5.2.3.1 Cálculo de gi(πs) forma 1 70

5.2.3.2 Cálculo de precio umbral πsth mediante gi(πs) forma 1 72

5.2.3.3 Cálculo de gi(πs) forma 2 73

5.2.3.4 Cálculo de precio umbral πsth mediante gi(πs) forma 2 75

5.3 Algoritmo iterativo de actualización de apuestas 76

Capítulo 6: Resultados 79

6.1 Introducción 79

6.2 Simulación subasta SINR centralizada con información completa 80

6.2.1 Simulación con canal ideal 80

6.2.1.1 Simulación con canal ideal y gi(πs) forma 1 81

6.2.1.2 Simulación con canal ideal y gi(πs) forma 2 87

6.2.2 Simulación con canal real 93

6.2.2.1 Simulación con canal real y gi(πs) forma 1 93

6.2.2.2 Simulación con canal real y gi(πs) forma 2 97

6.3 Simulación subasta SINR distribuida con información incompleta 102

6.3.1 Simulación con canal ideal 102

6.3.1.1 Simulación con canal ideal y gi(πs) forma 1 102

6.3.1.2 Simulación con canal ideal y gi(πs) forma 2 104

6.3.2 Simulación con canal real 105

6.3.2.1 Simulación con canal real y gi(πs) forma 1 105

6.3.2.2 Simulación con canal real y gi(πs) forma 2 109

Capítulo 7: Conclusiones 113

Capítulo 8: Trabajos Futuros 115

8.1 Incorporación de varios puntos de medida 115

8.2 Mezcla de modelo underlay y overlay 116

Capítulo 9: Presupuesto 117

9.1 Introducción 117

9.2 Gastos personales 118

9.3 Gastos materiales 118

9.4 Presupuesto total 119

Bibliografía 121

Índice de figuras

Figura 2.1: Ejemplo de juego 30

Figura 2.2: Puntos de equilibrio 31

Figura 2.3: Juego estratégico sin equilibrio 36

Figura 2.4: Juego estratégico con equilibrio 36

Figura 2.5: Juego extensivo con información perfecta 37

Figura 3.1: Principio de revelación 49

Figura 4.1: Ambigüedad señal primaria y secundaria 57

Figura 4.2: Concepto de spetrum hole 60

Figura 4.3: Esquema acceso dinámico al espectro 61

Figura 5.1: Ejemplo espectro ensanchado 63

Figura 5.2: Modelo con M pares emisor-receptor 65

Figura 6.1: Gráficas de convergencia del algoritmo iterativo con canal ideal y gi(πs) forma 1 103

Figura 6.2: Gráficas de convergencia del algoritmo iterativo con canal ideal y gi(πs) forma 2 105

Figura 6.3: Gráficas de convergencia del algoritmo iterativo con canal real y gi(πs) forma 1 107

Figura 6.4: Gráficas de convergencia del algoritmo iterativo con canal real y gi(πs) forma 2 110

Índice de tablas

Tabla 1: Parámetros fijos para la subasta SINR 80

Tabla 2: Resultados Simulación canal ideal, gi(πs) forma 1, b1 = b2 81

Tabla 3: SINR Simulación canal ideal, gi(πs) forma 1, b1 = b2 81

Tabla 4: Utilidad total Simulación canal ideal, gi(πs) forma 1, b1 = b2 82

Tabla 5: Resultados Simulación canal ideal, gi(πs) forma 1, b1 = b2 , modificando η 83

Tabla 6: SINR Simulación canal ideal, gi(πs) forma 1, b1 = b2 , modificando η 83

Tabla 7: Resultados Simulación canal ideal, gi(πs) forma 1, b1 = b2 , modificando B 84

Tabla 8: SINR Simulación canal ideal, gi(πs) forma 1, b1 = b2 , modificando B 84

Tabla 9: Resultados Simulación canal ideal, gi(πs) forma 1, b1 = b2 , modificando β 84

Tabla 10: SINR Simulación canal ideal, gi(πs) forma 1, b1 = b2 , modificando β 85

Tabla 11: Resultados Simulación canal

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