KR101428921B1 - Method and Apparatus for Selective Transport using Machine Learning in Multi-radio Environments - Google Patents

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KR101428921B1 KR1020130040366A KR20130040366A KR101428921B1 KR 101428921 B1 KR101428921 B1 KR 101428921B1 KR 1020130040366 A KR1020130040366 A KR 1020130040366A KR 20130040366 A KR20130040366 A KR 20130040366A KR 101428921 B1 KR101428921 B1 KR 101428921B1
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박휘성
신철규
김기범
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한국과학기술원
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Abstract

Disclosed are a method and an apparatus for selecting a modulation and coding scheme (MCS) class and a different system in consideration of power consumption of a system using machine learning in a multi-radio environment. According to an embodiment of the present invention, training data to select parameters maximizing energy efficiency is generated and feature values of the training data are determined. After that, an MCS class maximizing energy efficiency is mapped to power by comparing and analyzing the training data and features through a simulation, a radio satisfying a PER condition in a low MCS class of mapped MCS classes is selected, and data is transmitted through the selected radio.

Description

다중 라디오 환경에서 기계학습을 이용한 적응형 전송 방법 및 장치{Method and Apparatus for Selective Transport using Machine Learning in Multi-radio Environments}TECHNICAL FIELD The present invention relates to an adaptive transmission method and apparatus using machine learning in a multi-radio environment,

본 발명은 다중 라디오 환경에서 기계학습을 통한 시스템의 전력사용량을 고려한 MCS(Modulation and Coding Scheme) 클래스(class)와 이종시스템 선택 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a MCS (Modulation and Coding Scheme) class and a heterogeneous system selection method and apparatus considering power consumption of the system through machine learning in a multi-radio environment.

다중 라디오 환경에서는 제한된 자원을 효율적으로 할당이 가능하다. 따라서, 전력 또는 주파수를 효율적으로 할당할 수 있다. 하지만, 전력 또는 주파수 효율만을 고려할 경우 전체 시스템의 에너지 효율은 최대가 아닐 수 있다. 한국공개특허 10-20110090831호는 이러한 다중 입력 다중 출력을 지원하는 통신 시스템 내의 사용자 장비와 무선 라디오 주파수 보조 장치에 관한 것으로, 사용자 장비는 사용자 장비 및 무선 라디오 주파수 보조 장치의 시스템에 전송된 라디오 주파수 신호의 제1 주파수를 제2 주파수로 변환하도록 무선 라디오 주파수 보조 장치를 제어 및 활성화시키고, 무선 라디오 주파수 보조 장치는 제2 주파수를 사용자 장비에 전송하는 기술에 대해 기재하고 있다. In a multi-radio environment, limited resources can be efficiently allocated. Therefore, power or frequency can be efficiently allocated. However, considering only power or frequency efficiency, the energy efficiency of the entire system may not be the maximum. Korean Patent Laid-open No. 10-20110090831 relates to a user equipment and a wireless radio frequency auxiliary device in a communication system supporting such a multi-input multiple output, wherein the user equipment includes a radio frequency signal transmitted to a user equipment and a system of a radio frequency auxiliary device The wireless radio frequency auxiliary device controls and activates the wireless radio frequency auxiliary device to convert the first frequency of the first frequency to the second frequency and the wireless radio frequency auxiliary device transmits the second frequency to the user equipment.

예를 들어, 제1 라디오 및 제2 라디오 두 개의 라디오가 있을 경우 각 라디오에서 에너지 효율을 최대로 하는 파라미터를 선택했을 때의 이 파라미터가 전체 시스템의 에너지 효율을 최대로 하는 파라미터가 아닐 수 있다. 따라서, 전체 시스템에 대해 에너지 효율을 최대로 하는 파라미터 선택이 필요하다. 각 라디오에서의 에너지 효율을 고려하는 것이 아닌 전체 시스템의 에너지 효율을 고려함으로써 전체 시스템의 에너지 효율을 증가시킬 수 있다. For example, if there are two radios for the first radio and the second radio, this parameter when selecting the parameter that maximizes energy efficiency in each radio may not be the parameter that maximizes the energy efficiency of the overall system. Therefore, it is necessary to select parameters that maximize energy efficiency for the entire system. The energy efficiency of the entire system can be increased by considering the energy efficiency of the entire system, rather than considering the energy efficiency of each radio.

종래 기술에 따르면, 전체 시스템의 에너지 효율을 고려하지 않고, 주파수 효율만을 고려한 전송 파라미터를 선택했다. 이러한 경우, 주파수 효율은 증가할 수 있지만 전체 시스템의 에너지 효율은 최대가 아닌 경우가 발생할 수 있다. 또한, 지구의 환경 문제와 수신기의 배터리 용량 문제 때문에 에너지 효율을 고려한 전송 파라미터 선택의 필요성이 증대되었다. According to the prior art, transmission parameters considering only frequency efficiency are selected without considering the energy efficiency of the entire system. In this case, the frequency efficiency may increase, but the energy efficiency of the overall system may not be maximum. In addition, due to the environmental problems of the earth and the battery capacity of the receiver, the need for energy-efficient transmission parameter selection has increased.

다중 라디오 환경에서의 에너지 효율의 경우 단일 라디오 환경보다 에너지 소비가 크다. 단말기 측면에서는 배터리 용량이 제한적이기 때문에 가장 적은 전력을 사용하면서, 동시에 가장 많은 데이터를 수신 또는 전송할 수 있는 파라미터의 선택이 필요하다. 또한, 기지국 측면에서는 기존 단일 다리오 시스템에 비해 동시에 여러 명의 사용자를 지원해 줘야 하기 때문에 더 많은 에너지 소비가 발생한다. 따라서, 다중 라디오 환경에서는 전체 시스템에 대한 에너지 효율을 고려한 전송이 필요하다. 또한, 채널상태에 따라 적응형 전송을 통해 시스템과 MCS(Modulation and Coding Scheme) 클래스를 선택해야 한다. Energy efficiency in a multi-radio environment has greater energy consumption than a single radio environment. Since the battery capacity is limited on the terminal side, it is necessary to select the parameters that can receive or transmit the largest amount of data at the same time, while using the lowest power. In addition, on the base station side, more energy is consumed because multiple users must be supported at the same time as a conventional single dario system. Therefore, in a multi-radio environment, transmission considering the energy efficiency of the entire system is required. In addition, the system and Modulation and Coding Scheme (MCS) classes should be selected through adaptive transmission according to channel conditions.

이러한 에너지 효율을 고려한 전송에 있어서, 알고리즘의 선택 또한 중요하다. 최적화 문제 구성 및 이용의 이론적 접근은 한계를 가지고 있다. 링크 상태를 수학적으로 모델링 하는데 어려움이 있고, 수식 구성을 할 경우 많은 가정이 필요하기 때문에 실용적이지 못하다. 또한, 실험결과에 기반한 테이블을 이용하는 경험적 접근에도 한계가 있다. 이론적 접근에 비해 실용적이지만 환경에 따른 전송 파라미터의 재 구성이 필요하다는 단점이 있다. 따라서, 이러한 문제점을 보완하기 위해 기계학습을 사용하여 현실적으로 사용 가능한 알고리즘이 필요하다.The selection of algorithms is also important for this energy efficient transmission. The theoretical approach of constructing and using optimization problems has limitations. There are difficulties in mathematically modeling the link state, and it is impractical because a large number of assumptions are required when constructing a formula. Also, there is a limit to the empirical approach of using tables based on experimental results. Although it is more practical than the theoretical approach, there is a disadvantage that reconstruction of transmission parameters according to environment is required. Therefore, in order to overcome these problems, an algorithm that can be practically used by using machine learning is needed.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다중 라디오 환경에서 가장 적은 전력으로 가장 많은 데이터를 수신 또는 전송하기 위한 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 또한, 기계학습을 통한 현실적 알고리즘을 제안함으로써 전체 시스템에 대한 에너지를 고려하여 채널상태에 따른 적응형 전송을 위한 방법 및 장치를 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for receiving or transmitting the most data with the smallest power in a multi-radio environment. Also, a method and apparatus for adaptive transmission according to a channel state are provided by considering energy for the entire system by proposing a realistic algorithm through machine learning.

일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 다중 라디오 환경에서 적응형 전송 방법은 에너지효율을 최대로 하는 파라미터를 선택하기 위한 트레이닝 데이터(training data)를 생성하는 단계와, 라디오 선택을 고려한 시뮬레이션을 통해 트레이닝 데이터의 이상적인 파라미터를 결정하는 단계와, 트레이닝 데이터의 피쳐를 계산하여 이상적인 파라미터와 매핑(결정)하는 단계와, 테스트 데이터의 피쳐를 계산하는 단계와, 기계학습 알고리즘(K-NN)을 사용하여 트레이닝 데이터의 피쳐와 테스트 데이터의 피쳐를 비교 분석하고, 테스트 데이터의 파라미터를 결정하는 단계를 포함한다. In one aspect, an adaptive transmission method in a multi-radio environment proposed in the present invention includes generating training data for selecting a parameter that maximizes energy efficiency, Calculating a feature of training data; mapping (determining) a feature of the training data to an ideal parameter; computing a feature of the test data; and using a machine learning algorithm (K-NN) Analyzing the features of the data and the features of the test data, and determining the parameters of the test data.

테스트 데이터에 대한 피쳐(feature) 를 계산하는 단계는 테스트 데이터가 입력되었을 때 트레이닝 데이터와 같은 방식으로 피쳐(feature) 값을 계산한다. The step of calculating a feature for the test data calculates a feature value in the same manner as the training data when the test data is input.

에너지효율을 최대로 하는 파라미터를 선택하기 위한 피쳐로 차원이 작고, 링크상태를 반영할 수 있는 피쳐 스페이스를 결정한다.A feature for selecting a parameter that maximizes energy efficiency determines a feature space that is small in dimension and can reflect the link state.

예를 들어, 이때 피쳐(feature) 를 계산하는 단계는 평균 수용력(average capacity)의 값을 사용하여 피쳐 스페이스(feature space) 값을 결정한다For example, the step of calculating a feature at this time uses the value of the average capacity to determine the value of the feature space

상기 기계학습 알고리즘(K-NN)을 통해 상기 트레이닝 데이터의 피쳐와 상기 테스트 데이터의 피쳐를 비교 분석하여 상기 테스트 데이터의 파라미터를 결정하는 단계는 피쳐 세트 값을 이용하여 기계학습 알고리즘(K-NN)을 적용하여 테스트 데이터의 전력과 MCS 클래스를 동시에 결정한다. Wherein the step of comparing parameters of the training data and the test data with the parameters of the test data through the machine learning algorithm (K-NN) comprises determining a parameter of the test data by using a machine learning algorithm (K-NN) To determine the power of the test data and the MCS class at the same time.

KNN 알고리즘을 적용할 때, 같은 수의 MCS 클래스가 존재할 경우 낮은 MCS 클래스를 선택하고, 전력의 경우에는 높은 전력 레벨을 선택한다. When applying the KNN algorithm, a lower MCS class is selected when there are the same number of MCS classes, and a higher power level is selected in case of power.

트레이닝 데이터의 전력과 MCS 클래스를 선택할 경우 기준이 되는 전력 레벨로 가장 낮은 MCS 클래스로 전송하였을 때, PER 조건을 만족하는 라디오를 선택하는 단계를 더 포함하고, 상기 PER 조건을 모든 라디오가 만족하지 못할 경우, 모든 라디오들 중 에너지 효율이 최대인 라디오만을 선택한다. Further comprising the step of selecting a radio that satisfies the PER condition when transmitting the lowest power level and the lowest power level in the MCS class when selecting the power of the training data and the MCS class, , Only the radio with the highest energy efficiency among all the radios is selected.

에너지 효율을 최대로 하는 파라미터를 선택하기 위한 트레이닝 데이터(training data)를 생성하는 트레이닝 데이터 생성부와, 트레이닝 데이터에 대해 피쳐(feature)의 종류, 피쳐 세트 값 및 피쳐 스페이스를 결정하고, 테스트 데이터의 피쳐를 결정하는 피쳐 값 결정부와, 테스트 데이터를 입력 받는 테스트 데이터 입력부와, 라디오 선택을 고려하여 시뮬레이션을 통해 트레이닝 데이터의 이상적인 파라미터를 피쳐와 매핑(결정)하는 매핑부와, 기계학습 알고리즘을 통해 상기 트레이닝 데이터와 테스트 데이터의 피쳐를 비교, 분석하여 에너지 효율을 최대로 하는 MCS 클래스(class)와 전력을 매핑(결정)하는 기계학습 알고리즘부 및 매핑부에서 선택된 라디오로 데이터를 전송하는 전송부를 포함한다. A training data generator for generating training data for selecting a parameter that maximizes energy efficiency, and a controller for determining the type of the feature, the feature set value and the feature space for the training data, A mapping unit for mapping (determining) an ideal parameter of the training data with a feature in consideration of radio selection, a machine learning algorithm, and a feature value determination unit, A machine learning algorithm unit for comparing (analyzing) the training data with the features of the test data and mapping (determining) power to an MCS class for maximizing energy efficiency, and a transmission unit for transmitting data to the radio selected by the mapping unit do.

기계학습 알고리즘 부는 테스트 데이터의 피쳐가 입력되었을 때 기계학습 알고리즘을 사용하여 테스트 데이터의 파라미터 값을 결정한다. 피쳐 값 결정부는 에너지효율을 최대로 하는 파라미터를 선택하기 위한 피쳐로 차원이 작고, 링크상태를 반영할 수 있는 피쳐 스페이스를 결정한다.The machine learning algorithm part uses the machine learning algorithm to determine the parameter values of the test data when the features of the test data are input. The feature value determination unit is a feature for selecting a parameter that maximizes energy efficiency, and determines a feature space that is small in dimension and can reflect the link state.

기계학습 알고리즘부는 피쳐 세트 값을 이용하여 각각의 전력에 따라 기계학습 알고리즘(K-NN)을 적용하여 MCS 클래스를 결정한다.The machine learning algorithm part determines the MCS class by applying the machine learning algorithm (K-NN) according to each power using the feature set value.

매핑부는 트레이닝 데이터의 전력과 MCS 클레스를 선택할 때, 기준이 되는 전력 레벨로 가장 낮은 MCS 클래스로 전송하였을 경우 PER 조건을 만족하지 못할 경우, 기준 조건을 만족하지 못하는 라디오는 사용하지 않는다.When the MCS class is selected as the power of the training data and the MCS class is used as the reference power level, the mapping unit does not use the radio that does not satisfy the reference condition when the PER condition is not satisfied.

본 발명의 실시예들에 따르면 다중 라디오 시스템에서 에너지 효율을 증대 시킬 수 있는 전송이 가능하다. 따라서, 단말기의 배터리 수명이 증가하고, 기지국에서의 에너지 소비가 줄어들 수 있다. 또한, 기계학습을 통해 다양한 환경에서 적용이 가능하고, 기계학습 알고리즘(K-NN)을 사용하여 높은 정확도로 파라미터를 선택할 수 있다. 또한, 채널 상태에 따라 라디오를 선택하여 데이터를 전송하므로 효율적이고, 알고리즘의 정확성을 높일 수 있다.According to embodiments of the present invention, transmission capable of increasing energy efficiency in a multi-radio system is possible. Therefore, the battery life of the terminal increases, and the energy consumption at the base station can be reduced. In addition, it can be applied in various environments through machine learning, and parameters can be selected with high accuracy using a machine learning algorithm (K-NN). In addition, since data is transmitted by selecting radio according to the channel state, it is possible to improve the accuracy of the algorithm.

도 1은 다중 라디오 환경에서 적응형 전송 방법의 순서도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이닝 데이터에 대한 피쳐 (feature) 값을 이용하여 MCS 클래스를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 라디오 환경에서 조건을 만족하는 라디오를 선택하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 다중 라디오 환경에서 적응형 전송 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적응형 전송 장치의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
Figure 1 shows a flow diagram of an adaptive transmission method in a multiple radio environment.
2 is a diagram for explaining a method of determining an MCS class using a feature value of training data according to an embodiment of the present invention
3 is a diagram for explaining a process of selecting a radio satisfying a condition in a multi-radio environment according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating the configuration of an adaptive transmission apparatus in a multi-radio environment.
5 is a diagram showing simulation results of an adaptive transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 다중 라디오 환경에서 적응형 전송 방법의 순서도를 나타낸다. Figure 1 shows a flow diagram of an adaptive transmission method in a multiple radio environment.

도 1을 참고하면, 다중 라디오 환경에서 적응형 전송 방법은 에너지 효율을 최대로 하는 파라미터를 선택하기 위한 트레이닝 데이터(training data)를 생성하는 단계(110), 라디오 선택을 고려한 시뮬레이션을 통해 트레이닝 데이터의 이상적인 파라미터를 결정하는 단계(120), 트레이닝 데이터의 피쳐를 계산하여 이상적인 파라미터와 매핑하는 단계(130), 트레이닝 데이터와 비교하기 위한 테스트 데이터의 피쳐를 계산하는 단계(140) 및 기계학습 알고리즘(K-NN)을 사용하여 트레이닝 데이터의 피쳐와 테스트 데이터의 피쳐를 비교 분석하고, 상기 테스트 데이터의 파라미터를 결정하는 단계를 포함한다. 1, an adaptive transmission method in a multi-radio environment includes generating (110) training data for selecting parameters that maximize energy efficiency, generating training data (130) calculating a feature of the training data and mapping it to an ideal parameter, calculating (140) a feature of test data for comparison with the training data, and determining a machine learning algorithm (K -NN) to compare the features of the training data with the features of the test data, and to determine parameters of the test data.

일 실시예에 따른 에너지 효율을 최대로 하는 파라미터를 선택하기 위한 트레이닝 데이터를 생성한다(110). 예를 들어, W개의 트레이닝 데이터를 생성할 경우 W개의 채널이 생성되는 것과 같다. 트레이닝 데이터가 생성되면, 라디오 선택을 고려한 시뮬레이션을 통해 상기 트레이닝 데이터의 이상적인 파라미터를 결정한다(120). 이후, 트레이닝 데이터의 피쳐를 계산하여 상기 이상적인 파라미터와 매핑한다(130). 그리고, 트레이닝 데이터와 비교하기 위한 테스트 데이터의 피쳐를 계산한다(140). 이때, 어떠한 종류의 피쳐를 사용할지 결정할 수 있고, 피쳐 스페이스(feature space)를 결정할 수 있다. 피쳐 스페이스를 결정할 때, 피쳐는 링크 상태를 반영해 주는 값이어야 한다. 피쳐 스페이스는 차원이 작고, 피지컬 레이어(physical layer)의 상태를 잘 반영해줄 수 있는 것을 사용해야 한다. 피쳐 스페이스의 차원이 크면 많은 계산이 소요되고, 따라서 복잡도가 증가한다. 피쳐 스페이스가 링크상태를 잘 반영해 주지 못할 경우에는 해당 피쳐 스페이스를 사용하지 않을 수 있다. 종래 기술에 따르면, 포스트 프로세싱 SNR(post processing SNR)을 사용하는 것이 분류를 잘해주는 것으로 알려져 있다. 본 발명에서는 평균 수용력(average capacity)을 이용하여 피쳐 스페이스를 결정한다. And generates training data for selecting a parameter that maximizes energy efficiency according to an embodiment (110). For example, if W training data is generated, W channels are generated. When the training data is generated, an ideal parameter of the training data is determined through a simulation considering radio selection (120). A feature of the training data is then calculated and mapped 130 with the ideal parameters. Then, the feature of the test data for comparison with the training data is calculated (140). At this time, it is possible to decide what type of feature to use and to determine a feature space. When determining the feature space, the feature must be a value that reflects the link state. The feature space should be one that has a small dimension and can reflect the state of the physical layer. The larger the dimension of the feature space, the more computation is required, thus increasing the complexity. If the feature space does not reflect the link state well, the feature space may not be used. According to the prior art, it is known that the use of post processing SNR (SNR) is good for classification. In the present invention, the feature space is determined using an average capacity.

평균 수용력(average capacity)을 식으로 나타내면 수학식1과 같을 수 있다.
The average capacity can be expressed by Equation (1).

[수학식1][Equation 1]

Figure 112013031959195-pat00001

Figure 112013031959195-pat00001

각 시스템은 1개의 피쳐가 존재하므로 시스템이 k 개일 경우 피쳐의 수도 k 개이다. 제안기법 다음으로 평균 수용력식에 포스트 프로세싱 SNR(post processing SNR)을 넣어서 계산할 경우 정확하게 LTE와 WLAN의 MCS 클래스와 전력을 찾을 수 있다. Since each system has one feature, k is the number of features when k is k. Proposed technique Next, we can find the MCS class and power of LTE and WLAN accurately when calculating the post processing SNR (post processing SNR) in the average capacity equation.

또한, 기계학습 알고리즘(K-NN)을 사용하여 상기 트레이닝 데이터의 피쳐와 상기 테스트 데이터의 피쳐를 비교 분석하고, 상기 테스트 데이터의 파라미터를 결정한다(130). 이때, 피쳐 세트 값을 이용하여 기계학습 알고리즘(K-NN)을 적용하여 MCS 클래스와 전력을 결정한다. 기계학습 알고리즘(K-NN)을 사용할 때 같은 수의 MCS 클래스가 존재한다면, 낮은 MCS 클래스를 선택하고, 전력의 경우에는 높은 전력 레벨을 선택함으로써 안정성을 높일 수 있다. In addition, a feature of the training data is compared with a feature of the test data using a machine learning algorithm (K-NN), and parameters of the test data are determined (130). At this time, the MCS class and power are determined by applying the machine learning algorithm (K-NN) using the feature set value. If there are the same number of MCS classes when using the machine learning algorithm (K-NN), it is possible to select a lower MCS class and increase the stability by selecting a higher power level in the case of power.

또한, 트레이닝 데이터의 전력과 MCS 클레스를 선택할 경우 기준이 되는 전력 레벨로 가장 낮은 MCS 클래스로 전송하였을 때, PER 조건을 만족하는 라디오를 선택한다. 모든 라디오가 PER 조건을 만족하지 못할 경우, 모든 라디오들 중 에너지 효율이 최대인 라디오만을 선택한다. 채널이 좋지 않은 상황에서 모든 라디오를 사용하여 데이터를 전송할 경우 에너지 효율이 낮아질 수 있다. 따라서, 채널이 좋지 않은 라디오는 제거하고, 매핑된 MCS 클래스 중 낮은 MCS 클래스에서 PER 조건을 만족하는 라디오를 선택하여 전송함으로써 에너지 효율을 높일 수 있다. 이때, 라디오를 선택 하기 위해 다양한 알고리즘이 적용될 수 있다. 낮은 MCS 클래스로 PER 조건을 만족시키지 못하는 SNR 영역에서는 해당라디오를 사용하지 않을 수 있다. 예를 들어, MCS 클래스 1번으로 0dB로 전송하였을 때, PER이 0.1보다 클 경우는 사용하지 않을 수 있다. 또한, 모든 라디오가 PER 조선을 만족시키지 못할 경우, 가장 에너지 효율이 높은 라디오만을 선택하여 사용할 수 있다.
Also, when the power of the training data and the MCS class are selected, the radio that satisfies the PER condition is selected when the MCS class is transmitted with the lowest power level as the reference power level. If all radios do not meet the PER requirement, select only the radio with the highest energy efficiency among all radios. In the worst-case scenario, using all the radios to transmit data can result in lower energy efficiency. Therefore, it is possible to increase the energy efficiency by removing the bad channel radio and selecting and transmitting the radio satisfying the PER condition in the low MCS class of the mapped MCS class. At this time, various algorithms can be applied to select the radio. In a low MCS class, the radio may not be used in an SNR region that does not satisfy the PER condition. For example, when transmission is performed with 0dB to MCS class 1, if PER is greater than 0.1, it may not be used. In addition, if all radios do not satisfy the PER shipbuilding, only the most energy efficient radio can be selected and used.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이닝 데이터에 대한 피쳐 (feature) 값을 이용하여 MCS 클래스를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 2 is a diagram for explaining a method of determining an MCS class using a feature value of training data according to an embodiment of the present invention.

기계학습 알고리즘(K-NN)은 새로운 데이터가 들어왔을 때, 가장 가까운 K개의 데이터를 확인하여 새로운 데이터의 값을 선택하는 알고리즘이다. The machine learning algorithm (K-NN) is an algorithm that selects the new data value by checking the nearest K data when new data is received.

예를 들어, (x1, y1), ..., (xn, yn) 의 트레이닝 데이터를 가지고 있고, xi ∈ R2 , yi ∈ {0,1} 일 경우 새로운 데이터인 테스트 데이터(test data) xn +1이 입력되었을 때, yn +1을 추정할 수 있다. 가까운 K개의 데이터를 비교하여, yi가 선택된 값(0 or 1) 중 많은 것으로 선택할 수 있다. For example, (x 1, y 1) , ..., I have the training data of the (x n, y n), and, x i When ∈ R 2 , y i ∈ {0,1}, we can estimate y n +1 when test data (test data) x n +1 , which is new data, is input. By comparing the nearest K data, we can choose y i to be one of the selected values (0 or 1).

도 2를 참조하면, 제1 트레이닝 데이터(210)와 제2 트레이닝 데이터(220)가 있고, 테스트 데이터(230)이 입력되었을 때, 입력된 테스트 데이터(230)의 주변(240)에 두 개의 제1 트레이닝 데이터(210)와 한 개의 제2 트레이닝 데이터가 존재한다. 이때, 테스트 데이터(230)은 데이터 값을 비교하여 더 많은 것을 선택할 수 있다. 따라서, 테스트 데이터(230)은 제1 트레이닝 데이터(210)의 값을 선택할 수 있다.
Referring to FIG. 2, there are a first training data 210 and a second training data 220. When the test data 230 is input, 1 training data 210 and one second training data. At this time, the test data 230 can select more by comparing the data values. Thus, the test data 230 may select the value of the first training data 210. [

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 라디오 환경에서 조건을 만족하는 라디오를 선택하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram for explaining a process of selecting a radio satisfying a condition in a multi-radio environment according to an embodiment of the present invention.

다수의 라디오가 존재하는 환경에서 사용자는 모든 라디오를 사용하여 데이터를 전송하는 것이 아니라 채널 상태에 따라 선택된 라디오만 사용할 수 있다. In the presence of multiple radios, the user can use only the radio selected according to the channel condition, rather than transmitting all the data using the radio.

예를 들어, 제1 라디오(310) 및 제2 라디오(320), 사용자 단말(330), 컨트롤 센터가 있을 때 사용자 단말(330)은 제1 라디오(310) 및 제2 라디오(320)로 채널 정보를 전송할 수 있다. 채널 정보를 수신한 제1 라디오(310) 및 제2 라디오(320)는 컨트롤 센터(340)와 컨트롤 신호(350)를 통해 전송 파라미터(PT ,1, i1, PT ,2, i2)를 송, 수신할 수 있다. 사용자 단말(330)은 전송 파라미터(PT ,1, i1, PT ,2, i2)를 수신 받은 제1 라디오(310) 및 제2 라디오(320) 중 채널 상태에 따라 선택된 라디오만 사용하여 데이터(360)를 전송할 수 있다. For example, when there are a first radio 310 and a second radio 320, a user terminal 330, and a control center, the user terminal 330 may communicate with the first radio 310 and the second radio 320, Information can be transmitted. The first radio 310 and the second radio 320 receiving the channel information transmit the transmission parameters P T , 1 , i 1 , P T , 2 , i 2 through the control center 340 and the control signal 350 ) Can be transmitted and received. The user terminal 330 is to be used only by selected radio in accordance with the channel state of the transmission parameters first radio 310 and the second radio 320 received a (P T, 1, i 1 , P T, 2, i 2) Data 360 may be transmitted.

심볼 주기를 t, k 번째 이종시스템에서 m 번째 MCS 클래스를 사용할 때의 코딩 레이트(cording rate)를 Rk ,m , k 번째 이종시스템에서 m 번째 MCS 클래스를 사용할 때의 변조 레벨(modulation level)을 Mk ,m 라고 하면, k 번째 이종시스템의 처리량(throughput)은 수학식2과 같을 수 있다.
Symbol period to t, coding rate (cording rate) of R k, m, the modulation level (modulation level) when using the m-th MCS classes in the k-th heterogeneous systems of using the m-th MCS classes in the k-th heterogeneous systems the M k , m , the throughput of the kth heterogeneous system may be equal to Equation (2).

[수학식2]&Quot; (2) "

Figure 112013031959195-pat00002

Figure 112013031959195-pat00002

이때, 전체 시스템에서의 처리량(throughput)은 수학식3와 같을 수 있다. At this time, the throughput in the entire system can be expressed by Equation (3).

[수학식3]&Quot; (3) "

Figure 112013031959195-pat00003

Figure 112013031959195-pat00003

각각의 처리량(throughput)을 정해 줄 때, 기준 PER(packet error rate)을 만족시켜야 한다. 이 조건식은 수학식4와 같을 수 있고, PERk ,m 은 k 번째 이종시스템에서 m 번째 MCS 클래스를 사용할 때의 PER(packet error rate), Pk 은 k 번째 이종시스템에서 전송할 때 사용하는 전력을 나타내고, Pk 값은 선택할 수 있다. When each throughput is determined, a reference PER (packet error rate) must be satisfied. This condition is the power used when transmitting in the PER is the k-th heterogeneous systems (packet error rate), P k of using the m-th MCS Class, PER k, m is a k-th heterogeneous systems can be the same as the equation (4) And the value of P k can be selected.

[수학식4]&Quot; (4) "

Figure 112013031959195-pat00004

Figure 112013031959195-pat00004

전송 시스템에서 사용하는 모든 전력은 수학식5와 같을 수 있다.
All the power used in the transmission system can be expressed by Equation (5).

[수학식5]&Quot; (5) "

Figure 112013031959195-pat00005

Figure 112013031959195-pat00005

k 번째 시스템에서 사용하는 MCS 클래스를 ik 라고 하면, 에너지 효율 관점에서의 Bit Per Joule 은 수학식6와 같을 수 있다.
Assuming that the MCS class used in the kth system is i k , Bit Per Joule in terms of energy efficiency can be expressed by Equation (6).

[수학식6]&Quot; (6) "

Figure 112013031959195-pat00006

Figure 112013031959195-pat00006

위 식을 만족시키기 위한 이산적인(discrete)한 전력 레벨과 MCS 클래스를 찾을 수 있다. 이때, 라디오 선택을 고려하여 에너지 효율 관점에서 Bit Per Joule을 최대로 만드는 시스템과 코딩(coding) 및 변조 클래스(modulation class)를 선택할 수 있다. 이러한 과정을 통해 트레이닝 데이터와 피쳐를 비교, 분석 하고, MCS 클래스와 전력을 매핑할 수 있다. 매핑된 MCS 클래스 중 낮은 MCS 클래스에서 PER 조건을 만족하는 라디오를 선택하여 선택된 라디오로 데이터를 전송할 수 있다.
We can find the discrete power level and MCS class to satisfy the above equation. At this time, considering the radio selection, a system for maximizing Bit Per Joule in terms of energy efficiency and a coding and modulation class can be selected. This process allows you to compare and analyze training data and features, and to map MCS classes and power. In the mapped MCS class, a radio that satisfies the PER condition can be selected in the low MCS class to transmit data to the selected radio.

도 4는 다중 라디오 환경에서 적응형 전송 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 4 is a diagram illustrating the configuration of an adaptive transmission apparatus in a multi-radio environment.

다중 라디오 환경에서 적응형 전송 장치는 트레이닝 데이터 생성부(410), 피쳐 값 결정부(420), 테스트 데이터 입력부(430), 매핑부(440), 기계학습 알고리즘부(450) 및 전송부(460)로 구성될 수 있다. In the multi-radio environment, the adaptive transmission apparatus includes a training data generation unit 410, a feature value determination unit 420, a test data input unit 430, a mapping unit 440, a machine learning algorithm unit 450, ).

트레이닝 데이터 생성부(410)은 에너지 효율을 최대로 하는 파라미터를 선택하기 위한 트레이닝 데이터(training data)를 생성한다. 생성된 트레이닝 데이터에 대한 피쳐 (feature) 값을 이용하여 MCS 클래스를 결정할 수 있다. The training data generation unit 410 generates training data for selecting a parameter that maximizes energy efficiency. The MCS class can be determined using feature values for the generated training data.

피쳐 값 결정부(420)는 트레이닝 데이터에 대해 피쳐(feature)의 종류, 피쳐 스페이스 결정 및 피쳐 값을 계산하고, 테스트 데이터의 피쳐를 계산한다. The feature value determination unit 420 calculates a feature type, a feature space determination, and a feature value for the training data, and calculates a feature of the test data.

피쳐 값 결정부(420)는 피쳐 스페이스를 결정할 때, 피쳐는 링크 상태를 반영해 주는 값이어야 한다. 피쳐 스페이스는 차원이 작고, 피지컬 레이어(physical layer)의 상태를 잘 반영해줄 수 있는 것을 사용해야 한다. 피쳐 스페이스의 차원이 크면 많은 계산이 소요되고, 따라서 복잡도가 증가한다. 피쳐 스페이스가 링크상태를 잘 반영해 주지 못할 경우에는 해당 피쳐 스페이스를 사용하지 않을 수 있다. 본 발명에서는 평균 수용력(average capacity)을 이용하여 피쳐 스페이스를 결정한다. 또한, 피쳐 값 결정부(420)는 테스트 데이터가 입력되었을 때 테스트 데이터와 같은 방식으로 피쳐 값을 결정한다. When the feature value determining unit 420 determines the feature space, the feature should be a value reflecting the link status. The feature space should be one that has a small dimension and can reflect the state of the physical layer. The larger the dimension of the feature space, the more computation is required, thus increasing the complexity. If the feature space does not reflect the link state well, the feature space may not be used. In the present invention, the feature space is determined using an average capacity. In addition, the feature value determination unit 420 determines the feature value in the same manner as the test data when the test data is input.

테스트 데이터 입력부(430)는 트레이닝 데이터와 비교하기 위한 테스트 데이터를 입력 받는다. 입력 받은 테스트 데이터는 피쳐 값 결정부(420)를 통해 피쳐를 계산한다. The test data input unit 430 receives test data for comparison with the training data. The input test data is used to calculate a feature through the feature value determination unit 420.

매핑부(440)는 라디오 선택을 고려하여 시뮬레이션을 통해 트레이닝 데이터의 이상적인 파라미터와 사용할 라디오 선택을 동시에 수행하고, 트레이닝 데이터의 피쳐와 파라미터를 매핑한다.The mapping unit 440 performs simulations to simultaneously select the ideal parameters of the training data and the radio to be used, and maps the features and parameters of the training data.

또한, 라디오 선택에 있어서, 트레이닝 데이터의 전력과 MCS 클레스를 선택할 경우 기준이 되는 전력 레벨로 가장 낮은 MCS 클래스로 전송하였을 때, PER 조건을 만족하는 라디오를 선택한다. 모든 라디오가 PER 조건을 만족하지 못할 경우, 모든 라디오들 중 에너지 효율이 최대인 라디오만을 선택한다.Also, in radio selection, when the power of the training data and the MCS class are selected, the radio that satisfies the PER condition is selected when transmitted in the lowest MCS class as a reference power level. If all radios do not meet the PER requirement, select only the radio with the highest energy efficiency among all radios.

채널이 좋지 않은 상황에서 모든 라디오를 사용하여 데이터를 전송할 경우 에너지 효율이 낮아질 수 있다. 따라서, 채널이 좋지 않은 라디오는 제거하고, 매핑된 MCS 클래스 중 낮은 MCS 클래스에서 PER 조건을 만족하는 라디오를 선택하여 전송함으로써 에너지 효율을 높일 수 있다. 이때, 라디오를 선택 하기 위해 다양한 알고리즘이 적용될 수 있다. 낮은 MCS 클래스로 PER 조건을 만족시키지 못하는 SNR 영역에서는 해당라디오를 사용하지 않을 수 있다. 예를 들어, MCS 클래스 1번으로 0dB로 전송하였을 때, PER이 0.1보다 클 경우는 사용하지 않을 수 있다. 또한, 모든 라디오가 PER 조선을 만족시키지 못할 경우, 가장 에너지 효율이 높은 라디오만을 선택하여 사용할 수 있다.In the worst-case scenario, using all the radios to transmit data can result in lower energy efficiency. Therefore, it is possible to increase the energy efficiency by removing the bad channel radio and selecting and transmitting the radio satisfying the PER condition in the low MCS class of the mapped MCS class. At this time, various algorithms can be applied to select the radio. In a low MCS class, the radio may not be used in an SNR region that does not satisfy the PER condition. For example, when transmission is performed with 0dB to MCS class 1, if PER is greater than 0.1, it may not be used. In addition, if all radios do not satisfy the PER shipbuilding, only the most energy efficient radio can be selected and used.

기계학습 알고리즘부(450)는 기계학습 알고리즘(K-NN)을 통해 상기 트레이닝 데이터와 테스트 데이터의 피쳐를 비교, 분석하여 에너지 효율을 최대로 하는 MCS 클래스(class)와 전력을 동시에 결정한다. 기계학습 알고리즘(K-NN)을 사용할 때 같은 수의 MCS 클래스가 존재한다면, 낮은 MCS 클래스를 선택하고, 전력의 경우에는 높은 전력 레벨을 선택함으로써 안정성을 높일 수 있다.The machine learning algorithm unit 450 compares and analyzes the training data with the features of the test data through a machine learning algorithm (K-NN) to simultaneously determine the MCS class and power to maximize energy efficiency. If there are the same number of MCS classes when using the machine learning algorithm (K-NN), it is possible to select a lower MCS class and increase the stability by selecting a higher power level in case of power.

전송부(460)는 매핑부(440)에서 선택한 라디오로 데이터를 전송한다.
The transmitting unit 460 transmits data to the radio selected by the mapping unit 440.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적응형 전송 장치의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.5 is a diagram showing simulation results of an adaptive transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.

시뮬레이션은 LTE와 WLAN을 동시에 사용할 수 있는 다중 라디오 환경을 고려하여 수행하였다. 전체 4개의 파라미터를 선택하고, LTE와 WLAN이 선택할 수 있는 SNR의 레벨은 각각 2dB, 8dB 간격(0, 2, 4, 6, 8, 16, 24, 32, 40, 48dB)으로 설정하였다. 또한, WLAN의 MCS 클래스는 8가지, LTE의 MCS 클래스는 15가지로 설정하였다. Simulation was performed considering multiple radio environments where LTE and WLAN can be used at the same time. All four parameters were selected, and the SNR levels selectable by LTE and WLAN were set at 2dB, 8dB intervals (0, 2, 4, 6, 8, 16, 24, 32, 40, 48dB) respectively. In addition, 8 types of WCS MCS classes and 15 types of MCS classes of LTE are set.

시뮬레이션 환경은 표1, 표2 및 표3과 같을 수 있다. The simulation environment may be as shown in Tables 1, 2 and 3.

<표1> WLAN의 MCS 클래스 <Table 1> MCS Class of WLAN

Figure 112013031959195-pat00007
Figure 112013031959195-pat00007

<표2> LTE의 MCS 클래스 <Table 2> MCS Class of LTE

Figure 112013031959195-pat00008
Figure 112013031959195-pat00008

<표3> 노이즈 파워(noise power) 와 대역폭(bandwidth)<Table 3> Noise power and bandwidth

Figure 112013031959195-pat00009

Figure 112013031959195-pat00009

피쳐(feture) 값은 수학식1의 평균 수용력을 이용하여 구한다. 이때, 피쳐가 채널에 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 채널 상태가 좋지 않을 경우 피쳐도 작을 수 있다. The feture value is obtained using the average capacity of Equation (1). At this time, the feature may be affected by the channel. For example, if the channel condition is poor, the feature may be small.

시뮬레이션 결과를 이상적 데이터(ideal data)와 비교한 결과는 표4와 같다. 에너지 효율(Energy efficiency)을 각 라디오에 대해 에너지 효율이 최대인 파라미터를 선택하였을 경우(Each), 조건 없이 두 개의 라디오를 사용하여 파라미터를 결정하였을 경우(Together), 채널 상태에 따라 라디오를 선택하였을 경우(Selection)의 결과를 표4에 나타내었다.
Table 4 compares the simulation results with the ideal data. If energy efficiency is selected for each radio with parameters that have the highest energy efficiency (each), if two radio parameters are used without condition (Together), the radio is selected according to the channel condition The results of the selection are shown in Table 4.

<표4><Table 4>

Figure 112013031959195-pat00010

Figure 112013031959195-pat00010

각 라디오에 대해 에너지 효율이 최대인 파라미터를 선택하여도 전체 시스템에 대한 에너지 효율이 최대가 아닐 수 있다. 채널 상태에 따라 라디오를 선택하였을 경우 조건 없이 두 개의 라디오를 사용하는 것 보다 효율적임을 확인할 수 있다. The energy efficiency for the entire system may not be the maximum even if a parameter with the highest energy efficiency is selected for each radio. If you select radio according to the channel condition, you can confirm that it is more efficient than using two radio without condition.

조건 없이 두 개의 라디오를 사용하여 파라미터를 결정하는 경우 WLAN MCS 클래스와 LTE MCS 클래스는 채널 상태가 좋지 않을 때, MCS 클래스를 잘 선택해 줄 수 없다. 채널이 좋지 않을 때 선택된 한 전력구간에서 WLAN MCS 클래스와 LTE MCS 클래스가 각각 한 종류로 선택 되는 것이 아니라, 여러 종류의 MCS 클래스로 선택이 나눠진다. 이로 인하여 파라미터 사이의 경계가 많이 발생하여 정확도가 낮아진다.When using two radios to determine the parameters, the WLAN MCS class and the LTE MCS class can not select the MCS class well when the channel condition is bad. When the channel is not good, the WLAN MCS class and the LTE MCS class are not selected as one type but the selection is divided into various types of MCS classes in a selected power interval. This causes a lot of boundary between parameters, resulting in lower accuracy.

다시 말해, 기계학습 알고리즘(K-NN)이 정확하게 동작하지 못하였기 때문에. 기계학습 알고리즘을 사용하여 찾은 파라미터가 PER 조건을 만족시키지 못한다. 조건 없이 두 개의 라디오를 사용하여 파라미터를 결정하는 경우는 전력이 이산적이기 때문에 오류가 많이 발생할 수 있고, 이러한 현상 때문에 MCS 클래스가 반복되는 부분이 생길 수 있다. MCS 클래스가 반복되는 부분이 생기면, 학습(learning)이 잘 되지 않고 많은 오류가 발생할 수 있다.In other words, the machine learning algorithm (K-NN) did not work correctly. The parameters found using the machine learning algorithm do not satisfy the PER condition. If two radios are used to determine the parameters, there may be a lot of errors because the power is discrete, and this may cause repeated MCS classes. If the MCS class is repeated, the learning can not be done well and many errors can occur.

채널 상태에 따라 라디오를 선택하는 경우 무조건 1개의 라디오는 사용하여야 한다. 이때, 에너지 효율이 최대인 라디오를 선택할 수 있다. 예를 들어, 0dB로 MCS 클래스 1번으로 전송하였을 시 PER 을 만족시켜 주지 못할 경우 해당 라디오를 사용하지 않을 수 있다. 라디오를 동시에 무조건 사용하는 경우, 채널 상태가 좋지 않을 때에도 전송을 해야 하기 때문에 전력을 증가시켜야 하고, 이에 따라 효율적인 MCS 클래스를 선택하는데 문제가 있다. 따라서, 기계학습을 통한 트레이닝 데이터를 이용하여 테스트 데이터의 피쳐를 결정하는 방법을 사용할 수 있다. 결정된 피쳐를 비교, 분석하여 에너지 효율을 최대로 하는 MCS 클래스(class)와 전력을 매핑하고, 매핑된 MCS 클래스 중 낮은 MCS 클래스에서 PER 조건을 만족하는 라디오를 선택함으로써 에너지 효율을 높일 수 있다. If you select radio according to the channel condition, one radio should be used unconditionally. At this time, you can select the radio with the highest energy efficiency. For example, if you transmit 0dB to MCS class 1, you can not use the radio if you can not satisfy PER. When the radio is used unconditionally at the same time, power must be increased because transmission is required even when the channel state is not good, and there is a problem in selecting an efficient MCS class. Therefore, a method of determining the features of the test data using the training data through the machine learning can be used. Energy efficiency can be improved by comparing and analyzing the determined features to map the power to the MCS class that maximizes energy efficiency and selecting the radio that satisfies the PER condition in the lower MCS class among the mapped MCS classes.

도 5를 참조하여 채널 상태에 따라 라디오를 선택하였을 경우의 시뮬레이션 결과를 설명한다.The simulation result when radio is selected according to the channel state will be described with reference to FIG.

도 5a는 WLAN의 피쳐에 따른 MCS 클래스를 나타내는 그래프이다. 5A is a graph showing an MCS class according to a feature of a WLAN.

WLAN 채널이 1보다 작은 피쳐를 가질 때 사용하지 않는 것을 확인할 수 있다. 또한, WLAN이 LTE 보다 더 효율적인 경우에는 채널 상태가 좋지 않은 경우에도 WLAN을 사용할 수 있다. You can see that the WLAN channel is not used when you have a feature that is smaller than 1. In addition, if the WLAN is more efficient than LTE, the WLAN can be used even in poor channel conditions.

도 5b는 LTE의 피쳐에 따른 MCS 클래스를 나타내는 그래프이다. 5B is a graph showing an MCS class according to a feature of LTE.

LTE의 채널 상태가 좋지 않은 경우에는 사용하지 않는 것을 확인할 수 있다. If the channel status of LTE is not good, it can be confirmed that it is not used.

도 5c는 WLAN의 피쳐에 따른 전력(power)을 나타내는 그래프이다. 5C is a graph showing the power according to a feature of the WLAN.

WLAN을 사용하지 않는 부분이 존재하고, 채널 상태가 좋지 않을 경우 전력을 증가시켜 데이터를 전송하는 것을 확인할 수 있다. If there is a part that does not use WLAN and channel condition is bad, it can be confirmed that data is transmitted by increasing power.

도 5d는 LTE의 피쳐에 따른 전력(power)을 나타내는 그래프이다. 5D is a graph showing the power according to the feature of LTE.

데이터를 정확히 구분할 수 없는 곳이 존재하지만, 두 개의 라디오를 동시에 사용하는 것보다 효율적이다. There are places where data can not be accurately identified, but it is more efficient than using two radios simultaneously.

채널 상태에 따라 라디오를 선택이 반영되어 기계학습 알고리즘(K-NN)을 사용하여 찾은 파라미터는 PER 조건을 대부분 만족시킬 수 있다. .
Depending on the channel state, the radio selection is reflected and the parameters found using the machine learning algorithm (K-NN) can satisfy most of the PER conditions. .

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.  또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.  이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.  예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.  또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA) A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.  소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다.  소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.  상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.  상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.  컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.  프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.  상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.  예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI &gt; or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (11)

에너지효율을 최대로 하는 파라미터를 선택하기 위한 트레이닝 데이터(training data)를 생성하는 단계;
라디오 선택을 고려한 시뮬레이션을 통해 상기 트레이닝 데이터의 이상적인 파라미터를 결정하는 단계;
상기 트레이닝 데이터의 피쳐를 계산하여 상기 이상적인 파라미터와 매핑하는 단계;
상기 트레이닝 데이터와 비교하기 위한 테스트 데이터의 피쳐를 계산하는 단계; 및
기계학습 알고리즘(K-NN)을 사용하여 상기 트레이닝 데이터의 피쳐와 상기 테스트 데이터의 피쳐를 비교 분석하고, 상기 테스트 데이터의 파라미터를 결정하는 단계
를 포함하는 다중 라디오 환경 적응형 전송 방법.
Generating training data for selecting a parameter that maximizes energy efficiency;
Determining an ideal parameter of the training data through simulation considering radio selection;
Calculating a feature of the training data and mapping the parameter with the ideal parameter;
Calculating features of test data for comparison with the training data; And
Analyzing a feature of the training data and a feature of the test data using a machine learning algorithm (K-NN), and determining parameters of the test data
/ RTI &gt; The method of claim 1,
제1항에 있어서,
상기 트레이닝 데이터의 피쳐(feature)의 계산은
테스트 데이터가 입력되었을 때 트레이닝 데이터와 같은 방식으로 피쳐(featur) 값을 계산하는
다중 라디오 환경 적응형 전송 방법.
The method according to claim 1,
The calculation of the features of the training data
When the test data is input, the featur value is calculated in the same manner as the training data
Multi - radio environment adaptive transmission method.
제2항에 있어서,
상기 트레이닝 데이터의 피쳐(feature)의 계산은
평균 수용력(average capacity)의 값을 사용하여 피쳐 스페이스(feature space) 값을 결정하는
다중 라디오 환경 적응형 전송 방법.
3. The method of claim 2,
The calculation of the features of the training data
The value of the average capacity is used to determine the value of the feature space
Multi - radio environment adaptive transmission method.
제1항에 있어서,
상기 기계학습 알고리즘(K-NN)을 통해 상기 트레이닝 데이터의 피쳐와 상기 테스트 데이터의 피쳐를 비교 분석하여 상기 테스트 데이터의 파라미터를 결정하는 단계는
피쳐 세트 값을 이용하여 각각의 전력에 따라 기계학습 알고리즘(K-NN)을 적용하여 MCS 클래스를 결정하는
다중 라디오 환경 적응형 전송 방법.
The method according to claim 1,
Comparing the features of the training data with the features of the test data through the machine learning algorithm (K-NN) to determine parameters of the test data
The MCS class is determined by applying a machine learning algorithm (K-NN) according to each power using a feature set value
Multi - radio environment adaptive transmission method.
제4항에 있어서,
상기 K-NN 알고리즘을 적용할 때, 같은 수의 MCS 클래스가 존재할 경우 낮은 MCS 클래스를 선택하고, 전력의 경우에는 높은 전력 레벨을 선택하는
다중 라디오 환경 적응형 전송 방법.
5. The method of claim 4,
When applying the K-NN algorithm, a lower MCS class is selected when there are the same number of MCS classes, and a higher power level is selected when power is applied
Multi - radio environment adaptive transmission method.
제1항에 있어서,
트레이닝 데이터의 전력과 MCS 클레스를 선택할 경우 기준이 되는 전력 레벨로 가장 낮은 MCS 클래스로 전송하였을 때, PER 조건을 만족하는 라디오를 선택하는 단계를 더 포함하고,
상기 PER 조건을 만족하지 못할 경우, 모든 라디오들 중 에너지 효율이 최대인 라디오만을 선택하는
다중 라디오 환경 적응형 전송 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of selecting a radio that satisfies the PER condition when transmitting the lowest power MCS class with a power level as a reference when selecting the power of the training data and the MCS class,
If the PER condition is not satisfied, only the radio having the highest energy efficiency among all the radios is selected
Multi - radio environment adaptive transmission method.
에너지 효율을 최대로 하는 파라미터를 선택하기 위한 트레이닝 데이터(training data)를 생성하는 트레이닝 데이터 생성부;
상기 트레이닝 데이터에 대해 피쳐(feature)의 종류, 피쳐 세트 값 및 피쳐 스페이스를 결정하고, 테스트 데이터의 피쳐를 결정하는 피쳐 값 결정부;
테스트 데이터를 입력 받는 데스트 데이터 입력부;
라디오 선택을 고려하여 시뮬레이션을 통해 이상적인 파라미터를 피쳐와 매핑하는 매핑부;
기계학습 알고리즘을 통해 상기 트레이닝 데이터와 상기 테스트 데이터의 피쳐를 비교, 분석하여 에너지 효율을 최대로 하는 MCS 클래스(class)와 전력을 매핑(Mapping)하는 기계학습 알고리즘부; 및 매핑
상기 매핑부에서 선택된 라디오로 데이터를 전송하는 전송부
를 포함하는 다중 라디오 환경 적응형 전송 장치.
A training data generation unit for generating training data for selecting a parameter that maximizes energy efficiency;
A feature value determination unit for determining a type of a feature, a feature set value, and a feature space with respect to the training data, and determining a feature of the test data;
A test data input unit for receiving test data;
A mapping unit for mapping an ideal parameter to a feature through a simulation considering radio selection;
A machine learning algorithm unit that compares and analyzes features of the training data and the test data through a machine learning algorithm to map an MCS class and power to maximize energy efficiency; And mapping
And a transmitter for transmitting data to a radio selected by the mapping unit,
Wherein the radio environment adaptive transmission apparatus comprises:
제7항에 있어서,
상기 피쳐 값 결정부는 테스트 데이터가 입력되었을 때 가까운 값의 데이터를 확인하여 피쳐 세트(feature set) 값을 결정하는
다중 라디오 환경 적응형 전송 장치.
8. The method of claim 7,
The feature value determination unit determines the feature set value by confirming data of a near value when the test data is input
Multiple radio environment adaptive transmission device.
제7항에 있어서,
상기 피쳐 값 결정부는 에너지효율을 최대로 하는 파라미터를 선택하기 위한 피쳐로 종류 및 차원이 작고, 링크상태를 반영할 수 있는 피쳐 스페이스를 결정하는
다중 라디오 환경 적응형 전송 장치.
8. The method of claim 7,
The feature value determining unit is a feature for selecting a parameter that maximizes energy efficiency, and determines a feature space that is small in type and dimension and can reflect the link state
Multiple radio environment adaptive transmission device.
제7항에 있어서,
상기 기계학습 알고리즘부는 피쳐 세트 값을 이용하여 각각의 전력에 따라 기계학습 알고리즘(K-NN)을 적용하여 MCS 클래스를 결정하는
다중 라디오 환경 적응형 전송 장치.
8. The method of claim 7,
The machine learning algorithm unit applies a machine learning algorithm (K-NN) according to each power using a feature set value to determine an MCS class
Multiple radio environment adaptive transmission device.
제7항에 있어서,
상기 매핑부는 트레이닝 데이터의 전력과 MCS 클레스를 선택할 때, 기준이 되는 전력 레벨로 가장 낮은 MCS 클래스로 전송하였을 경우 PER 조건을 만족하지 못할 경우, 상기 조건을 만족하지 못하는 라디오는 사용하지 않는
다중 라디오 환경 적응형 전송 장치.
8. The method of claim 7,
When the MCS class and the power of the training data are selected, the mapping unit does not use the radio that does not satisfy the above-mentioned condition when the PER is not satisfied when the MCS class is transmitted with the lowest MCS class as the reference power level
Multiple radio environment adaptive transmission device.
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