• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권10호
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• pp.3394-3408
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• 2014

Conventional mobile state (MS) and base station (BS) association based on average signal strength often results in imbalance of cell load which may require more powerful processor at BSs and degrades the perceived transmission rate of MSs. To deal with this problem, a Markov decision process (MDP) for load balancing in a multi-cell system with multi-carriers is formulated. To solve the problem, exploiting Sarsa algorithm of on-line learning type [12], ${\alpha}$-controllable load balancing algorithm is proposed. It is designed to control tradeoff between the cell load deviation of BSs and the perceived transmission rates of MSs. We also propose an ${\varepsilon}$-differential soft greedy policy for on-line learning which is proven to be asymptotically convergent to the optimal greedy policy under some condition. Simulation results verify that the ${\alpha}$-controllable load balancing algorithm controls the behavior of the algorithm depending on the choice of ${\alpha}$. It is shown to be very efficient in balancing cell loads of BSs with low ${\alpha}$.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.2563-2568
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• 2013

최근 옥외용 이동통신시스템과 동일 주파수를 사용하면서 추가적으로 용량을 확보할 수 있는 옥내용 모바일 통신 시스템을 위한 초소형 기지국에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 옥내용 모바일 통신 시스템에서 초소형 기지국의 특성을 고려한 시스템 레벨 시뮬레이터를 개발하였고 초소형 기지국 환경에서 혼잡한(Congested) 기지국의 아웃티지 확률(Outage Probability)을 줄이는 적응적 Load-Balancing 방안을 제안하였다. 본 시뮬레이터에서는 초소형 기지국 특성을 고려한 링크 레벨 시뮬레이션 결과를 반영하였으며, 본 시뮬레이터를 이용하여 옥내용 모바일 통신 시스템에서 Load-Balancing 방안을 적용하였을 때와 적용하지 않았을 때의 아웃티지 확률을 비교해 보았다. 제안한 Load-Balancing 방안의 사용을 통해 혼잡한 기지국의 아웃티지 확률을 줄이고 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있음을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권7A호
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• pp.757-767
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• 2008

차세대 이동 통신망의 발전으로 상용 망과 이 기종 망이 서로 겹쳐진 다중 망 구조가 형성될 것이다. 이러한 여러 망이 겹쳐진 다중 망 구조에서 전체 무선자원의 사용 효율을 높이고 Eb/Io (bit energy-to-interference plus noise density ratio)를 개선하기 위해 이기종망간 혹은 동종망간 상호 연동 기술이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 동종망과 이기종망들이 서로 겹쳐져 있는 다중 셀 환경에서 load를 효율적으로 분산시킴으로써 무선 자원의 효율을 높이고 신호의 간섭양을 줄여 사용자의 QoS 보장 및 성능 개선을 위한 soft load balancing algorithm을 제안 및 분석한다. 본 논문에서는 수학적 분석을 통해 효율적인 load sharing을 위한 최적의 LBR (load balancing ratio) 을 구하고 이를 이용하여 각 network에 traffic 양을 할당하여 서비스한다. 그러므로 soft load balancing 알고리듬은 보다 안정적인 데이터 전송을 가능하게 한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권11호
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• pp.2230-2237
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• 2015

본 논문에서는 자연계에 존재하는 동기화 현상에 착안하여 무선 네트워크를 위한 자율적 부하균형 기법을 제안한다. 이를 위해 본 논문에서는 무선 접속 서비스를 제공하는 셀 사이의 부하균형 문제를 자연계 동기화 현상을 이용하여 모델링 한 후 각 셀들이 이웃 셀과의 부하 차이에 따라 자율적으로 부하를 분배하기 위한 알고리즘을 설계한다. 모의실험을 통해 제안 기법을 이용하여 각 셀들이 자신의 지역적 정보만을 이용하여 자율적으로 부하 분배 여부를 결정하더라도 셀 간 부하균형을 이룰 수 있다는 것을 검증하였다.

• 한국경영과학회지
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• 제26권2호
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• pp.1-11
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• 2001

This paper considers the scheduling of cell-based handoffs to balance the traffic in a fiber-optic microcelluar system. In the system depending on the order of cell based handoff, periodical balancing of the traffic among microcells can be achieved. The cell based handoff problem is formulated as a dynamic programming and the computational complexity is analyzed. Since the scheduling problem requires real time solution, heuristic algorithms are proposed and the computational results are discussed.

• Journal of Communications and Networks
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• 제10권1호
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• pp.38-43
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• 2008

In this paper, adaptive channel borrowing approach fuzzy neural networks for load balancing (ACB-FNN) is presented to maximized the number of served calls and the depending on asymmetries traffic load problem. In a wireless network, the call's arrival rate, the call duration and the communication overhead between the base station and the mobile switch center are vague and uncertain. A new load balancing algorithm with cell involved negotiation is also presented in this paper. The ACB-FNN exhibits better learning abilities, optimization abilities, robustness, and fault-tolerant capability thus yielding better performance compared with other algorithms. It aims to efficiently satisfy their diverse quality-of-service (QoS) requirements. The results show that our algorithm has lower blocking rate, lower dropping rate, less update overhead, and shorter channel acquisition delay than previous methods.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권5호
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• pp.1569-1586
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• 2015

This paper considers the optimal cell association and resource allocation for load balancing in a heterogeneous cellular network subject to user's quality-of-service (QoS) constraints. We adopt the proportional fairness (PF) utility maximization formulation which also accommodates the QoS constraints in terms of minimum rate requirements. With equal resource allocation this joint optimization problem is either infeasible or requires relaxation that yields a solution which is difficult to implement. Nevertheless, we show that this joint optimization problem can be effectively solved without any priori assumption on resource allocation and yields a cell association scheme which enforces single BS association for each user. We re-formulated the joint optimization problem as a network-wide resource allocation problem with cardinality constraints. A reweighted heuristic l₁-norm regularization method is used to obtain a sparse solution to the re-formulated problem. The cell association scheme is then derived from the sparsity pattern of the solution, which guarantees a single BS association for each user. Compared with the previously proposed method based on equal resource allocation, the proposed framework results in a feasible cell association scheme and yields a robust solution on resource allocation that satisfies the QoS constraints. Our simulations illustrate the impact of user's minimum rate requirements on cell association and demonstrate that the proposed approach achieves load balancing and enforces single BS association for users.

• ETRI Journal
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• 제36권5호
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• pp.761-771
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• 2014

Long-Term Evolution employs a hard handover procedure. To reduce the interruption of data flow, downlink data is forwarded from the serving eNodeB (eNB) to the target eNB during handover. In cellular networks, unbalanced loads may lead to congestion in both the radio network and the backhaul network, resulting in bad end-to-end performance as well as causing unfairness among the users sharing the bottleneck link. This work focuses on congestion in the transport network. Handovers toward less loaded cells can help redistribute the load of the bottleneck link; such a mechanism is known as load balancing. The results show that the introduction of such a handover mechanism into the simulation environment positively influences the system performance. This is because terminals spend more time in the cell; hence, a better reception is offered. The utilization of load balancing can be used to further improve the performance of cellular systems that are experiencing congestion on a bottleneck link due to an uneven load.

• 전자공학회논문지
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• 제51권10호
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• pp.45-49
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• 2014

이기종 셀룰러 네트워크에서는 셀 계층간 접속되는 사용자의 수가 크게 달라지고, 이로 인해 사용자와 기지국 연결을 최적화하는 로드 밸런싱(load balancing)이 필수적으로 요구되어진다. 그러나 로드 밸런싱을 위하여 셀의 크기를 조정하는 경우 간섭량이 증가하는 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 이기종 셀룰러 시스템(heterogeneous cellular system)에서 다중 수신 안테나를 이용하여 인접 셀로부터 오는 간섭을 제거할 때, 사용자와 기지국 사이의 연결을 최적화하고 사용자들의 전송 용량 성능을 확인한다. 결과적으로 다중 안테나 간섭 제거 기법을 적용하면, 로드 밸런싱이 이루어진 이기종 셀룰러 시스템의 성능을 크게 향상시킬 수 있음을 모의실험 결과를 통해 보여준다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.205-206
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• 2008

We propose load balancing algorithm based on cross layer designing for MIMO OFDM system. When there are many users using data service, base station(BS) should distribute traffic. Moreover, cross layer design gives benefit managing radio resource and network bandwidth management. Proposed cross layer load balancing technique manages both BS's bandwidth allocation and MS’s power control. One BS request bandwidth to other BSes and other BSes reduce each bandwidth. And BSes reduce power of sub carriers for reserving available bandwidth of backhaul. MSes that didn't get service can be served by obtaining bandwidth from other BSes. The simulation result shows more users can be served and cell throughput was increased