• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제11권4호
• /
• pp.2058-2074
• /
• 2017

Dense Heterogeneous Cellular Networks(HCNs) offer a promising approach to meet the target of 1000x increase in aggregate data rates in 5G wireless communication systems. However how to best utilize the available radio resources at densely deployed small cells remains an open problem as those small cells are typically unplanned. In this paper we focus on balancing loads across macro cells and small cells by offloading users to small cells, as well as dynamically switching off underutilized small cells. We propose a joint user association and base station(BS) sleep mangement(UA-BSM) scheme that proactively offloads users to a fraction of the densely deployed small cells. We propose a heuristic algorithm that iteratively solves the user association problem and puts BSs with low loads into sleep. An interference relation matrix(IRM) is constructed to help us identify the candidate BSs that can be put into sleep. User associations are then aggregated to selected small cells that remain active. Simulation results show that our proposed approach achieves load balancing across macro and small cells and reduces the number of active BSs. Numerical results show user signal to interference ratio(SINR) can be improved by small cell sleep control.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제11권2호
• /
• pp.628-649
• /
• 2017

Security and resource-saving are both demands of the fifth generation (5G) wireless networks. In this paper, we study the secrecy spectrum efficiency (SSE) and secrecy energy efficiency (SEE) of a K-tier massive multiple-input multiple-output (MIMO) enabled heterogeneous cellular network (HetNet), in which artificial noise (AN) are employed for secrecy enhancement. Assuming (i) independent Poisson point process model for the locations of base stations (BSs) of each tier as well as that of eavesdroppers, (ii) zero-forcing precoding at the macrocell BSs (MBSs), and (iii) maximum average received power-based cell selection, the tractable lower bound expressions for SSE and SEE of massive MIMO enabled HetNets are derived. Then, the influences on secrecy oriented spectrum and energy efficiency performance caused by the power allocation for AN, transmit antenna number, number of users served by each MBS, and eavesdropper density are analyzed respectively. Moreover, the analysis accuracy is verified by Monte Carlo simulations.

• ETRI Journal
• /
• 제44권6호
• /
• pp.945-954
• /
• 2022

The 5G mobile network is promising to handle the dynamic traffic demands of user equipment (UE). Unmanned aerial vehicles (UAVs) equipped with wireless transceivers can act as flying base stations in heterogeneous networks to ensure the quality of service of UE. However, it is challenging to efficiently allocate limited bandwidth to UE due to dynamic traffic demands and low network coverage. In this study, a blockchain-enabled bandwidth allocation framework is proposed for secure bandwidth trading. Furthermore, the proposed framework is based on the Cournot oligopoly game theoretical model to provide the optimal solution; that is, bandwidth is allocated to different UE based on the available bandwidth at UAV-assisted-based stations (UBSs) with optimal profit. The Cournot oligopoly game is performed between UBSs and cellular base stations (CBSs). Utility functions for both UBSs and CBSs are introduced on the basis of the available bandwidth, total demand of CSBs, and cost of providing cellular services. The proposed framework prevents security attacks and maximizes the utility functions of UBSs and CBSs.

• ETRI Journal
• /
• 제38권4호
• /
• pp.746-756
• /
• 2016

Owing to the intermittent power generation of renewable energy sources (RESs), future wireless cellular networks are required to reliably aggregate power from retailers. In this paper, we propose a distributed power allocation (DPA) scheme for base stations (BSs) powered by retailers with heterogeneous RESs in order to deal with the unreliable power supply (UPS) problem. The goal of the proposed DPA scheme is to maximize our well-defined utility, which consists of power satisfaction and unit power costs including added costs as a non-subscriber, based on linear and quadratic cost models. To determine the optimal amount of DPA, we apply dual decomposition, which separates the master problem into sub-problems. Optimal power allocation from each retailer can be obtained by iteratively coordinating between the BSs and retailers. Finally, through a mathematical analysis, we show that the proposed DPA can overcome the UPS for BSs powered from heterogeneous RESs.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2006년 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
• /
• pp.461-463
• /
• 2006

무선 인터넷의 급속한 성장에 따라 사용영역과 그 범위가 점차 확대되고 있으며, 사용자들은 멀티미디어 동화상 등 점차 많은 대역폭을 요구하는 서비스를 원하고 있다. 이에 따라 다양한 무선 인터넷을 사용할 수 있는 네트리크가 상용화 되어 있다. 그러나 상용화되어 있는 다양한 네트워크 중에 셀룰러 네트워크를 이용하는 경우에는 다양한 멀티미디어 서비스를 지원하기에 한계가 있고, 이종 망을 사용하는 경우에는 이동성을 제공해 줄 수 없다는 문제점이 있다. 따라서 셀룰러 네트워크와 고속의 다운로드를 받을 수 있는 이종 망을 연동하여 사용할 수 있다면 대역폭을 많이 할당할 수도 있고, 이동성도 고려한 데이터 전송이 가능하다. 따라서 이러한 두 망을 연동하여 사용할 수 있는 메커니즘 연구가 되고 있는데 아직까지 상용화는 하지 못하고 있다. 본 논문은 cdma2000 lx EV-DO (Evolution Data Only) 망과 이종 망을 연동할 수 있는 메커니즘을 제안하고자 한다. 이러한 메커니즘을 활용한다면 기존의 시스템을 그대로 활용하며 무선 인터넷의 다양한 서비스를 사용자의 요구에 부합하며 사용할 수 있으므로 다양한 멀티미디어 서비스를 이용할 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제12권11호
• /
• pp.5203-5217
• /
• 2018

In order to increase the capacity and improve the spectrum efficiency of wireless communication systems, this paper proposes a rate-based two-sided many-to-one matching game algorithm for energy-harvesting small cells with non-orthogonal multiple access (NOMA) in heterogeneous cellular networks (HCN). First, we use a heuristic clustering based channel allocation algorithm to assign channels to small cells and manage the interference. Then, aiming at addressing the user access problem, this issue is modeled as a many-to-one matching game with the rate as its utility. Finally, considering externality in the matching game, we propose an algorithm that involves swap-matchings to find the optimal matching and to prove its stability. Simulation results show that this algorithm outperforms the comparing algorithm in efficiency and rate, in addition to improving the spectrum efficiency.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제30권12B
• /
• pp.811-817
• /
• 2005

유선 네트워크에 비해 상대적으로 제한된 대역폭을 가지는 셀룰러 네트워크의 특성으로 인해 효율적인 대역폭 관리에 대한 관심이 증가하고 있다. 또한, 최근 들어 수요가 증가하고 있는 다양한 멀티미디어 서비스들의 QoS를 보장하고, 사용자의 이동성으로 인해 발생할 수 있는 네트워크 과부하 현상을 해결하기 위한 실시간 대역폭 관리에 대한 중요성이 더욱 강조되고 있다 본 논문에서는 멀티미디어 셀룰러 네트워크상에서 대역폭의 이동을 통한 온라인 부하분산 알고리즘을 제안하였다 이 방법은 각 셀들간 트래픽 부하의 균형을 통해 지역적으로 발생하는 과부하 현상을 극복하고 높은 대역폭 효율성을 보장한다. 또한, 제안된 알고리즘은 현재 네트워크 상황에 대한 적응성과 유연성을 제공하는 온라인 기법을 기반으로 셀 단위로 수행되기 때문에 실제 네트워크 상황에 적용하기가 용이하다. 시뮬레이션을 통하여 제안된 방법이 기존의 타 기법들에 비해 네트워크의 다양한 트래픽 상황에서 우수한 성능을 가지는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제40권12호
• /
• pp.2539-2548
• /
• 2015

이종 셀룰러 네트워크 환경에서 셀 간 간섭 문제와 부족한 주파수자원 환경을 극복하는 것은 통신 성능을 향상시키기 위한 주요 방법 중 하나이다. 정적 주파수 재사용 방식은 한정된 주파수 자원 환경에서 셀 간 간섭 문제를 효율적으로 해결하기 위해 제안된 방식이다. 이러한 방식은 미리 정해진 파워와 대역으로 주파수를 할당하기 때문에 네트워크의 통신 성능향상에 제한이 있다. 또한 기존의 동적 주파수 재사용 방식들은 대부분의 경우 셀 안에 존재할 수 있는 스몰 셀 환경을 고려하지 않고 있고, 네트워크의 트래픽 부하기 심하고 불균일한 환경에 특화되어 있지 않다. 제안한 동적 주파수 재사용 기법은 다중 이종 셀룰러 네트워크 환경에서 네트워크 환경에 적응하여 각 셀의 트래픽 비율에 알맞게 동적으로 주파수를 할당한다. 제안한 기법은 먼저 각 셀 Edge의 PRB 사용량을 수집하고 이에 적응하여 스몰 셀을 제외한 전 셀 지역에 주파수를 재 할당한다. 그 후 이를 고려하여 스몰 셀을 위한 주파수를 할당하고 이를 반복하여 전체 셀의 주파수 자원을 할당한다. 해당 기법은 네트워크의 트래픽 부하가 심하고 불균일할 때 스몰 셀 환경을 위해 각 셀의 트래픽 부하에 적합한 주파수 자원을 할당시킴으로써, 기존의 방식에 비해 Spectral Efficiency 성능을 향상시켜 결과적으로 시스템의 Throughput 성능을 향상시킨다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제41권11호
• /
• pp.1387-1401
• /
• 2016

기존의 이종 셀룰러 망 환경에 허가된 사용자만이 기지국에 접속되는 closed access 정책이 적용되면, 매크로셀 사용자는 주변의 접속이 허용되지 않는 소형셀 기지국으로 인한 cross-tier 간섭 문제를 겪게 된다. 이 문제를 완화하기 위해 해당 소형셀 기지국이 매크로셀 사용자의 채널에 직교하는 빔형성 벡터를 사용하여 자신에게 속한 사용자에게 데이터를 전송하는 기법이 제안되었다. 이 기법을 적용하기 위해서는 매크로셀 기지국, 매크로셀 사용자, 소형셀 기지국 간의 상호 정보교환이 필요하므로 이로 인해 시스템의 복잡도가 증가하게 된다. 본 논문에서는 상호 정보교환 없이 소형셀 기지국이 스스로 환경을 인지하여 co-tier 간섭전력뿐만 아니라 cross-tier 간섭전력을 동시에 줄일 수 있는 인지 빔형성 기법을 제안한다. 구체적으로 소형셀 기지국이 cross-tier 간섭문제를 겪는 사용자를 파악한 후, 해당 사용자의 채널과 주변 소형셀 사용자 채널에 동시에 직교하는 빔형성 벡터를 생성하여 데이터 전송에 사용하여 cross-tier 간섭과 co-tier 간섭을 동시에 줄인다. 제안 기법의 유효성을 검증하기 위해 시스템 레벨 시뮬레이션을 수행하였고, 해당 결과를 통해 제안된 기법이 cross-tier 간섭을 효과적으로 줄일 수 있음을 확인하였다.

• Molecules and Cells
• /
• 제45권10호
• /
• pp.673-684
• /
• 2022

The past two decades have witnessed an upsurge in the appreciation of adipose tissue (AT) as an immunometabolic hub harbouring heterogeneous cell populations that collectively fine-tune systemic metabolic homeostasis. Technological advancements, especially single-cell transcriptomics, have offered an unprecedented opportunity for dissecting the sophisticated cellular networks and compositional dynamics underpinning AT remodelling. The "re-discovery" of functional brown adipose tissue dissipating heat energy in human adults has aroused tremendous interest in exploiting the mechanisms underpinning the engagement of AT thermogenesis for combating human obesity. In this review, we aim to summarise and evaluate the use of single-cell transcriptomics that contribute to a better appreciation of the cellular plasticity and intercellular crosstalk in thermogenic AT.