In this paper, we consider a channel ordering problem that seeks to maximize the service quality in mobile radio communication systems. If a base station receives a connection request from a mobile user, one of the empty channels belonging to the base station is assigned to the mobile user. In case multiple empty channels are available, we can choose one that incurs least interference with other channels assigned to adjacent base stations. However, note that a pair of channels that are not separated enough generates interference only if both channels are assigned to mobile users. That is, interference between channels may vary depending on the channel assignment sequence for each base station and on the distribution of mobile users. To find a channel assignment sequence that seems to generate minimum interference, we develop an optimization model considering various scenarios of mobile user distribution. Simulation results show that channel assignment sequence determined by the scenario based optimization model significantly reduces the interference provided that scenarios and interference cost are properly generated.
본 논문에서는 대용량 셀룰러 이동통신 시스템에 있어 새로운 채널할당 알고리듬을 제안하였다. 새로 제안된 채널할당 알고리듬은, 고정배치된 채널이 모두 사용중인 Cell에 요구된 Call의 서비스를, Idle한 채널이 있는 인접 Cell에서 대행하도록 하였으며, 채널의 순서적인 할당, 채널의 재할당 및 지향성 안테나의 사용등의 기법을 이용하였다. 49개의 Cell로 구성된 시스템에 본 알고리듬을 Simulation 한 결과 고정채널 할당방식에 비해 18~38%의 높은 채널이용율을 나타내었다.
In this paper, we consider a channel ordering problem that seeks to minimize the total interference in mobile radio networks. If a base station receives connection request from a mobile user, one of the empty channels that are fixed to the base station is assigned to the mobile user. Among several channels available, we can choose one that seems to make least interference with other channels assigned to adjacent base stations. However, a pair of channels that are not separated enough do not generate interference if both of them are not simultaneously used by mobile users. That is, interference between channels may vary depending on the channel assignment sequence for each base station and on the distribution of mobile users. To find a channel assignment sequence that seems to generate minimum interference, we develop an optimization model considering various scenarios of mobile user distribution. Simulation results show that channel assignment sequence determined by the scenario based optimization model significantly reduces the interference provided that scenarios and interference costs are properly generated.
최근에 제안된 강화 학습 기법인 "potential-based" reinforcement learning(RL) 기법은 다수 학습들과 expert advice들을 감독 지식으로 강화 학습 알고리즘에 융합하는 것을 가능하게 했고 그 효용성은 최적 정책으로의 이론적 수렴성 보장으로 증명되었다. 본 논문에서는 potential-based RL 기법을 셀룰러 네트워크에서의 채널 할당 문제에 적용한다. Potential-based RL 기반의 동적 채널 할당 기법이 기존의 fixed channel assignment, Maxavail, Q-learning-based dynamic channel assignment 채널 할당 기법들보다 효율적으로 채널을 할당한다. 또한, potential-based RL 기법이 기존의 강화 학습 알고리즘인 Q-learning, SARSA(0)에 비하여 최적 정책에 더 빠르게 수렴함을 실험적으로 보인다.
Jin, Ming-Hui;Wu, Eric Hsiao-Kuang;Horng, Jorng-Tzong
Journal of Communications and Networks
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제5권1호
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pp.43-54
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2003
Due to insufficient available bandwidth resources and the continuously growing demand for cellular communication services, the channel assignment problem has become increasingly important. To trace the optimal assignment, several heuristic strategies have been proposed. So far, most of them focus on the small-scale systems containing no more than 25 cells and they use an anachronistic cost model, which does not satisfy the requirements ity. Solving the small-scale channel assignment problems could not be applied into existing large scale cellular networks' practice. This article proposes a decomposition approach to solve the fixed channel assignment problem (FCAP) for large-scale cellular networks through partitioning the whole cellular network into several smaller sub-networks and then designing a sequential branch-and-bound algorithm that is made to solve the FCAP for them sequentially. The key issue of partition is to minimize the dependences of the sub-networks so that the proposed heuristics for solving smaller problems will suffer fewer constraints in searching for better assignments. The proposed algorithms perform well based on experimental results and they were applied to the Taiwan Cellular Cooperation (TCC) in ChungLi city to find better assignments for its network.
이동통신에 있어서 채널 할당 문제는 조합적 최적화 문제로 문제의 범위가 증가함에 따라 계산량이 지수함수적으로 증가하는 NP-완성형 문제이다. 본 논문에서는 Hopfield 모델을 이용하여 동일 채널 간섭, 인접 기지국 간섭, 동일 기지국 간섭등의 제약조건을 만족하여 각 기지국의 채널 요구량에 따라 채널을 할당하는 방법을 고려하였다. 본 논문에서 고려한 Hopfield 모델은 현재의 하드웨어 구현기술의 제약 요건등을 고려하여 가장 기본적인 모델을 가정하였으며, 고정 채널할당 방법에서 균일, 불균일 트래픽 요구량을 고려하였고, 동적 채널 할당 방법의 적용 가능성을 타진해 보았다.
With the limited frequency spectrum and an increasing demand for cellular communication services, the problem of channel assignment becomes increasingly important. However, finding a conflict free channel assignment with the minimum channel span is NP hard. As demand for services has expanded in the cellular segment, sever innovations have been made in order to increase the utilization of bandwidth. The innovations are cellular concept, dynamic channel assignment and hierarchical network design. Hierarchical network design holds the public eye because of increasing demand and quality of service to mobile users. We consider the frequency assignment problem and the base station placement simultaneously. Our model takes the candidate locations emanating from this process and the cost of assigning a frequency, operating and maintaining equipment as an input. In addition, we know the avenue and demand as an assumption. We propose the network about the profit maximization. This study can apply to GSM(Global System for Mobile Communication) which has 70% portion in the world. Hierarchical network design using GA(Genetic Algorithm) is the first three-tier (Macro, Micro, Pico) model, We increase the reality through applying to EMC (Electromagnetic Compatibility Constraints). Computational experiments on 72 problem instances which have 15${\sim}$40 candidate locations demonstrate the computational viability of our procedure. The result of experiments increases the reality and covers more than 90% of the demand.
본 논문에서는 셀룰러 이동 통신에서 사용되는 채널할당에 관한 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 기지국과 이동국사이의 거리에 따라 채널을 할당하고, 할당된 채널은 거리를 기준으로 하여 전력제어를 실시하는 알고리즘을 제안한다. 이 방법은 희망파와 간섭파의 전력비(carrier to interference ratio : CIR)가 일정한. 레벌을 만족한다면 어떤 채널도 사용할 수 있다. 제안된 알고리즘은 동일 채널에 대한 주파수 재사용거리를 감소시킬 수 있기 때문에 주파수 효율을 증대시킬 수 있고, 기존의 고정할당법과 비교할 때 2배 이상의 주파수효율을 얻을 수 있었다.
이 논문에서는 CDMA(C여e Division Multiple Access) 셀롤러 시스템에서 전력할당개념 (Power Allocation Concept)을 이용한 채널할당기법(Channel Assignment Scheme)을 제안하였다. 또한, 제안한 기법의 성능을 분석한 후 고정 전력할당을 이용한 채널할당기법의 성능과 서로 비교하였다. 제안한 기법에서는 순방향링크(Forward Link)에서 인접 셀(Neighbor Cells) 의 트래픽 부하 및 트래픽 분포 패턴에 따라 적용적으로 전력을 할당한다 제안한 기법에 대한 분석결과, 전체 호 블럭킹 확률(Call Blocking Probability: Pr)은 물리적인 채널의 수($C_{th}$)가 30인 경우에 고갈 확률(Outage Probability: Po)보다 블럭킹 확률(Blocking Probability : $P_B$)에 더 의존적이라는 사실을 발견할 수 있었다. 그리고 Pr는 $C_{th}$가 32인 경우, $P_B$ 및 Po 에 동일 비율로 종속되고 이 경우에 $P_{TA}$(blc$\xi$king probability for the adaptive power 머location)는 $P_{TF}$(blocking probability f for the fixed power allocation) 보다 6%정도 높음을 알 수 있었다.
본 연구에서는 덕팅에 의한 인접국가간의 간섭문제 대처방안의 하나로서 CB(Channel Borrowing) 채널할당을 평가하여 FCA(Fixed Channel Assignment)와 비교 검토하였다. 이를 위해 기존의 덕팅간섭 측정 결과로부터 덕팅간섭의 수신레벨을 시간율에 의한 정규분포로 가정할 때 일정 수신레벨 이상의 간섭은 호로 간주될 수 있다. 이 덕팅간섭에 의한 호의 증가는 셀룰러 시스템에서 CB에 의한 셀간의 채널 공유를 통해 효과적으로 대처하여 주파수 자원의 효율적 이용을 도모할 수 있다. 한편, 볼 연구의 결과는 시뮬레이션을 간단히 하기 위해 셀룰러 구조의 주파수 재사용 및 채널간의 간섭을 고려하지 않았으므로 향후 이에 대한 연구가 요구된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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