(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211131229.X (22)申请日 2022.09.15 (71)申请人 西安电子科技大 学广州研究院 地址 510000 广东省广州市黄埔区中新知 识城海丝中心B5、 B6、 B7栋 (72)发明人 李红宁　孙禄　裴庆祺　 (74)专利代理 机构 广州圣理华知识产权代理有 限公司 4 4302 专利代理师 李唐明 (51)Int.Cl. G06Q 30/08(2012.01) G06F 16/27(2019.01) (54)发明名称 一种基于区块链智能合约 的异构频谱动态 共享方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于区块链智能合约 的 异构频谱动态共享方法及系统， 通过拍卖理论结 合区块链智能合约将闲置的频谱资源进行动态 共享， 并通过频谱干扰图来确定获胜用户复用频 谱； 针对后出价投标人易获取有利信息， 设定公 开竞标价以保证智能合约拍卖的公平 性。 本发明 基于拍卖理论和区块链频谱共享方法， 通过建立 买家干扰图和公开投标价掩盖投标信息解决了 分布式频谱共享场景下安全与效益难以兼顾的 问题； 提出的按需灵活的频谱拍卖 方案解决了区 块链频谱共享中因用户之间恶意共谋导致的整 体效益低下和频谱利用率低下的问题； 利用区块 链技术促进异构频谱的共享， 智能合约则保证了 分布式无中心 节点参与的可靠运行机制。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115482071 A 2022.12.16 CN 115482071 A 1.一种基于区块链智能合约的异构频谱动态共享方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 频谱提供者， 具体为卖家， 卖家向智能合约提交拍卖相关信息并上缴押金； 到达截 止提交时间后， 在拍卖相关信息公示开始之前， 智能合约对所拍卖的频段按带宽从大至小 排序， 生成频谱拍卖序列， 并按频谱拍卖序列的顺序对频谱执 行顺序拍卖； S2： 频谱需求者， 具体为买家， 买家上传发射功率、 使用时间和位置信息， 通过智能合约 干扰图生成函数计算干扰距离， 再根据干扰距离生成频谱干扰图； S3： 买家加密并提交投标价， 并向智能合约账户转账， 转账金额为公开投标价； 其中， 公 开投标价大于投标价； S4： 揭示卖家底价和买家投标价； 如果买家的投标价小于卖家底价， 则该买家直接被淘 汰； 剩余买家由智能合约通过赢家确定函数选取赢家， 再 由智能合约的支付价格确定函数 确定赢家组的支付 价格， 然后根据支付 价执行退款操作， 并为赢家组颁发频谱许 可证； S5： 重复进行步骤S2、 S3、 S4， 直到频谱拍卖序列的所有频谱拍卖完毕， 结束当前拍卖纪 元； S6： 将所有拍卖过程及结果打包成区块， 上传至区块链。 2.根据权利要求1所述的一种基于区块链智能合约的异构频谱动态共享方法， 其特征 在于， 在步骤S1中， 所述频谱提供者集合为SP ＝{spi|i＝1,2,...,n}， 所述拍卖相关信息为 Ii＝H(sli|ri)， 在步骤S2中， 所述频谱需求者集合为SR＝{sri|i＝1,2,...,m}； 其中， sli是 频谱证书， 包含了拍卖的频谱信息及所属权证明； ri是卖家对频谱的预估价， 即底价； H( ·) 是加密函数。 3.根据权利要求2所述的一种基于区块链智能合约的异构频谱动态共享方法， 其特征 在于， 在步骤S2中， 所述干扰距离的计算方法为， 智能合约根据由买家sri提交的传输功率 Pi、 干扰阈值 和位置xi， 通过干扰图生成函数计算出买家sri的干扰距离 即 其中， 所述干扰距离是指买家所在位置使用频道的干扰范围的半径， γ是天线相关常 数， α 是路径损耗因子， 是一个常数。 4.根据权利要求3所述的一种基于区块链智能合约的异构频谱动态共享方法， 其特征 在于， 在步骤S2中， 通过干扰距离生成频谱干扰图 具体方法为： 以买家坐标位置xi为圆 心， 干扰距离 为半径的圆形区域即为买家的干扰范围， 若两个买家的干扰范围重 叠， 即： 则判定这两个买家在干扰图中存在干扰关系， 并生成干扰关系评定结果， 同时干扰评 定结果作为 参数， 以矩阵的形式记录进频谱干扰图 中； 重复以上操作直至对买家都进行干扰关系评 定。 5.根据权利要求4所述的一种基于区块链智能合约的异构频谱动态共享方法， 其特征 在于， 在步骤S3中， 买家sri根据对投标的频谱sli的效用估计产生一个真实估值vi， 然后根 据此真实值vi选定一个投标值bi， 且bi≥vi， 并通过加密函数H( ·)将对bi进行加密得到H权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115482071 A 2(bi)， 再将H(bi)提交到智能合约。 6.根据权利要求5所述的一种基于区块链智能合约的异构频谱动态共享方法， 其特征 在于， 在步骤S4中， 所述赢家确定函数包括： 通过图的着色算法求 解出频谱干扰图 所有的 独立集， 再由智能合约通过卖家 提交优化函数， 根据卖家自己的策略， 选择其中一个独立集 作为赢家组Mwin； 其中， 所述卖家spi的优化函 数为 赢家组Mwin中的买家可以复用同一频段； 是拍卖频道hi的干扰图中的独立集， 是该独立集中买家的对应出 价。 7.根据权利要求6所述的一种基于区块链智能合约的异构频谱动态共享方法， 其特征 在于， 在步骤S4中， 智能合约通过支付 价格确定函数确定买家的支付 价格pi， 即 若sri∈Mwin， 则智能合约需退还公开投标价和支付价之间的差值给买家sri； 若买家未 中标， 则智能合约需退还给买家所有支付金额。 8.一种基于区块链智能合约的异构频谱动态共享系统， 应用了如权利要求1～7中任意 一项所述的一种基于区块链智能合约的异构频谱动态共享方法， 其特 征在于， 包括： 全局区块链， 包括频谱供应商、 检查机构， 用于记录全局账本、 频谱供应商注册、 用户注 册和分配； 区域区块链， 包括频谱供应商和用户， 用于进行频谱拍卖， 拍卖结果应上传至全局区块 链中进行记录； 在区域区块链中， 频谱提供者包括频谱供应商和/或用户， 而频谱需求 者为用户； 区域区块链的划分根据用户的数量进行划分， 保证 每个区域的用户数量基本相同。 9.根据权利要求8所述的一种基于区块链智能合约的异构频谱动态共享系统， 其特征 在于： 智能合约接收并展示来自频谱供应商、 频谱提供者和频谱需求者的相关拍卖信息， 并 在拍卖成功后对频谱供应商、 频谱提供者和频谱需求 者进行支付结算。 10.根据权利要求9所述的一种基于区块链智能合约的异构频谱动态共享系统， 其特征 在于： 在整个拍卖交易过程中， 检查机构会检查、 验证频谱供应商、 频谱提供者和频谱需求 者提交信息的真伪， 以及对交易结算数据进行核实校验。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115482071 A 3