APVV-15-0358: Ekonomický model elektronických trhov s frekvenčným spektrom

Anotácia projektu:

Komunikácia v ľudskej spoločnosti je v súčasnosti väčšinou realizovaná prostredníctvom bezdrôtových komunikačných sietí. Frekvenčné spektrum slúžiace ako médium pre prenos informácie je v dôsledku toho extrémne vyťažené a je nutné hľadať nové technologické a ekonomické smery pre jeho efektívnejšie využitie. Distribúcia a predaj frekvenčného spektra medzi jednotlivými účastníkmi komunikačnej siete bude mať v budúcnosti vysoko dynamický charakter a preto je nevyhnutné definovať technologické a ekonomické pravidlá využitia frekvenčného spektra. Pri dynamickom predaji frekvenčného spektra (elektronický trh s frekvenčným spektrom) je možné formulovať niekoľko ekonomických javov, priamo vyplývajúcich z jeho charakteru. Štúdium monopolu, prípadne oligopolu a prostredie dokonalej konkurencie v elektronických trhoch s frekvenčným spektrom je jedným zo základných aspektov, ktoré chce predkladaný projekt v rozoberať. Interakcie medzi jednotlivými účastníkmi elektronického trhu budú mat charakter elektronickej aukcie s/bez prítomnosti štátneho mediátora. Za účelom zachytenia vysokej dynamiky obchodovania s frekvenčným spektrom, budeme v rámci projektu IDR-KKS uvažovať agentový prístup k modelovaniu a simulácií, ktorý sa ukázal ako veľmi efektívny v iných vedných odboroch (fyzika, sociológia). Efektívnosť navrhnutých agentových modelov bude verifikovaná podľa vhodne zvolených scenárov

Rozpočet projektu:  154 186 EUR

Zodpovedný riešiteľ: prof. Ing. Vladimír Gazda,  PhD.

Odborné zameranie projektu:

Ekonomický výskum v oblasti kognitívnej rádiovej siete je vo svojich počiatkoch. Na jednej strane je formulovaných viacero modelov alokácie vysielacieho spektra (spectrum sharing),  ktoré však narážajú na obmedzenia v oblasti definovania ekonomických parametrov. To v uplynulých rokoch viedlo k budovaniu koncepcie predaja frekvenčného spektra (spectrum trading) v reálnom čase a jeho efektívneho modelu. Prudký vývoj telekomunikačného sektora prináša mimoriadne rýchle budovanie BTS stanice s menším regiónom pokrytia za účelom lepšieho využitia dostupného frekvenčného spektra, pričom platí, že svojou funkciou tieto BTS stanice nahrádzajú BTS stanice s väčším regiónom pokrytia a menšou efektivitou využitia frekvenčného pásma. Je zrejmé, že v konkurenčnom prostredí je tento proces nekoordinovaný a môže viesť k stabilnému efektívnemu riešeniu, ale aj k alokáciám, ktoré nebudú stabilné a budú sprevádzané rušením niektorých BTS, prípadne ich realokácii, čo by opäť mohlo spôsobiť novú lokálnu alokačnú nestabilitu. V tomto prostredí je tiež otázna stabilita cien predávaného spektra, prípadne jeho obchodované množstvo. Preto je zaujímavé, že model ekonomických aspektov lokalizácie BTS nebol doposiaľ formulovaný.

Lokalizačný model

Model ekonomických aspektov lokalizácie BTS staníc nebol doposiaľ formulovaný. Preto považujeme za zaujímavé formulovať vzťah medzi rozličnými priestorovými topológiami BTS a ekonomickými aspektmi kognitívnej rádiovej siete. Výhody vyplývajúce z vyššej hustoty BTS staníc sa odzrkadlia aj v úžitkových funkciách nákupcov nasledovne:

1. Prenosová rýchlosť – je nižšia v dôsledku odrazu a tienenia elektromagnetických vĺn mestskou zástavbou. Z tohto dôvodu hustá lokalizácia BTS vedie k vyššej kapacite prenosového kanála, ako aj prenosovej rýchlosti.
2. Pravdepodobnosť odmietnutia spojenia je menšia.
3. Spotreba energie – nákupca v menšej bunke vynaloží menšiu energiu na prenos informácie ako v prípade umiestnenia na okraji bunky s väčším polomerom.

Koncept riešenia a vedecké hypotézy Podkladom pre prácu s agentovým modelom bude súbor scenárov. Tie sa budú rozlišovať v  závislosti od:

1. typu analýzy (krátkodobá, dlhodobá, komplexná);
2. počiatočných podmienok s dôrazom na východiskovú topológiu rozmiestnenia BTS;
3. štruktúry (centralizovaná, distribuovaná);
4. správania (kooperatívne, nekooperatívne);
5. prítomnosti mediátora (obdoba telekomunikačného úradu).

Výsledkom multiagentovej simulácie budú údaje o cenových vektoroch, obchodovaných objemoch spektra, o ziskoch a úžitkoch agentov a rozmiestnení BTS.
Keďže k dispozícii bude simulovaný vývoj týchto ukazovateľov v čase, súbor formulovaných vedeckých hypotéz bude od nich odvodený. Tento súbor je pomerne rozsiahly, preto uvedieme len niektoré vybrané:

1. celkový blahobyt v podmienkach monopolizovaného trhu je nižší ako v prípade existencie vybranej formy oligopolu;
2. monopolizovaný trh bez prítomnosti mediátora vyústi do stabilných riešení;
3. voľná konkurencia na strane ponuky vedie k spoločenským stratám;
4. v prípade zohľadňovania stability rovnováhy, resp. celkového blahobytu je v podmienkach dokonalej konkurencie na strane ponuky nutná prítomnosť mediátora.

Publikácie: