공동체 라디오 방송을 위한 주파수 할당의 최적화

Optimization of Frequency Assignment for Community Radio Broadcasting

본 논문에서는 주파수 할당의 최적화를 위하여 제약만족문제의 모델링과 백트랙킹 탐색의 경험적 알고리즘을 제안한다. 연구의 목적은 주어진 서비스 영역에서 공동체 라디오 방송국의 개수를 최대화하면서 동시에 필요주파수를 최소화시키는 제약조건을 만족하는 주파수 할당이다. 본 연구는 효과적으로 해를 찾기 위하여 경험적 알고리즘을 제안하는데, 이것은 제한된 시간 안에 해를 찾는데 필요한 백트랙킹 횟수를 최소화하는 변수 순서와 값 순서에 관한 방법이다. 백트랙킹에서 불일치성을 늦게 발견하는 문제를 보완하기 위해서 일관성 강화기술 또는 제약 전파 방법을 사용한다. 백트랙킹 탐색과 일관성 강화 기술을 함게 사용함으로써 제약만족문제에 관한 보다 강력하고 효과적인 알고리즘을 얻을 수 있다. 본 논문은 또한 계산된 해와 이론적인 하한 값을 비교함으로써 제안된 알고리즘의 성능 비교를 수행한다.

We present a modeling of constraint satisfaction problems and provide heuristic algorithms of backtracking search to optimize the frequency assignment. Our research objective is to find a frequency assignment that satisfies all the constraints using minimum number of frequencies while maximizing the number of community radio stations served for a given area. In order to get a effective solution, some ordering heuristics such as variable orderings and value orderings are provided to minimize the backtracking in finding all solutions within a limited time. To complement the late detection of inconsistency in the backtracking, we provide the consistency enforcing technique or constraint propagation to eliminate the values that are inconsistent with some constraints. By integrating backtracking search algorithms with consistency enforcing techniques, it is possible to obtain more powerful and effective algorithms of constraint satisfaction problems. We also provide the performance evaluation of proposed algorithms by comparing the theoretical lower bound and our computed solution.