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이중 협상 해법을 이용한 새로운 이중 접속 네트워크에서 자원 할당 문제 해결 기법

A new Dual Connective Network Resource Allocation Scheme by using Two Bargaining Solution

초록/요약

In order to alleviate the limited resource problem and interference problem in cellular networks, the dual connectivity technology has been introduced with the cooperation of small cell base stations. In this paper, I design a new efficient and fair resource allocation scheme for the dual connectivity technology. Based on two different bargaining solutions - Generalizing Tempered Aspiration bargaining solution and Gupta and Livne bargaining solution, I develop a two-stage radio resource allocation method. At the first stage, radio resource is divided into two groups, such as real-time and non-real-time data services, by using the Generalizing Tempered Aspiration bargaining solution. At the second stage, the minimum request processing speeds for users in both groups are guaranteed by using the Gupta and Livne bargaining solution. This two-step approach can sequentially allocate 5G radio resources and 4G radio resources while maximizing network system performance. Finally, the performance evaluation confirms that the proposed scheme can get a better performance than other existing protocols in terms of overall system throughput, fairness, and communication failure rate according to an increase in service requests.

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초록/요약

스몰 셀 기지국을 설치하면 음영지역이 해소되면서 최대 전송 용량과 단위 면적당 전송 용량이 증가한다는 장점이 있지만, 한정적인 무선 자원과 밀접한 기지국 설치로 인한 신호 간섭 문제가 있다. 스몰 셀 기지국에서의 한정적인 자원 문제와 간섭 문제를 완화하기 위해 매크로 셀 기지국과 협력하여 서비스를 지원할 수 있는 이중 접속(Dual Connectivity)기술을 사용한다[1]. 하지만 이중 접속 기술 역시 자원 할당에 있어 효율적이며 공정한 자원 할당 법을 찾는 것이 중요하다. 본 논문에서는 이중 접속 상황에서 효율적이고 공정한 무선 자원 할당을 위해 매크로 셀 기지국과 스몰 셀 기지국 모두 이중 협상 해법을 이용한 두 단계 할당 기법 사용한다. 두 단계 할당 기법은 다음과 같다. 일 단계, 무선 자원을 협력 게임이론의 협상 해법 중 일반화된 강한 포부 협상 해법을 이용한 그룹 자원 분배 알고리즘을 이용하여 무선 자원을 실시간, 비 실시간 두 그룹으로 나눈다. 이 단계, 두 그룹으로 나누어진 무선 자원을 각 유형에 해당하는 사용자들의 서로 다른 요구사항을 고려하여 최소 요청 처리 속도를 보장해주며 효율적으로 자원을 배분해 줄 수 있는 굽타 리빈 협상 해법을 이용한 사용자 자원 분배 알고리즘을 통해 최적으로 무선 자원을 할당한다. 위 두 단계는 먼저 스몰 셀의 기지국의 5G 무선 자원을 할당한 후 매크로 셀에서 동일한 방법으로 매크로 셀 무선 자원 LTE를 사용자에게 할당한다. 마지막으로 성능평가를 통해 증가하는 서비스 요청 수에 따른 시스템 전체 처리율 과 사용자 간의 공평성 및 통신 실패율 측면에서 다른 무선 자원 할당 기법들 보다 우수한 성능을 입증한다.

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