• 제목/요약/키워드: Frequency Assignment Problem

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A Genetic Algorithm Approach to the Frequency Assignment Problem on VHF Network of SPIDER System

  • Kwon, O-Jeong
    • 한국국방경영분석학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.56-69
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    • 2000
  • A frequency assignment problem on time division duplex system is considered. Republic of Korea Army (ROKA) has been establishing an infrastructure of tactical communication (SPIDER) system for next generation and it will be a core network structure of system. VHF system is the backbone network of SPIDER, that performs transmission of data such as voice, text and images. So, it is a significant problem finding the frequency assignment with no interference under very restricted resource environment. With a given arbitrary configuration of communications network, we find a feasible solution that guarantees communication without interference between sites and relay stations. We formulate a frequency assignment problem as an Integer Programming model, which has NP-hard complexity. To find the assignment results within a reasonable time, we take a genetic algorithm approach which represents the solution structure with available frequency order, and develop a genetic operation strategies. Computational result shows that the network configuration of SPIDER can be solved efficiently within a very short time.

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통합 필터 변별도와 그래프 컬러링을 이용한 전술통신망 백본 무선 링크의 주파수 지정 방법 (Frequency Assignment Method using NFD and Graph Coloring for Backbone Wireless Links of Tactical Communications Network)

  • 함재현;박휘성;이은형;최증원
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.441-450
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    • 2015
  • The tactical communications network has to be deployed rapidly at military operation area and support the communications between the military command systems and the weapon systems. For that, the frequency assignment is required for backbone wireless links of tactical communications network without frequency interferences. In this paper, we propose a frequency assignment method using net filter discrimination (NFD) and graph coloring to avoid frequency interferences. The proposed method presents frequency assignment problem of tactical communications network as vertex graph coloring problem of a weighted graph. And it makes frequency assignment sequences and assigns center frequencies to communication links according to the priority of communication links and graph coloring. The evaluation shows that this method can assign center frequencies to backbone communication links without frequency interferences. It also shows that the method can improve the frequency utilization in comparison with HTZ-warfare that is currently used by Korean Army.

유전자 알고리즘을 이용한 다중계층 채널할당 셀룰러 네트워크 설계 (Hierarchical Cellular Network Design with Channel Allocation Using Genetic Algorithm)

  • 이상헌;박현수
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 한국경영과학회 2005년도 추계학술대회 및 정기총회
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    • pp.321-333
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    • 2005
  • 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.

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셀룰러 위상구조 무선망에서의 주파수 할당 문제의 향상된 하한 값 분석 (Better Analysis of Lower Bounds of Frequency Assignment Problems in Wireless Networks with Cellular Topology)

  • 이상규;이주영
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제33권11호
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    • pp.830-835
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    • 2006
  • 데이타 및 음성 등의 통신에서 무선 통신의 비중은 날로 증가하고 있다. 그러나 무선 통신에서는 유선통신에 비해 여러 가지 자원의 제약을 받는다. 컴퓨터, PDA, 이동통신기기 등 급격히 증가하는 무선 단말기의 증가에 따른 통신량 수요를 충족하기위해 제한된 자원을 보다 효율적으로 사용해야 한다. 무선 통신에 있어 효율성이 필요한 자원중의 하나가 주파수 이다. 효율적 주파수 사용을 위한 주파수 할당 문제에 관한 연구는 현재 활발히 진행되고 있다. 그러나 대부분의 주파수 할당 문제가 NP-Complete의 어려운 문제로 실험적 연구를 통한 접근과 함께 이에 대한 이론적 이해 또한 필요하다. 주파수 할당 문제의 이론적 연구 중 셀룰러 위상구조에서의 크로마틱 대역폭 문제의 하한 값이 $O(k^2)$로 알려져 있다. 본 논문에서는 셀룰러 위상구조에서의 크로마틱 대역폭 주파수 할당 문제의 하한 값으로 기존에 알려진 $O(k^2)$보다 향상된 하한 값 $O(k^3)$을 제시하여, 주파수 할당 문제의 보다 정확한 이론적 이해를 제시하였다.

군용 통신망에서의 주파수 및 편파 지정 알고리즘 튜토리얼 (Tutorial on Frequency and Polarization Assignment Algorithms for Military Communication Networks)

  • 구본홍;채찬병;박성호;박휘성;함재현
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권11호
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    • pp.1608-1618
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    • 2016
  • 본 논문에서는 군용 통신망에 대한 주파수 지정 문제를 그래프 이론 관점에서 접근하여 해결하는 방법을 소개한다. 선행 연구에서 제안한 알고리즘을 본 문제에 맞게 구현하였으며, 새로운 알고리즘을 제안하여 얻은 해의 성능이 최적의 값에 거의 근접함을 증명하였다. 또한, 이중 편파 안테나의 편파를 동시에 배정하여 주파수 지정 문제 해의 성능을 극대화하는 알고리즘을 소개하였다.

디지털 TV로의 효율적 전환을 위한 주파수할당 근사해법 연구 (A Frequency Assignment Heuristic for the Efficient Deployments of Digital TV Systems)

  • 백천현
    • 산업공학
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    • 제13권4호
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    • pp.694-702
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    • 2000
  • For the graceful transition from the analog to digital TV systems, a systematic frequency assignment scheme must be incorporated into the transition planning procedure. In this study, we have studied the frequency assignment methodology for the efficient management of the limited spectrum resources. By applying the graph-theoretic approach, this study developed a new solution method for additional frequency assignment problem whose objective is to assign available frequencies for newly generated requirements (digital TV stations) with minimum reassignment of the preassigned frequencies to LPTV stations while meeting the interference-related constraints. The proposed algorithm can be effectively applied not only to the current digital TV introduction phase but also to the development phase with some further development. This study can be utilized as the basis for the future study on frequency assignments that aims at graceful transition from analog TV to digital TV.

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Partial Pole Assignment via Constant Gain Feedback in Two Classes of Frequency-domain Models

  • Wang, Guo-Sheng;Yang, Guo-Zhen;Duan, Guang-Ren
    • International Journal of Control, Automation, and Systems
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    • 제5권2호
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    • pp.111-116
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    • 2007
  • The design problem of partial pole assignment (PPA) in two classes of frequency-domain MIMO models by constant gain feedback is investigated in this paper. Its aim is to design a constant gain feedback which changes only a subset of the open-loop eigenvalues, while the rest of them are kept unchanged in the closed-loop system. A near general parametric expression for the feedback gain matrix in term of a set of design parameter vectors and the set of the closed-loop poles, and a simple parametric approach for solving the proposed problem are presented. The set of poles do not need to be previously prescribed, and can be set undetermined and treated together with the set of parametric vectors as degrees of design freedom provided by the approach. An illustrative example shows that the proposed parametric method is simple and effective.

채널할당을 고려한 다중계층 셀룰러 네트워크 설계 (Hierarchical Cellular Network Design with Channel Allocation)

  • 박현수;이상헌
    • 한국국방경영분석학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.63-77
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    • 2008
  • 제한된 주파수 범위 내에서 무선통신에 대한 수요증가에 따라 중계소 설치 및 채널할당 문제가 갈수록 중요시되고 있다. 최소한의 주파수 범위를 가지고 간접이 없는 채널을 할당하는 문제는 NP-hard 문제이다. 다중계층 셀룰러 네트워크는 무선통신의 수요가 늘어나고, 서비스 질 향상 요구의 증가에 따라 주목받고 있는 설계 방법이다. 다중계층 셀룰러 네트워크는 큰 도시에 적용되는 방법으로서 소비자의 이동속도에 따라 서로 다른 계층에서 관리하고 소비자에게 안정된 서비스를 제공한다. 본 논문의 유전자 알고리즘을 이용한 다중계층 설계는 지존의 2계층 방식과 달리 3계층(macro, micro, pico) 방법을 적용하며, EMC(Electromagnetic Compatibility Constraints)를 적응하여 현실성을 더욱 증가하였다. 후보지 선정 개수는 $15{\sim}40$개까지 적응하며, 72개의 데이터를 적용하여 알고리즘을 실험하여 수요자 수를 총 수요의 90%이상으로 끌어 올려 현실성을 강화시켰다.

게임 서버 클러스터에서의 서버의 CPU 전력 소모 최소화를 위한 클라이언트-서버 배정 방법 (A Method of Client-Server Assignment for Minimizing the CPU Power Consumption of Servers in a Game Server Cluster)

  • 김상철;이성해
    • 한국게임학회 논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.137-148
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    • 2017
  • 데이터 센터의 전력 소모가 크고, 그 중에 컴퓨터 서버의 전력 소모 비중이 높기 때문에, 최근 서버의 전력 절약을 위한 연구가 다양한 방향에서 진행되고 있다. 서버 컴퓨터의 구성 유닛들 중에서 특히 CPU는 주된 전력 소모 원인이다. 본 논문에서는 게임 서버 클러스터 환경에서 서버 CPU의 전력 소모를 최소화하기 위한 신규 클라이언트들을 서버에 배정하는 방법을 제안한다. 우리는 클라이언트-서버 배정 문제를 최적화 문제로 모델링하고, 시뮬레이티드 어닐링 기반 방법으로 그 해를 구한다. 우리의 방법의 특징들 중 하나는 CPU의 동작 주파수를 부하에 따라 적절히 선택하는 것으로서, 저 부하시에는 낮은 주파수를 선택해 전력 소모를 줄이게 된다. 우리의 조사에 따르면, 온라인 게임 서버의 전력 소모를 고려한 클라이언트-서버 배정에 관한 연구는 거의 없었다.

Two phase algorithm for frequency assignment in cellular mobile systems with maximal distance of channel interference

  • Kim, Sehun;Kim, Seong-Lyun
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한산업공학회/한국경영과학회 1994년도 춘계공동학술대회논문집; 창원대학교; 08월 09일 Apr. 1994
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    • pp.291-300
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    • 1994
  • In this paper we consider the frequency assignment problem (FAP) in a cellular mobile communication system which has a maximal distance of channel interference. This special structure is observed in most cellular systems. To handle the considered FAP, we use the pattern approach which fits naturally to the problem. Based on this approach, we are able to formulate the considered FAP into a manageable optimization problem and propose a two phase heuristic algorithm for the problem. Computational experiments show that our algorithm performs much better in both solution quality and computational time than the recently developed algorithms for FAP. Since the considered FAP well reflects most cellular systems, our algorithm can be applied to many practical situations.