• 제목/요약/키워드: Power and Rate Allocation

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Utility-based Rate Allocation Scheme for Mobile Video Streaming over Femtocell Networks

  • Quan, Shan Guo;Xu, Jian;Kim, Young-Yong
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제5권3호
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    • pp.151-158
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    • 2009
  • This paper proposes a utility-based data rate allocation algorithm to provide high-quality mobile video streaming over femtocell networks. We first derive a utility function to calculate the optimal data rates for maximizing the aggregate utilities of all mobile users in the femtocell. The total sum of optimal data rates is limited by the link capacity of the backhaul connections. Furthermore, electromagnetic cross-talk poses a serious problem for the backhaul connections, and its influence passes on to mobile users, as well as causing data rate degradation in the femtocell networks. We also have studied a fixed margin iterative water-filling algorithm to achieve the target data rate of each backhaul connection as a counter-measure to the cross-talk problem. The results of our simulation show that the algorithm is capable of minimizing the transmission power of backhaul connections while guaranteeing a high overall quality of service for all users of the same binder. In particular, it can provide the target data rate required to maximize user satisfaction with the mobile video streaming service over the femtocell networks.

RIS Selection and Energy Efficiency Optimization for Irregular Distributed RIS-assisted Communication Systems

  • Xu Fangmin;Fu Jinzhao;Cao HaiYan;Hu ZhiRui
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제17권7호
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    • pp.1823-1840
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    • 2023
  • In order to improve spectral efficiency and reduce power consumption for reconfigurable intelligent surface (RIS) assisted wireless communication systems, a joint design considering irregular RIS topology, RIS on-off switch, power allocation and phase adjustment is investigated in this paper. Firstly, a multi-dimensional variable joint optimization problem is established under multiple constraints, such as the minimum data requirement and power constraints, with the goal of maximizing the system energy efficiency. However, the proposed optimization problem is hard to be resolved due to its property of nonlinear nonconvex integer programming. Then, to tackle this issue, the problem is decomposed into four sub-problems: topology design, phase shift adjustment, power allocation and switch selection. In terms of topology design, Tabu search algorithm is introduced to select the components that play the main role. For RIS switch selection, greedy algorithm is used to turn off the RISs that play the secondary role. Finally, an iterative optimization algorithm with high data-rate and low power consumption is proposed. The simulation results show that the performance of the irregular RIS aided system with topology design and RIS selection is better than that of the fixed topology and the fix number of RISs. In addition, the proposed joint optimization algorithm can effectively improve the data rate and energy efficiency by changing the propagation environment.

PAPR Analysis of the OFDMA and SC-FDMA in the Uplink of a Mobile Communication System

  • Li, Yingshan;Lee, Il-Jin;Kim, Jang-Su;Ryu, Heung-Gyoon
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제9권1호
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    • pp.17-24
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    • 2009
  • In recent years, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) and SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) have been widely studied for the uplink of a mobile communication system. In this paper, PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) and BER(Bit Error Rate) performance of the OFDMA and SC-FDMA systems are studied in relation to the uplink of a mobile communication system. Three kinds of sub-carrier allocation methods in the OFDMA system and 2 kinds of sub-carrier allocation methods in SC-FDMA system are suggested to compare and improve system performance. Simulation results show that in the OFDMA system, the first sub-band allocation method has better PAPR reduction performance than the other methods. In the SC-FDMA system, the distributed allocation method offers similar P APR, compared with the sub-band allocation method. P APR can be further reduced by adding a spectrum shaping filter with an appropriate roll of factor. Furthermore, it is found that on average, SC-FDMA can reduce the PAPR by more than 5 dB compared to OFDMA, when the total sub-carrier number is 1,024 and the sub-carrier number allocated to each user changes trom 8 to 512. Because of the frequency diversity and low PAPR characteristics, SC-FDMA system of the distributed sub-carrier allocation method can achieve better BER performance than the OFDMA system.

OFDMA 시스템에서 셀 외곽지역의 동일 채널간섭 최소화를 위한 자원할당 기법 (A New Resource Allocation Technique to Mitigate Co-Channel Interference in Cellular OFDMA Systems)

  • 김대관;김종경;서종수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권6A호
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    • pp.603-610
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    • 2006
  • 본 논문은 다중 셀 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 외곽 지역 사용자들의 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해 두 단계로 이루어진 자원 할당 알고리즘을 제안한다. 다중 셀 환경에서 셀 외곽 지역에 위치한 사용자들은 인접 셀에서 발생하는 동일 채널 간섭에 의한 수신 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)의 열화가 셀 내부 지역의 사용자들에 비해 심각하다. 제안하는 기법은 인접한 셀들의 외곽 사용자들 간 배타적 부반송파 할당과 전력 재할당을 통해 동일 채널 간섭을 억제한다. 모의실험 결과 외곽 지역의 데이터 전송률을 600Kbps이상 향상시킴으로써 지역 간 불균형한 서비스 제공 현상을 완화시켜 사용자수와 사용자의 셀 내 위치에 대해 안정적인 데이터 전송률을 지원하였다.

중첩 코딩 다중화를 이용한 다중 사용자 다이버시티 스케줄링 방법 (Multi-user Diversity Scheduling Methods Using Superposition Coding Multiplexing)

  • 이민;오성근
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권4A호
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    • pp.332-340
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    • 2010
  • 이 논문에서는 중첩 코딩 다중화를 이용하여 다중 사용자 신호를 동시에 전송하는 다중 사용자 다이버시티 스케줄링 방법들을 다룬다. 이 방법들은 다중 사용자 신호들을 동시에 전송함에 따른 제1순위 및 제1 순위 이후 사용자 우선 순위 선정 전략과 사용자 별 전력할당 전략을 결합하는 방식에 따라 다양한 스케줄링 방법들이 가능하도록 한다. 제1 순위 사용자 선정 전략으로는 1) 채널상태 우수 사용자 순서, 2) PFS(proportional fair scheduling) 사용자 순서, 3) 평균 제공 전송률 낮은 사용자 순서를 따르는 3가지 전략들을 고려한다. 제1 순위 이후 사용자순서도 제1 순위 사용자와 동일한 전략을 고려한다. 그러나 다수의 사용자들이 선정되어야 하는 경우, 한번의 PFS 순서를 따르도록 하거나 매 추가 사용자마다 잔여전력과 사용자간 간섭을 고려하여 PFS 기준에 따라 하나의 사용자를 단계적으로 선정하도록 할 수 있다. 전력할당 전략으로는 우선적으로 사용자 별 최대 허용 전송률을 제공하는 전력을 할당하거나 사용자 별 최소 전송률을 제공하는 전력을 할당하고, 잔여전력을 각 사용자에게 재할당하는 두 가지 전략들을 고려한다. 스케줄링 목적으로는 전송률 합 최대화, 형평성 극대화, PFS 방법에 준하는 형평성 유지 및 전송률 합 최대화의 3가지를 고려한다. 또한 각각의 목적을 위하여 max CIR (carrier-to-interference power ratio), max-min fair, PF 스케줄링 방법들([1]과 해당 참고문헌들 참조)을 각각의 목적별 비교 기준으로 정하고, 전송률 합 또는 형평성 측면에서 기준 방법에 준하거나 우수하면서 나머지 척도인 형평성이나 전송률 합이 우수한 방법들을 후보 스케줄링 방법들로 선정한다. 모의실험을 통하여 다양한 스케줄링 방법의 사용자 수에 따른 전송률 합과 JFI(Jain's fairness index)에 따른 형평성을 분석한다.

다중 UAV-RIS 네트워크를 위한 자원 할당 알고리즘 (Resource Allocation Algorithm for Multiple RIS-Assisted UAV Networks)

  • 박희재;박래혁
    • Journal of Platform Technology
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    • 제11권1호
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    • pp.3-10
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    • 2023
  • 최근 Unmanned Aerial Vehicles (UAVs)은 높은 유동성 및 낮은 하드웨어 비용으로 5G, 6G 무선 통신에서 큰 관심을 받고 있다. 여전히 Blockage와 에너지 문제가 존재하지만 이러한 문제들은 Reconfigurable Intelligent Surface (RIS)를 활용하여 해결할 수 있다. 또한 RIS를 UAV 통신에 이용함으로써 신호를 받지 못하는 사용자에게 신호를 전송하여 Spectral Efficiency를 향상시키며, 에너지 소비를 줄일 수 있다. 현재 대부분의 연구들은 송신 전력과 RIS 위상을 교대로 최적화하여 Power Consumption 최소화 및 데이터 전송 Delay 최소화 등의 목적을 달성하였다. 본 논문에서는 대역폭 최적화를 포함하여 합산 정보 전달율을 최대화하는 알고리즘을 제안한다. 이에 대한 성능평가를 진행하였고, 시뮬레이션을 통해 제안한 알고리즘의 우수성을 보였다.

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Extracting (-)-hydroxycitric Acid from Dried Rinds of Garcinia oblongifolia Champ. ex Benth by Using Microwave

  • Dang, Quang Vinh;Dao, Hung Cuong;Nguyen, Thuong
    • 대한화학회지
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    • 제55권6호
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    • pp.983-987
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    • 2011
  • Surveys on the process of extracting acid from dried rinds of Garcinia oblongifolia Champ. ex Benth (G. oblongifolia) using microwave in terms of time, machine power and solid/liquid rate, have resulted in such findings as: the best time allocation for extracting is 25 minutes; machine power works best at level 2 (microwave power is 400 W); suitable rate of solid/liquid is 0.071 (approximately 150 mL solvent per 10 g of sample). The total amounts acid and (-)-hydroxycitric acid extracted from 100 g dried rinds of G. oblongifolia are 18.592 g and 10.137g respectively. This is the first finding on extraction of (-)-HCA from dried rinds of G. oblongifolia using microwave.

ESG투자를 통한 최적자산배분과 후생개선 요인분석에 관한 연구 (A Study on the Analysis of Optimal Asset Allocation and Welfare Improvemant Factors through ESG Investment)

  • 현상균;이정석;이준희
    • 품질경영학회지
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    • 제51권2호
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    • pp.171-184
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    • 2023
  • Purpose: First, this paper suggests an alternative approach to find optimal portfolio (stocks, bonds and ESG stocks) under the maximizing utility of investors. Second, we include ESG stocks in our optimal portfolio, and compare improvement of welfares in the case with and without ESG stocks in portfolio. Methods: Our main method of analysis follows Brennan et al(2002), designed under the continuous time framework. We assume that the dynamics of stock price follow the Geometric Brownian Motion (GBM) while the short rate have the Vasicek model. For the utility function of investors, we use the Power Utility Function, which commonly used in financial studies. The optimal portfolio and welfares are derived in the partial equilibrium. The parameters are estimated by using Kalman filter and ordinary least square method. Results: During the overall analysis period, the portfolio including ESG, did not show clear welfare improvement. In 2017, it has slightly exceeded this benchmark 1, showing the possibility of improvement, but the ESG stocks we selected have not strongly shown statistically significant welfare improvement results. This paper showed that the factors affecting optimal asset allocation and welfare improvement were different each other. We also found that the proportion of optimal asset allocation was affected by factors such as asset return, volatility, and inverse correlation between stocks and bonds, similar to traditional financial theory. Conclusion: The portfolio with ESG investment did not show significant results in welfare improvement is due to that 1) the KRX ESG Leaders 150 selected in our study is an index based on ESG integrated scores, which are designed to affect stability rather than profitability. And 2) Korea has a short history of ESG investment. During the limited analysis period, the performance of stock-related assets was inferior to bond assets at the time of the interest rate drop.

Power Loading Algorithm for Orthogonalized Spatial Multiplexing in Wireless Communications

  • 김영태;박석환;이인규
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권5A호
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    • pp.331-340
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    • 2009
  • In this paper, we propose a new power loading algorithm for orthogonalized spatial multiplexing(OSM) systems over flat-fading multiple-input multiple-output (MIMO) channels. Compared to SVD-based transmission scheme, the OSM scheme exhibits a good system performance with lower complexity and feedback overhead. To further improve the performance in OSM systems with power loading, we introduce a geometric approach on the Euclidean distance between the constellation points in the effective channel. Using this approach, we show that the optimal power loading parameters in terms of the minimum distance can be obtained. Simulation results demonstrate that our algorithm provides a 5dB gain at a bit error rate (BER) of $10^{-4}$ over that of no power loading case with both QPSK and 16-QAM. Consequently, our power loading algorithm allows us to significantly improve the system performance with one additional feedback value.

저비용 선박간 통신을 위한 전송률 인지 양방향 릴레이 기법 (Rate-Aware Two-Way Relaying for Low-Cost Ship-to-Ship Communications)

  • 왕진수;김선용;정민아;이성로;김윤희
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39C권8호
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    • pp.651-659
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    • 2014
  • 본 논문은 선단 내 해상 통신에서 두 통신 선박이 다중 안테나 릴레이 선박의 도움으로 데이터를 교환하는 양방향 릴레이 네트워크를 고려한다. 상기 네트워크에서 두 통신 선박의 정보 전송률이 다를 때 정보 전송 신뢰도를 높이는 전송률 인지 세 단계 아날로그 네트워크 부호화 기법을 제안한다. 제안 기법은 릴레이에서 직교하게 수신된 각 통신 선박의 신호로부터 향상된 품질의 아날로그 네트워크 부호화 신호를 안테나 수신 전력만을 이용하여 생성함으로써 릴레이를 채널 추정 기능 없이 낮은 복잡도로 구현할 수 있도록 한다. 또한, 제안 기법은 두 통신 선박의 서로 다른 전송률을 고려한 전송률-인지 릴레이 전력 할당 방법을 적용하여 비대칭 전송률을 갖는 데이터 교환의 아웃티지 확률을 크게 줄일 수 있음을 모의실험으로 보였다.