[論文レビュー] Optimization of Spectrum Allocation and Subsidization in Mobile Communication Services

Seung Min Yu, Seong‐Lyun Kim|arXiv (Cornell University)|Apr 19, 2013

ICT Impact and Policies参考文献 10被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、規制当局がモバイルネットワーク事業者（MNOs）に対してスケジューリング価格の割引を提供し、その対価としてユーザーに一定量のデータを無料で提供するというデータ補助制度を提唱する。2段階のコーナー・ベルトルー競争モデルを用いて分析した結果、この制度はMNOの利益を減少させることなくユーザーの福祉を向上させることができ、デュポリーや一般市場設定下でも社会的利益が補助金のコストを上回ることが判明した。

ABSTRACT

Mobile traffic explosion causes spectrum shortage and polarization of data usage among users, which will eventually decrease user welfare in mobile communication services. Governments around the world are planning to make more spectrum available for mobile broadband use, and the key policy issue is to find an efficient spectrum allocation method that will improve user welfare. In this paper, we propose a data subsidy scheme where the regulator offers a spectrum price discount to mobile network operators (MNOs) in return for imposing the responsibility of providing a predefined data amount to users free of charge. To analyze the subsidy effect, we adopt the two-stage approach of Cournot and Bertrand competition, and find a Nash equilibrium of the competition. An interesting observation is that the increase in user welfare does not involve MNO profit loss and the increasing amount is higher than the regulator's expenses for implementing the data subsidy scheme. The most of the paper is for the duopoly competition, which is extended to the general case, finally.

研究の動機と目的

• モバイルネットワークにおけるスケジューリング不足とデータ使用の不平等を是正すること。
• 急増するモバイルトラフィックの状況下でも、モバイル通信サービスにおけるユーザー福祉の向上。
• スケジューリングの効率的配分を図るとともにMNOのインセンティブを維持する政策メカニズムの設計。
• 競争的状況下におけるデータ補助制度が市場結果に与える影響の分析。
• 補助制度の社会的利益がその実施コストを上回るかどうかの評価。

提案手法

• スケジューリング割当におけるコーナー競争と価格設定におけるベルトルー競争を組み合わせた2段階ゲームモデルを構築。
• 規制当局がMNOに対して、ユーザーに無料データを提供する条件でスケジューリング価格の割引を提供する役割をモデル化。
• ゲームのナッシュ均衡を導出し、MNOと規制当局間の戦略的相互作用を分析。
• デュポリー・モデルを一般のn社競合市場に拡張し、スケーラビリティを評価。
• 比較静的分析を用いて、補助制度下での福祉、利益、コストの影響を評価。
• 均衡結果を通じて、規制当局の支出とユーザー福祉の向上のトレードオフを分析。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 MNOに対するスケジューリング価格割引補助が、モバイルネットワークにおけるユーザー福祉に与える影響は何か？
• RQ2 提案された補助制度は、MNOの利益を減少させることなくユーザー福祉を向上させることができるか？
• RQ3 向上したユーザー福祉に起因する社会的総利益は、補助制度の実施コストを上回るか？
• RQ4 結果はデュポリーから一般のオligポリー市場構造へとどのようにスケーリングされるか？
• RQ5 補助制度を伴う統合コーナー・ベルトルー競争フレームワーク下での均衡結果は何か？

主な発見

• データ補助制度は、モバイルネットワーク事業者（MNO）の利益を損なわせることなくユーザー福祉を向上させる。
• ユーザー福祉の向上が、規制当局がスケジューリング価格割引を実施するために負担する総コストを上回る。
• デュポリー・モデルでは、均衡結果がMNOが補助金の一部利益を無料データ割り当てを通じてユーザーに転嫁していることを示している。
• 一般均衡分析により、補助による社会的利益が複数の競合企業においても持続可能であることが確認された。
• モデルは、規制当局が実現可能な福祉の向上よりも低い財政的コストでより高い社会的福祉を達成できることを示している。
• コーナー競争およびベルトルー競争の両段階において結果が頑健であることが判明し、補助メカニズムの戦略的安定性が裏付けられた。