• 제목/요약/키워드: hybrid resource allocation

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Analysis and study of Deep Reinforcement Learning based Resource Allocation for Renewable Powered 5G Ultra-Dense Networks

  • Hamza Ali Alshawabkeh
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제24권1호
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    • pp.226-234
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    • 2024
  • The frequent handover problem and playing ping-pong effects in 5G (5th Generation) ultra-dense networking cannot be effectively resolved by the conventional handover decision methods, which rely on the handover thresholds and measurement reports. For instance, millimetre-wave LANs, broadband remote association techniques, and 5G/6G organizations are instances of group of people yet to come frameworks that request greater security, lower idleness, and dependable principles and correspondence limit. One of the critical parts of 5G and 6G innovation is believed to be successful blockage the board. With further developed help quality, it empowers administrator to run many systems administration recreations on a solitary association. To guarantee load adjusting, forestall network cut disappointment, and give substitute cuts in case of blockage or cut frustration, a modern pursuing choices framework to deal with showing up network information is require. Our goal is to balance the strain on BSs while optimizing the value of the information that is transferred from satellites to BSs. Nevertheless, due to their irregular flight characteristic, some satellites frequently cannot establish a connection with Base Stations (BSs), which further complicates the joint satellite-BS connection and channel allocation. SF redistribution techniques based on Deep Reinforcement Learning (DRL) have been devised, taking into account the randomness of the data received by the terminal. In order to predict the best capacity improvements in the wireless instruments of 5G and 6G IoT networks, a hybrid algorithm for deep learning is being used in this study. To control the level of congestion within a 5G/6G network, the suggested approach is put into effect to a training set. With 0.933 accuracy and 0.067 miss rate, the suggested method produced encouraging results.

제한된 무선 자원 환경에 적합한 주파수 자동지정 알고리즘 (A Novel Frequency Allocation Algorithm for Limited Radio Resource Environments)

  • 구본홍;채찬병;박성호;박휘성;함재현
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권9호
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    • pp.1719-1721
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    • 2015
  • 주파수 자동지정 알고리즘은 빈번한 환경 변화에 따라 주파수 재지정이 요구되는 군용 통신에서 중요하게 고려되고 있다. 본 논문에서는 주파수 자동지정 문제를 그래프 이론 관점에서 해결한다. 그래프의 색칠 이론을 기반으로 한 알고리즘을 제시하여 기존의 탐욕 알고리즘 보다 사용되는 주파수 개수를 0.77배 감소시키는 성능 향상을 확인하였다. 또한, 주파수 범위와 재사용률 간의 맞교환을 통하여 원하는 성능을 얻을 수 있는 하이브리드 알고리즘을 제시하였다.

Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) to Enhance Capacity in 5G

  • Lim, Sungmook;Ko, Kyunbyoung
    • International Journal of Contents
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    • 제11권4호
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    • pp.38-43
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    • 2015
  • Non-orthogonal multiple access (NOMA) where all users share the entire time and frequency resource has paid attention as one of the key technologies to enhance the spectral efficiency and the total throughput. Nevertheless, as the number of users and SIC error increase, the inter-user interference and the residual interference due to the SIC error also increase, resulting in performance degradation. In order to mitigate the performance degradation, we propose grouping-based NOMA system. In the proposed scheme, all users are divided into two groups based on the distance between the BS and each user, where one utilizes the first half of the bandwidth and the other utilizes the rest in the orthogonal manner. On the other hand, users in each group share the spectrum in the non-orthogonal manner. Grouping users can reduce both the inter-user interference and residual interference due to the SIC error, so it can outperform conventional NOMA system, especially in case that the number of users and the SIC error increase. Based on that, we also present the hybrid operation of the conventional and the proposed NOMA systems. In numerical results, the total throughput of the proposed NOMA systems is compared with that of the conventional NOMA systems with regard to the number of users and SIC error. It is confirmed that the proposed NOMA system outperforms the conventional NOMA system as the number of users and the SIC error increase.

Frequency and Subcarrier Reuse Partitioning for FH-OFDMA Cellular Systems

  • Lee, Yeonwoo;Kim, Kyung-Ho
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.601-609
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    • 2013
  • One of the most serious factors constraining the next generation cellular mobile consumer communication systems will be the severe co-channel interference experienced at the cell edge. Such a capacity-degrading impairment combined with the limited available spectrum resource makes it essential to develop more spectrally efficient solutions to enhance the system performance and enrich the mobile user's application services. This paper proposes a unique hybrid method of frequency hopping (FH) and subcarrier-reuse-partitioning that can maximize the system capacity by efficiently utilizing the available spectrum while at the same time reduce the co-channel interference effect. The main feature of the proposed method is that it applies an optimal combination of different frequency reuse factors (FRF) and FH-subcarrier allocation patterns into the partitioned cell regions. From the simulation results, it is shown that the proposed method can achieve the optimum number of subcarrier subsets according to the frequency-reuse distance and results in better performance than the fixed FRF methods, for a given partitioning arrangement. The results are presented in the context of both blocking probability and BER performances. It will also be shown how the proposed scheme is well suited to FH-OFDMA based cellular systems aiming at low co-channel interference performance and optimized number of subcarriers.

Optimizing Energy-Latency Tradeoff for Computation Offloading in SDIN-Enabled MEC-based IIoT

  • Zhang, Xinchang;Xia, Changsen;Ma, Tinghuai;Zhang, Lejun;Jin, Zilong
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제16권12호
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    • pp.4081-4098
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    • 2022
  • With the aim of tackling the contradiction between computation intensive industrial applications and resource-weak Edge Devices (EDs) in Industrial Internet of Things (IIoT), a novel computation task offloading scheme in SDIN-enabled MEC based IIoT is proposed in this paper. With the aim of reducing the task accomplished latency and energy consumption of EDs, a joint optimization method is proposed for optimizing the local CPU-cycle frequency, offloading decision, and wireless and computation resources allocation jointly. Based on the optimization, the task offloading problem is formulated into a Mixed Integer Nonlinear Programming (MINLP) problem which is a large-scale NP-hard problem. In order to solve this problem in an accessible time complexity, a sub-optimal algorithm GPCOA, which is based on hybrid evolutionary computation, is proposed. Outcomes of emulation revel that the proposed method outperforms other baseline methods, and the optimization result shows that the latency-related weight is efficient for reducing the task execution delay and improving the energy efficiency.

An OFDMA-Based Next-Generation Wireless Downlink System Design with Hybrid Multiple Access and Frequency Grouping Techniques

  • Lee Won-Ick;Lee Byeong Gi;Lee Kwang Bok;Bahk Saewoong
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제7권2호
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    • pp.115-125
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    • 2005
  • This paper discusses how to effectively design a next-generation wireless communication system that can possibly provide very high data-rate transmissions and versatile quality services. In order to accommodate the sophisticated user requirements and diversified user environments of the next-generation systems, it should be designed to take an efficient and flexible structure for multiple access and resource allocation. In addition, the design should be optimized for cost-effective usage of resources and for efficient operation in a multi-cell environment. As orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) has turned out in recent researches to be one of the most promising multiple access techniques that can possibly meet all those requirements through efficient radio spectrum utilization, we take OFDMA as the basic framework in the next-generation wireless communications system design. So, in this paper, we focus on introducing an OFDMA-based downlink system design that employs the techniques of hybrid multiple access (HMA) and frequency group (FG) in conjunction with intra-frequency group averaging (IFGA). The HMA technique combines various multiple access schemes on the basis of OFDMA system, adopting the multiple access scheme that best fits to the given user condition in terms of mobility, service, and environment. The FG concept and IFGA technique help to reduce the feedback overhead of OFDMA system and the other-cell interference (OCI) problem by grouping the sub-carriers based on coherence band-widths and by harmonizing the channel condition and OCI of the grouped sub-carriers.

동적 로드 밸런싱을 이용한 그리드 기반의 생물학 데이터 마이닝 (Grid-based Biological Data Mining using Dynamic Load Balancing)

  • 마용범;김태영;이종식
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.81-89
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    • 2010
  • 생물학 데이터 마이닝은 생물학 데이터의 볼륨이 급격하게 증가함에 따라 최근 주목받고 있다. 그리드 기술은 계산 자원과 데이터 공유와 활용을 가능하게 한다. 이 논문에서는 생물학 데이터 마이닝과 그리드 기술을 결합한 혼합형 시스템을 제안한다. 특히, 생물학 데이터 마이닝의 처리 효율성을 위해 결정 범위 조정 알고리즘을 사용한다. 우리는 이 알고리즘을 통해 빠르고 자동으로 신뢰할 만한 데이터 마이닝 인식률을 얻는다. 게다가 그리드 환경에서는 지리적으로 분산된 자원들을 연동하기 때문에 통신량과 자원 할당이 이슈가 된다. 우리는 동적 로드 밸런싱을 제안하고 그리드 기반 생물학 데이터 마이닝 기법에 적용한 다. 성능 평가를 위해 우리는 평균 처리 시간, 평균 통신 시간, 평균 자원 활용도를 측정한다. 측정 실험의 결과는 제안된 두 알고리즘을 적용한 우리의 기법이 처리 시간과 비용 측면에서 이점을 제공한다는 것을 보여준다.

제약만족 최적화 문제를 위한 백트래킹 탐색의 구조화 (A Backtracking Search Framework for Constraint Satisfaction Optimization Problems)

  • 손석원
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제18A권3호
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    • pp.115-122
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    • 2011
  • 모든 제약만족 최적화 문제의 해를 구하는 일반화된 알고리즘을 구하는 것은 매우 어렵다. 그러나 결정 변수의 특성에 따라 세분화된 문제는 해를 위한 알고리즘을 구하기에 더 쉽다는 가정을 할 수 있다. 이와 같은 가정 하에 문제를 세분화 시키는 문제분류규칙을 제안하고 세분화된 문제의 특성에 맞는 백트래킹 알고리즘을 개발한다. 백트래킹을 이용한 깊이우선탐색에서 해를 빨리 찾기 위한 방법 중 하나는 탐색되는 노드의 순서를 효과적으로 배열하는 것이다. 정적 특성이 우세한 무선 센서 네트워크의 클러스터 헤드 위치문제와 동적 및 정적 특성의 혼합특성을 갖는 RFID 리더 간섭 최소화 문제를 선택하여 최적의 변수 순서화 알고리즘을 개발하고 기존의 방법과 비교하였다. 결과적으로 문제를 세분화시킴으로써 체계적인 탐색을 위한 백트래킹의 구조화를 실현하였다. 또한 개발된 백트래킹 알고리즘의 성능이 우수함을 보였다.

SD-WAN 기반의 사용자 중심 가상 전용 네트워크 시스템 설계 및 구현 (Design and Implementation of User-Oriented Virtual Dedicate Network System Based on Software-Defined Wide Area Network)

  • 김용환;김동균
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권9호
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    • pp.1081-1094
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    • 2016
  • KREONET은 한국과학기술정보연구원(KISTI)이 관리 운영하는 국가 R&D 연구망이다. 이는 고성능 네트워크 인프라를 기반으로 산 학 연 등 약 200여 기관을 대상으로 첨단 응용 네트워크 서비스를 지원하고 있다. 하지만 KREONET은 하드웨어 기반의 폐쇄적인 환경에 의하여 제약을 받고 있어 최근 네트워크 환경의 변화에 따른 새로운 네트워크 서비스에 대한 첨단 응용 사용자들의 다양한 요구사항을 반영하는데 한계점을 지닌다. 이에 따라, KISTI는 첨단연구 및 협업의 적시성 환경 및 프로그래머블 네트워크 인프라를 구축하고 이에 기반한 새로운 첨단응용 서비스를 지원하기 위하여 KREONET-S 프로젝트를 출범하였다. 본 논문에서는 KREONET-S 시스템 구조 및 이의 데이터/제어 평면의 네트워크 인프라 구축 현황을 제시하고, 이에 기반하여 첨단 응용 연구자들이 필요로 하는 가상 전용 네트워크를 동적 구축하는 VDN (Virtual Dedicate Network) 서비스에 관하여 설명한다. 또한 KREONET-S 환경에 VDN 애플리케이션을 구현하고 이의 성능 분석을 수행함으로써 KREONET-S 시스템이 새로운 네트워크 패러다임의 변화에 대응하는 훌륭한 방안임을 검증한다.

LTE 기반 이동 위성통신 시스템에서의 효율적인 AMC 방식 (An Efficient AMC Schemes for Mobile Satellite Communication Systems based on LTE)

  • 여성문;홍태철;김수영;구본준
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.43-47
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    • 2010
  • 미래의 이동통신에서 하이브리드/통합 위성-지상 시스템의 중요성이 증가할 것으로 예상된다. 대부분의 이동통신 시스템은 지상 시스템 규격에 맞게 구성되어 있는데 이 경우 위성 시스템에 적합하게 호환성을 가지도록 하는 것이 시스템의 효율성 측면에서 매우 중요하다. 모든 4G 이동통신의 지상 시스템 규격에서는 자원을 효과적으로 사용하기 위해 수 msec 단위로 갱신이 가능한 적응형 변조 및 부호화 방식을 채택하였으나 위성 시스템의 긴 왕복지연 때문에 이러한 적응형 방식을 그대로 적용하기는 불가능하고, 단기 페이딩에 효과적으로 대응할 수 없다. 본 논문에서는 지상 시스템 규격과 최대의 호환성을 가지면서도 이동위성통신 시스템의 채널 환경에 적합한 적응형 변조 및 부호화 방식을 제시한다. 또, 단기 페이딩에 효과적으로 대응하기 위해 인터리버를 결합한 성능 시뮬레이션 결과를 비교 분석한다.