KR102204935B1 - 인지무선 네트워크에서 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 방법 및 그 장치 - Google Patents

인지무선 네트워크에서 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 인지무선 네트워크에서 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 장치는, 네트워크 내에 존재하는 기존 단말 및 네트워크에 새롭게 진입한 신규 단말을 포함하는 각 단말들의 정보 및 트래픽 정보를 수신받아 가중치를 결정하는 가중치 결정부와, 상기 각 단말들의 시간 슬롯 요구량 및 기 할당된 시간 슬롯 할당량을 이용하여 만족도 기반으로 공정함수 값을 생성하는 만족도 기반 공정성 평가부와, 결정된 상기 가중치와 생성된 상기 공정함수 값에 의거하여 상기 각 단말에 시간 슬롯 자원을 할당하는 시간 슬롯 할당 결정부를 포함할 수 있다.

Description

인지무선 네트워크에서 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SATISFACTION DEGREE BASED WEIGHTED FAIR RESOURCE ALLOCATION OPTIMIZATION IN COGNITIVE RADIO WIRELESS NETWORK}
본 발명은 인지무선 전술통신에서 만족도를 기반으로 시간 슬롯 자원을 할당하는 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단말별 임무에 따른 우선순위, 트래픽 종류, 트래픽 전송 형태의 곱을 가중치로 사용하여 공정성을 고려하여 시간 자원을 할당하고, 네트워크에 새롭게 진입(편입)하는 신규 단말이 등장할 때 선취 정책을 적용하여 시간 슬롯 자원을 단말에 할당할 수 있는 인지무선 네트워크에서 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 인지무선 네트워크(특히, 인지무선 군용 네트워크)는 기 할당되지 않은 채널을 검색하여 유선 백본망 기반으로 기지국 없이 라우팅을 수행하여 무선으로 네트워크를 구성할 수 있는 기술이다.
따라서, 인지무선 군용 네트워크는 단말 사용자의 임무를 고려하여 동적으로 또는 사전에 단말별 우선순위를 지정하여 시간 슬롯 자원을 할당하는 방법이 요구된다.
또한, 인지무선 군용 네트워크는 전술통신의 트래픽 종류에 대해 중요도에 따라 우선순위를 지정하여 시간 슬롯 자원을 할당하는 방법이 요구된다.
또한, 인지무선 군용 네트워크는 전장에서의 상황에 따라 달라지는 트래픽 전송 형태에 대해 우선순위를 지정하여 시간 슬롯 자원을 할당하는 방법이 요구된다.
또한, 인지무선 군용 네트워크는 동적으로 네트워크 구성이 변화하는 상황을 고려하기 위해 신규 단말이 네트워크에 추가되는 경우 우선순위를 고려하여 신규 단말에 대해 시간 슬롯 자원을 할당하는 방법이 요구된다.
한국공개특허 제2014-0058783호(공개일: 2014. 05. 15.)
본 발명은, 인지무선 네트워크(인지무선 군용 네트워크)에서 각 단말에 대한 임무, 트래픽의 종류, 트래픽의 전송 형태에 따라 달라지는 우선순위를 고려하여 가중치 기반으로 공정한 시간 슬롯 자원을 단말에 할당할 수 있는 인지무선 네트워크에서 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 방법 및 그 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은, 시간 슬롯 자원을 할당하는데 고려되는 공정성 요소에 관련하여 만족도 기반의 공정 자원 할당을 위해 만족도 기반으로 공정함수를 적용하여 시간 슬롯 자원을 단말에 할당할 수 있는 인지무선 네트워크에서 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 방법 및 그 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은, 상기의 시간 슬롯 자원을 할당하는데 고려되는 요소들에 부가적으로 네트워크상에서 새로운 신규 단말이 진입(출현)할 경우 선취 알고리즘을 고려하여 시간 슬롯 자원을 단말에 할당할 수 있는 인지무선 네트워크에서 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 방법 및 그 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은, 인지무선 네트워크에서 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공하고자 한다.
본 발명은 인지무선 네트워크에서 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 방법을 프로세서가 수행할 수 있도록 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은, 일 관점에 따라, 네트워크 내에 존재하는 기존 단말 및 네트워크에 새롭게 진입한 신규 단말을 포함하는 각 단말들의 정보 및 트래픽 정보를 수신받아 가중치를 결정하는 가중치 결정부와, 상기 각 단말들의 시간 슬롯 요구량 및 기 할당된 시간 슬롯 할당량을 이용하여 만족도 기반으로 공정함수 값을 생성하는 만족도 기반 공정성 평가부와, 결정된 상기 가중치와 생성된 상기 공정함수 값에 의거하여 상기 각 단말에 시간 슬롯 자원을 할당하는 시간 슬롯 할당 결정부를 포함하는 인지무선 네트워크에서 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 상기 가중치 결정부는, 단말별 우선순위, 전송하고자 하는 트래픽 종류, 트래픽의 전송 형태의 곱으로부터 상기 가중치를 결정할 수 있다.
본 발명의 상기 만족도 기반 공정성 평가부는, 상기 각 단말들이 요구하는 요구 데이터 전송률을 프레임 단위 시간 슬롯으로 변환하고, 변환된 상기 프레임 단위 시간 슬롯과 상기 기 할당된 시간 슬롯 할당량과 연산한 만족도 값으로부터 상기 공정함수 값을 계산할 수 있다.
본 발명의 상기 시간 슬롯 할당 결정부는, 상기 가중치와 상기 공정함수 값을 곱하여 내림차순으로 정렬한 뒤 상기 시간 슬롯 자원을 할당할 수 있다.
본 발명의 상기 시간 슬롯 할당 결정부는, 상기 가중치 및 상기 공정함수 값의 곱에 대해 내림차순으로 최대값을 정렬하고, 신규 단말의 발생에 대해 시간 슬롯 선취를 결정하는 선취 결정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 다른 관점에 따라, 인지무선 네트워크에서 클러스터 헤더가 복수의 단말들에 대한 시간 슬롯 자원을 할당하는 방법으로서, 네트워크 내에 존재하는 기존 단말 및 네트워크에 새롭게 진입한 신규 단말을 포함하는 각 단말들로부터 단말별 우선순위, 전송하고자 하는 트래픽 종류, 트래픽 전송 형태의 정보를 받아 가중치를 결정하는 단계와, 상기 각 단말들로부터 수신한 자원 할당 요구량과 기 할당된 자원 할당량으로부터 공정함수를 통해 공정성을 평가하는 단계와, 결정된 상기 가중치와 상기 공정함수에 의거하여 상기 각 단말들에게 시간 슬롯 자원을 할당하는 단계를 포함하는 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 상기 결정하는 단계는, 단말별 우선순위, 트래픽 종류에 따른 우선순위, 트래픽 전송 형태에 따른 우선순위들의 곱을 가중치로 결정할 수 있다.
본 발명의 상기 평가하는 단계는, 상기 각 단말들의 트래픽 종류 및 전송 형태별로 요구하는 데이터 전송량을 프레임 단위 시간 슬롯 요구량으로 변환하는 단계와, 상기 각 단말들의 상기 시간 슬롯 요구량과 상기 기 할당된 시간 슬롯 할당량을 사용하여 만족도를 계산하는 단계와, 데이터 트래픽에 대하여 계산된 상기 만족도를 사용하여 시간 슬롯 자원 배분에 있어 단말간 공정성을 확보하기 위해 상기 공정함수를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 할당하는 단계는, 상기 각 단말들의 특성과 공정성을 동시에 고려하기 위해 상기 가중치와 상기 공정함수의 곱에 대한 최대값의 내림차순 정렬로 시간 슬롯 자원을 할당하는 단계와, 상기 신규 단말에 대해 기 할당된 시간 슬롯 자원을 선취하는 지의 여부를 결정하는 단계와, 상기 시간 슬롯 자원의 최종 할당 이후 각 노드별로 시간 슬롯 자원을 그룹화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 인지무선 네트워크에서 클러스터 헤더가 복수의 단말들에 대한 시간 슬롯 자원을 할당하는 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 상기 시간 슬롯 자원을 할당하는 방법은, 네트워크 내에 존재하는 기존 단말 및 네트워크에 새롭게 진입한 신규 단말을 포함하는 각 단말들로부터 단말별 우선순위, 전송하고자 하는 트래픽 종류, 트래픽 전송 형태의 정보를 받아 가중치를 결정하는 단계와, 상기 각 단말들로부터 수신한 자원 할당 요구량과 기 할당된 자원 할당량으로부터 공정함수를 통해 공정성을 평가하는 단계와, 결정된 상기 가중치와 상기 공정함수에 의거하여 상기 각 단말들에게 시간 슬롯 자원을 할당하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공할 수 있다.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 인지무선 네트워크에서 클러스터 헤더가 복수의 단말들에 대한 시간 슬롯 자원을 할당하는 방법을 프로세서가 수행할 수 있도록 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 시간 슬롯 자원을 할당하는 방법은, 네트워크 내에 존재하는 기존 단말 및 네트워크에 새롭게 진입한 신규 단말을 포함하는 각 단말들로부터 단말별 우선순위, 전송하고자 하는 트래픽 종류, 트래픽 전송 형태의 정보를 받아 가중치를 결정하는 단계와, 상기 각 단말들로부터 수신한 자원 할당 요구량과 기 할당된 자원 할당량으로부터 공정함수를 통해 공정성을 평가하는 단계와, 결정된 상기 가중치와 상기 공정함수에 의거하여 상기 각 단말들에게 시간 슬롯 자원을 할당하는 단계를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 인지무선 네트워크에서 단말들로부터 단말별 우선순위, 트래픽 종류, 트래픽 전송 형태에 대한 정보를 받아 이들의 곱으로 가중치를 결정함으로써 군용 전술통신에 적합한 임무에 따른 자원 할당 우선순위를 부여할 수 있고, 트래픽 종류에 따라 적합한 우선순위를 부여할 수 있으며, 전장에서의 상황에 따라 달라질 수 있는 전송 형태의 중요도에 따라 우선순위를 부여하여 단말에 시간 슬롯 자원을 할당할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 단말들의 시간 슬롯 요구량과 기 할당된 시간 슬롯 할당량을 통해 만족도를 계산하고 이를 통해 시간 슬롯 자원 배분의 공정성을 평가하여 시간 슬롯 자원 분배에 활용함으로써 네트워크에 속한 단말들간 자원 분배의 공평성을 달성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 선취 알고리즘을 통해 기 형성된 네트워크에 신규 단말이 추가적으로 진입할 때 시간 슬롯 자원 분배에 대한 방법을 제공함으로서 인지무선 군용 네트워크 통신 성능의 항상성을 유지시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인지무선 네트워크에서 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 장치에 대한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인지무선 네트워크에서 만족도 기반으로 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당을 최적화하는 기법의 일반적인 동작을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 인지무선 네트워크에서 만족도 기반으로 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당을 최적화하는 주요 과정을 보여주는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 인지무선 네트워크에서 만족도 기반으로 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당을 최적화하는 기법에서 임계값을 초과하는 사용자의 시간 슬롯 요구량을 제한시키는 클리핑을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 인지무선 네트워크에서 만족도 기반으로 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당을 최적화하는 기법에서 공평성에 기반한 자원 할당을 위해 사용하는 만족도 기반 공정함수를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 인지무선 네트워크에서 만족도 기반으로 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당을 최적화하는 기법에서 동일한 가중치, 요구 시간 슬롯 수가 다른 경우에 대해 순차적인 시간 슬롯 할당 과정을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 인지무선 네트워크에서 만족도 기반으로 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당을 최적화하는 기법에서 동일한 요구 시간 슬롯 수, 다른 가중치의 경우에 대해 순차적인 시간 슬롯 할당 과정을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 인지무선 네트워크에서 만족도 기반으로 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당을 최적화하는 기법에서 선취 메커니즘이 발생하는 경우를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 인지무선 네트워크에서 만족도 기반으로 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당을 최적화하는 기법에서 선취 알고리즘의 동작과정을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 인지무선 네트워크에서 만족도 기반으로 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당을 최적화하는 기법에서 시간 슬롯 재정렬을 설명하는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 인지무선 군용 네트워크에서 임무에 따른 단말별 우선순위, 트래픽 종류 및 트래픽 전송 형태에 따른 우선순위들을 가중치로 사용하고, 요구 시간 슬롯 대비 할당 시간 슬롯에 대한 만족도를 통해 공정한 시간 슬롯 자원이 할당되도록 하며, 네트워크에 추가적인 신규 단말이 진입하는 경우 시간 슬롯 자원을 선취하는 방법을 제공하는데 주요한 특징을 가질 수 있다.
본 발명에 있어서, 클러스터 헤드(CH: Cluster Head)는 클러스터 내에서 멤버 노드인 단말들로부터 단말의 우선순위, 전송하고자 하는 트래픽 종류, 트래픽 전송 형태 및 요구하는 데이터 전송량을 받아 시간 슬롯 자원 할당을 수행하고, 멤버 클러스터 노드(mCN: Member Cluster Node)들에게 자원 할당 결과를 전달하는 단말로 정의될 수 있다.
여기에서, 클러스터(Cluster)는 클러스터 헤드(CH)가 자신의 통신 가능 반경인 1홉 거리에 있는 관리 가능한 노드들의 집합으로 정의될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인지무선 네트워크에서 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 장치에 대한 블록 구성도이다. 여기에서, 인지무선 네트워크는 인지무선 군용 네트워크를 의미할 수 있다.
도 1을 참조하면, 공정 자원 할당 최적화 장치는 가중치 결정부(110), 만족도 기반 공정성 평가부(120) 및 시간 슬롯 할당 결정부(130) 등을 포함할 수 있다.
먼저, 가중치 결정부(110)는 군용 네트워크에 존재하는 단말들(예컨대, 기존 단말들) 및 군용 네트워크에 새롭게 진입하는 단말들(예컨대, 신규 단말들)로부터 각 단말의 임무에 따른 우선순위 정보(
Figure 112019070148813-pat00001
), 전송하고자 하는 데이터 트래픽의 종류로 음성전화(voice), 주기적 데이터(periodic data), 비주기적 데이터(aperiodic data)에 대한 우선순위 정보(
Figure 112019070148813-pat00002
), 전장에서의 상황에 따라 전송을 방송(broadcasting) 또는 일대일(point-to-point unicasting) 형태로 전송할지에 대한 트래픽 전송 형태에 따른 우선순위 정보(
Figure 112019070148813-pat00003
)들을 수신받을 수 있다.
가중치 결정부(110)는 각 단말들(기존 단말들 및 신규 단말들)로부터 수신된 단말별 우선순위, 전송하고자 하는 트래픽 종류, 트래픽의 전송 형태의 곱으로부터 아래의 수학식 1에서와 같이 가중치를 결정하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112019070148813-pat00004
다음에, 만족도 기반 공정성 평가부(120)는 각 단말들(기존 단말들 및 신규 단말들)로부터 받은 요구 데이터 전송률을 프레임 단위 시간 슬롯으로 변환하고, 이를 기 할당된 시간 슬롯 할당량과 연산하여 만족도(
Figure 112019070148813-pat00005
) 값을 생성한 뒤 생성된 만족도 값으로부터 공정함수(
Figure 112019070148813-pat00006
) 값을 생성(계산)하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
이때, 만족도 기반 공정성 평가부(120)는 요구 데이터 전송률을 시간 슬롯으로 변환하는 단계에서 음성통신의 경우 요구되는 데이터 전송률로서 모든 단말들에 대해 사전 고정값을 사용하고, 데이터 전송의 경우 단말마다 사전에 정의된 여러 레벨의 전송률에서 선택하여 결정할 수 있다.
음성(voice) 전송의 경우 요구되는 고정 전송률
Figure 112019070148813-pat00007
Kbps를, 데이터 전송을 위한 전송률은 이산 단계의
Figure 112019070148813-pat00008
Kbps를 갖는다. 이때, 요구 데이터 전송률을 시간 슬롯으로 변환하기 위해서는 요구되는 전송률을 해당 슬롯을 사용하여 얻을 수 있는 전송률(achievable rate)로 나눠 계산할 수 있다.
여기에서, 단말 u, 트래픽 종류 t, 전송 형태 m에 대해 방송 형태의 음성 전송에서 해당 슬롯에 대해 얻을 수 있는 전송률(
Figure 112019070148813-pat00009
) 계산은 아래의 수학식 2에 의해 수행될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112019070148813-pat00010
상기한 수학식 2에 있어서,
Figure 112019070148813-pat00011
는 대역폭을,
Figure 112019070148813-pat00012
는 한 프레임 내 슬롯 개수를,
Figure 112019070148813-pat00013
은 잡음 전력을,
Figure 112019070148813-pat00014
는 송신 전력을,
Figure 112019070148813-pat00015
는 송신 단말
Figure 112019070148813-pat00016
와 수신 단말
Figure 112019070148813-pat00017
(
Figure 112019070148813-pat00018
)들 간의 널 이득을,
Figure 112019070148813-pat00019
은 단말들의 개수를 각각 나타낸다.
여기에서, 방송 형태의 음성전송에서 요구된 데이터 전송률을 요구 시간 슬롯 단위(
Figure 112019070148813-pat00020
)로 변환하는 계산은 아래의 수학식 3에 의해 수행될 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112019070148813-pat00021
상기한 수학식 3에 있어서,
Figure 112019070148813-pat00022
은 천장함수를 나타낸다.
단말 u, 트래픽 종류 t, 전송 형태 m에 대해 일대일 형태의 음성 전송에서 해당 슬롯에 대해 얻을 수 있는 전송률(
Figure 112019070148813-pat00023
) 계산은 아래의 수학식 4에 의해 수행될 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112019070148813-pat00024
일대일 형태의 음성전송에서 요구된 데이터 전송률을 요구 시간 슬롯 단위(
Figure 112019070148813-pat00025
)로 변환하는 계산은 아래의 수학식 5에 의해 수행될 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112019070148813-pat00026
단말 u, 트래픽 종류 t, 전송 형태 m에 대해 방송 형태의 데이터 전송에서 해당 슬롯에 대해 얻을 수 있는 전송률(
Figure 112019070148813-pat00027
) 계산은 아래의 수학식 6에 의해 수행될 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112019070148813-pat00028
방송 형태의 데이터 전송에서 요구된 데이터 전송률을 요구 시간 슬롯 단위(
Figure 112019070148813-pat00029
)로 변환하는 계산은 아래의 수학식 6에 의해 수행된다.
[수학식 6]
Figure 112019070148813-pat00030
단말 u, 트래픽 종류 t, 전송 형태 m에 대해 일대일 형태의 데이터 전송에서 해당 슬롯에 대해 얻을 수 있는 전송률(
Figure 112019070148813-pat00031
) 계산은 아래의 수학식 7에 의해 수행될 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112019070148813-pat00032
일대일 형태의 데이터 전송에서 요구된 데이터 전송률을 요구 시간 슬롯 단위(
Figure 112019070148813-pat00033
)로 변환하는 계산은 아래의 수학식 8에 의해 수행될 수 있다.
[수학식 8]
Figure 112019070148813-pat00034
다시 도 1을 참조하면, 만족도 기반 공정성 평가부(120)는 기 할당된 시간 슬롯 할당 개수(
Figure 112019070148813-pat00035
)와 요구된 시간 슬롯 개수(
Figure 112019070148813-pat00036
)를 사용하여 아래의 수학식 9에 의해 만족도를 계산할 수 있다. 이때, 만족도(q)는 아래의 수학식 9를 통해 계산될 수 있으나, 발명을 활용하여 장치를 구성할 경우에는 장치 구성자가 임의로 지정할 수도 있다.
[수학식 9]
Figure 112019070148813-pat00037
여기에서, 공정함수(
Figure 112019070148813-pat00038
)를 계산하는 구체적인 과정은 후술하는 도 5를 참조하여 상세하게 기술될 것이다.
시간 슬롯 할당 결정부(130)는 가중치 결정부(110)로부터 제공되는 각 가중치(
Figure 112019070148813-pat00039
)와 만족도 기반 공정성 평가부(120)로부터 제공되는 공정함수(
Figure 112019070148813-pat00040
)를 곱하여 내림차순으로 정렬한 뒤 시간 슬롯 자원을 할당하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
시간 슬롯 할당 결정부(130)는 각 단말들(기존 단말들 및 신규 단말들)에 대한 가중치와 공정함수 값을 곱하여 내림차순으로 정렬한 뒤 시간 슬롯 자원을 할당할 수 있는데, 가중치와 공정함수 값의 곱에 대해 내림차순으로 최대값을 정렬하고, 신규 단말의 발생에 대해 시간 슬롯 선취를 결정하는 선취 결정부(132)를 포함할 수 있다.
그리고, 네트워크의 통신에 참여하고자 하는 신규의 단말이 등장할 때에 선취 결정부(132)가 동작하는데, 이러한 선취 결정부(132)의 동작 과정에 대해서는 후술하는 도 7을 참조하여 상세하게 기술될 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인지무선 네트워크에서 만족도 기반으로 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당을 최적화하는 기법의 일반적인 동작을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 단말(201)이 클러스터 헤더(202)에게 자원을 요청하면(203), 클러스터 헤더(202)는 단말의 우선순위, 전송하고자 하는 트래픽 종류, 트래픽 전송 형태, 공급된 자원에 대한 만족도를 바탕으로 최적 자원 할당 알고리즘을 수행하고(204), 음성 또는 데이터 전송에 대한 자원을 할당한다(205).
단말(201)로부터 자원 요청이 발생되면 일련의 과정이 반복되어 주기적인 자원 할당이 이루어지나(206), 클러스터 헤더(202)가 공급할 수 있는 자원을 넘어 추가적인 자원 요청이 이루어지면(207), 선취 정책을 통한 자원 할당 알고리즘이 수행되어 자원을 재할당하고(208), 이에 대해 단말(201)에게 선취가 인가되었음이 통지된다(210).
이때, 단말(201)이 기 할당된 통신 자원을 취소하는 경우 감소된 자원 할당이 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 인지무선 네트워크에서 만족도 기반으로 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당을 최적화하는 주요 과정을 보여주는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 시스템이 시작되면(301), 클러스터 헤더는 모든 단말들의 자원 요청을 받으며(302), 클러스터 헤더가 제공할 수 있는 하나의 시간 프레임 내 슬롯 수가 모든 자원 요청을 받아들일 수 있는지의 여부를 판별한다(303).
판별 결과, 클러스터 헤더가 모든 자원 요청을 받아 제공할 수 있으면 이에 대해 시간 슬롯을 할당하며(304), 그렇지 않으면 가중치 만족도 기반의 고정 시간슬롯 자원 할당을 수행한다(305).
이때, 우선순위가 높은 신규 단말이 네트워크에 등장하여 자원을 요청하면, 시간 슬롯 자원에 대해 선취 가능성을 판별하고(306), 판별 결과 선취가 불가능하면 새로운 자원 요청에 대해 가중치 만족도 기반으로 공정 시간 슬롯 자원 할당을 수행하는데(307), 이때 이전 주기의 자원 할당에 대해 시간 슬롯 할당의 변화는 없다.
선취 가능성의 판별(306)에서 시간 슬롯에 대한 선취가 가능하면, 패널티를 적용하여 새로운 자원 요청에 대해 가중치 만족도 기반으로 공정 자원 재할당 과정을 수행하고(308), 단말별로 시간 슬롯이 구성되도록 시간 슬롯을 재배열화고(309), 선취 결정에 대해 통지한 후(310) 일련의 과정이 종료된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 인지무선 네트워크에서 만족도 기반으로 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당을 최적화하는 기법에서 임계값을 초과하는 사용자의 시간 슬롯 요구량을 제한시키는 클리핑을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 군용 무전 시스템에서 각 단말이 요구하는 트래픽 슬롯 수는 일반적인 민간통신과 같이 이기적인 목적보다는 해당 단말을 소유하고 있는 사용자의 임무에 따른 것이긴 하지만, 특정 단말이 시간 슬롯 대부분을 차지하는 것은 막을 필요가 있다.
따라서, 특정 단말(403)이 요구하는 시간 슬롯이 다른 단말들(401, 402)이 요구하는 것보다 클 경우 이를 제한하기 위해 단말들의 시간 슬롯 요구량이 전체 시간 슬롯 수를 초과할 경우 사용자 만족도에 기반한 공정 자원 할당 전에 임계값을 초과하는 사용자의 슬롯 요구량을 제한시키는 클리핑을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 인지무선 네트워크에서 만족도 기반으로 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당을 최적화하는 기법에서 공평성에 기반한 자원 할당을 위해 사용하는 만족도 기반 공정함수를 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 만족도 기반의 공정함수는 음성 통신의 경우 요구량 대비 부분적 시간 슬롯 할당이 무의미하므로 데이터 통신 트랙픽에 적용할 수 있다.
도 5를 참고하여 만족도 기반 공정함수를 설계하는 방법은
Figure 112019070148813-pat00041
번째 시간 슬롯 할당 시점에 단말들의 트래픽 중 가장 만족도가 낮은 값(
Figure 112019070148813-pat00042
)에 만족도 기반 함수값을
Figure 112019070148813-pat00043
에 대응시키고, 단말들의 트래픽 중 가장 높은 만족도 값(
Figure 112019070148813-pat00044
)에
Figure 112019070148813-pat00045
를 대응시켜 선형함수를 설계할 수 있다.
결과적으로, 만족도가 높을수록 공정함수 값은 작게 되어 적은 시간 슬롯을 할당 받게 되고, 만족도가 낮을수록 공정함수 값이 커져 많은 시간 슬롯을 할당 받을 수 있게 된다.
도 1의 시간 슬롯 할당 결정부(130)에서는 가중치(
Figure 112019070148813-pat00046
)와 공정함수(
Figure 112019070148813-pat00047
) 곱의 값이 가장 큰 단말에 시간 슬롯을 할당한다. 만약, 특정 단말 트래픽의 만족도가 1이 되면(
Figure 112019070148813-pat00048
) 해당 단말 트래픽에는 더 이상 시간 슬롯 자원의 할당이 이뤄지지 않는다.
두 개 이상의 단말에 대해 단말의 트래픽이 같은
Figure 112019070148813-pat00049
값을 갖게 되면, 시간 슬롯 요구량(
Figure 112019070148813-pat00050
)과 할당된 시간 슬롯 수(a_{u,t,m}^{k} right)의 차이(
Figure 112019070148813-pat00051
)가 최대인 단말의 트래픽을 선택한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 인지무선 네트워크에서 만족도 기반으로 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당을 최적화하는 기법에서 동일한 가중치, 요구 시간 슬롯 수가 다른 경우에 대해 순차적인 시간 슬롯 할당 과정을 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 각 단말의 시간 슬럿 요구량이 (601, 602, 603, 604, 605) 주어지고, (606)에서 할당되지 않은 상태에 대해 만족도(
Figure 112019070148813-pat00052
)와 공정함수(
Figure 112019070148813-pat00053
)가 계산된다.
최대값을 갖는 공정함수가 두 개 이상이므로 도 5에서와 같이 시간 슬롯 요구량(
Figure 112019070148813-pat00054
)과 할당된 시간 슬롯 수(a_{u,t,m}^{k} right)의 차이(
Figure 112019070148813-pat00055
)가 최대인 단말의 트래픽을 선택하게 되고, 따라서 (607)에서 단말 5(605)의 트래픽이 선택된다.
이에 대한 만족도와 공정함수를 (607)에서 모두 계산하고, (606)의 경우처럼 최대값을 갖는 공정함수가 두 개 이상인 것에 대해 동일 과정을 수행하여 단말 4(604)의 트래픽이 선택된다.
이것은 (611)까지 반복되어 수행되며, (611)에서 단말 1(601)의 트래픽이 선택되어 단말 1(601)에 대해 더 이상 선택할 트래픽이 없으면, (612)에서 단말 1을 제외하고 테이블을 다시 갱신하고, (624)까지 동일한 과정들이 반복되어 수행됨으로써 시간 슬롯 자원이 할당된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 인지무선 네트워크에서 만족도 기반으로 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당을 최적화하는 기법에서 동일한 요구 시간 슬롯 수, 다른 가중치의 경우에 대해 순차적인 시간 슬롯 할당 과정을 설명하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 가중치가 다르기 때문에 가중치와 만족도 함수 값을 곱하는 과정이 추가되는데, 그 이후의 일련의 과정들은 동일하다.
각 단말의 요구 슬롯 개수, 가중치에 대해 시간 슬롯이 할당되지 않은 초기 단계에서의 해당 값들을 계산하고(703), 가중치와 만족도 함수의 곱이 큰 단말 1(701)이 선택(704)된다.
이후 (704)에 대한 해당 값들을 계산하여 (705)에서 단말 2(702)의 트래픽이 선택되고 (709)까지 동일한 과정이 반복되어 가중치의 비율(2:1) 만큼 단말 1과 단말 2에 슬롯이 할당(4:2)된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 인지무선 네트워크에서 만족도 기반으로 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당을 최적화하는 기법에서 선취 메커니즘이 발생하는 경우를 설명하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 음성이나 주기적 데이터에 이미 시간 슬롯이
Figure 112019070148813-pat00056
,
Figure 112019070148813-pat00057
, ...,
Figure 112019070148813-pat00058
,
Figure 112019070148813-pat00059
,
Figure 112019070148813-pat00060
,
Figure 112019070148813-pat00061
,
Figure 112019070148813-pat00062
,
Figure 112019070148813-pat00063
에 대해 할당(801)되어 있고, 빈 슬롯이
Figure 112019070148813-pat00064
,
Figure 112019070148813-pat00065
,
Figure 112019070148813-pat00066
로 존재하는 상태에서, 신규 요청 사용자에 의해 새롭게 요청된 시간 슬롯에 대해 빈 슬롯에
Figure 112019070148813-pat00067
,
Figure 112019070148813-pat00068
,
Figure 112019070148813-pat00069
를 할당하고도 추가적인 시간 슬롯을 할당할 여유 자원이 없을 때(802), 전 단계에서 할당된 시간 슬롯 순서
Figure 112019070148813-pat00070
,
Figure 112019070148813-pat00071
,
Figure 112019070148813-pat00072
,
Figure 112019070148813-pat00073
,
Figure 112019070148813-pat00074
에 대해 선취를 위한 최적화 알고리즘이 요구된다.
기존 사용자의 트래픽은 사전 예약되어 주기적으로 할당받던 시간 슬롯을 잃게 되므로 선취에 따른 비용발생에 대한 패널티 값을 정의해 준다.
선취 알고리즘의 동작에 있어 이전에 기 할당된
Figure 112019070148813-pat00075
번째 시간 슬롯을 새로운 단말의 트래픽이 선취를 할 것인가를 결정하기 위해서는 새로운 단말이 포함된 공정함수를 새롭게 계산해야 한다.
따라서, 모든 사용자 트래픽의
Figure 112019070148813-pat00076
번째 시간 슬롯 할당 후의 만족도 공정값(
Figure 112019070148813-pat00077
)을 새로운 단말의 트래픽을 포함하여 재계산한다.
데이터 트래픽은 시간 슬롯 단위로 선취하여 데이터 트래픽에 대한 선취 조건은 아래의 수학식 10으로 설명될 수 있다.
[수학식 10]
Figure 112019070148813-pat00078
상기한 수학식 10에 있어서, 각각의
Figure 112019070148813-pat00079
와
Figure 112019070148813-pat00080
는 이전에 선택된(old) 단말의 트래픽에 대해 새롭게 계산된 가중치 및 만족도 공정 값을 의미하고
Figure 112019070148813-pat00081
와
Figure 112019070148813-pat00082
는 추가된 단말의 트래픽에 대해 새롭게 계산된 가중치 및 만족도 공정 값을 의미한다.
패널티 값을 포함하여 이전에 할당된 시간 슬롯을 갖고 있는 단말보다 새로운 단말의 가중치와 만족도 공정 값이 더 크면 새로운 단말이 해당 시간 슬롯을 선취한다.
음성 트래픽은 전체 할당에 대한 선취가 이뤄지므로 음성의 선취 조건은 아래의 수학식 11로 설명될 수 있다.
[수학식 11]
Figure 112019070148813-pat00083
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 인지무선 네트워크에서 만족도 기반으로 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당을 최적화하는 기법에서 선취 알고리즘의 동작과정을 설명하는 도면이다.
도 9를 참조하면, 할당 가능한 시간 슬롯 수가 6개일 때 단말 1(910)과 단말 2(920)가 존재하는 상황에서 초기 단계 계산으로 출발하여, (902)에서 단말 1(910)에게 슬롯이 할당되고, (903)에서 단말 2(920), (904)에서 단말 1(910), (905)에서 단말 2(920), (906)에서 단말 1(910)에 시간 슬롯이 할당된 후, (907)에서 단말 1(910)에 시간 슬롯이 할당되어야 할 때 단말 3(930)이 등장한다.
그러면 새로운 단말을 포함하여 (906)을 (908)에서 다시 계산하고 단말 3(930)에 대한 값도 (931)에서 계산된다.
그러면 (931)과 (908)의 가중치, 만족도 함수 값의 곱 결과 중 단말 3(930)의 값이 가장 높기 때문에 단말 3의 트래픽이 전에 단말 1이 가져가기로 했던 시간 슬롯을 선취하게 된다.
(907)에서 단말 1의 시간 슬롯을 선취한 뒤에 다음 시간 슬롯의 선취 가능성을 판별하기 위해, 단말 1이 시간슬롯을 가져가도록 판단한 (905)를 새로운 단말을 포함하여 (909)와 (934)에서 해당 값들을 다시 계산한다.
(909)와 (934)의 가중치, 만족도 함수 값의 곱 결과를 비교하여 단말 1(910)의 값이 가장 높기 때문에 단말 3의 시간슬롯 선취는 더 이상 진행되지 않는다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 인지무선 네트워크에서 만족도 기반으로 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당을 최적화하는 기법에서 시간 슬롯 재정렬을 설명하는 도면이다.
도 10을 참조하면, 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 방법에 의해서 순차적인 시간 슬롯 자원 할당이 슬롯별로 모두 이뤄지면(1001), 개별 사용자에 대한 시간 슬롯 별로 모아 그룹핑하여 슬립 모드 동작이나 구현 편이성을 증진시킨다.
단, 이후 프레임의 선취조건 계산을 위해 기 계산된 슬롯 순서별 만족도 기반의 공정 할당 계산값은 테이블에 저장될 수 있다.
한편, 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리 등에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 적어도 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 등이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다. 즉, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술되는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 가중치 결정부
120 : 만족도 기반 공정성 평가부
130 : 시간 슬롯 할당 결정부
132 : 선취 결정부

Claims (11)

  1. 네트워크 내에 존재하는 기존 단말 및 네트워크에 새롭게 진입한 신규 단말을 포함하는 각 단말들의 정보 및 트래픽 정보를 수신받아 가중치를 결정하는 가중치 결정부와,
    상기 각 단말들의 시간 슬롯 요구량 및 기 할당된 시간 슬롯 할당량을 이용하여 만족도 기반으로 설계한 공정함수에 의한 공정함수 값을 생성하는 만족도 기반 공정성 평가부와,
    결정된 상기 가중치와 생성된 상기 공정함수 값을 곱한 값에 기초하여 상기 각 단말에 시간 슬롯 자원을 할당하는 시간 슬롯 할당 결정부를 포함하고,
    상기 공정함수는,
    Figure 112020116749790-pat00094
    번째 시간 슬롯 할당 시점에 상기 각 단말들의 트래픽 중 가장 만족도가 낮은 값(
    Figure 112020116749790-pat00095
    )에 만족도 기반 함수값을
    Figure 112020116749790-pat00096
    에 대응시켜 대응점1을 획득하고, 상기 각 단말들의 트래픽 중 가장 높은 만족도 값(
    Figure 112020116749790-pat00097
    )에
    Figure 112020116749790-pat00098
    를 대응시켜 대응점2를 획득한 후, 상기 대응점1과 상기 대응점2를 연결한 선형함수를 상기 공정함수로서 설계하는
    인지무선 네트워크에서 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가중치 결정부는,
    단말별 우선순위, 전송하고자 하는 트래픽 종류, 트래픽의 전송 형태의 곱으로부터 상기 가중치를 결정하는
    인지무선 네트워크에서 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 만족도 기반 공정성 평가부는,
    상기 각 단말들이 요구하는 요구 데이터 전송률을 프레임 단위 시간 슬롯으로 변환하고, 변환된 상기 프레임 단위 시간 슬롯과 상기 기 할당된 시간 슬롯 할당량과 연산한 만족도 값으로부터 상기 공정함수 값을 계산하는
    인지무선 네트워크에서 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 시간 슬롯 할당 결정부는,
    상기 가중치와 상기 공정함수 값을 곱하여 내림차순으로 정렬한 뒤 상기 시간 슬롯 자원을 할당하는
    인지무선 네트워크에서 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 시간 슬롯 할당 결정부는,
    상기 가중치 및 상기 공정함수 값의 곱에 대해 내림차순으로 최대값을 정렬하고, 신규 단말의 발생에 대해 시간 슬롯 선취를 결정하는 선취 결정부를 더 포함하는
    인지무선 네트워크에서 만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 장치.
  6. 인지무선 네트워크에서 클러스터 헤더가 복수의 단말들에 대한 시간 슬롯 자원을 할당하는 방법으로서,
    네트워크 내에 존재하는 기존 단말 및 네트워크에 새롭게 진입한 신규 단말을 포함하는 각 단말들로부터 단말별 우선순위, 전송하고자 하는 트래픽 종류, 트래픽 전송 형태의 정보를 받아 가중치를 결정하는 단계와,
    상기 각 단말들로부터 수신한 자원 할당 요구량과 기 할당된 자원 할당량을 이용하여 만족도 기반으로 설계한 공정함수를 통해 공정성을 평가하는 단계와,
    결정된 상기 가중치와 상기 공정함수에 의한 공정함수 값을 곱한 값에 기초하여 상기 각 단말들에게 시간 슬롯 자원을 할당하는 단계를 포함하고,
    상기 공정함수는,
    Figure 112020116749790-pat00099
    번째 시간 슬롯 할당 시점에 상기 각 단말들의 트래픽 중 가장 만족도가 낮은 값(
    Figure 112020116749790-pat00100
    )에 만족도 기반 함수값을
    Figure 112020116749790-pat00101
    에 대응시켜 대응점1을 획득하고, 상기 각 단말들의 트래픽 중 가장 높은 만족도 값(
    Figure 112020116749790-pat00102
    )에
    Figure 112020116749790-pat00103
    를 대응시켜 대응점2를 획득한 후, 상기 대응점1과 상기 대응점2를 연결한 선형함수를 상기 공정함수로서 설계하는
    만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    단말별 우선순위, 트래픽 종류에 따른 우선순위, 트래픽 전송 형태에 따른 우선순위들의 곱을 가중치로 결정하는
    만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 평가하는 단계는,
    상기 각 단말들의 트래픽 종류 및 전송 형태별로 요구하는 데이터 전송량을 프레임 단위 시간 슬롯 요구량으로 변환하는 단계와,
    상기 각 단말들의 상기 시간 슬롯 요구량과 상기 기 할당된 시간 슬롯 할당량을 사용하여 만족도를 계산하는 단계와,
    데이터 트래픽에 대하여 계산된 상기 만족도를 사용하여 시간 슬롯 자원 배분에 있어 단말간 공정성을 확보하기 위해 상기 공정함수를 계산하는 단계를 포함하는
    만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 할당하는 단계는,
    상기 각 단말들의 특성과 공정성을 동시에 고려하기 위해 상기 가중치와 상기 공정함수의 곱에 대한 최대값의 내림차순 정렬로 시간 슬롯 자원을 할당하는 단계와,
    상기 신규 단말에 대해 기 할당된 시간 슬롯 자원을 선취하는 지의 여부를 결정하는 단계와,
    상기 시간 슬롯 자원의 최종 할당 이후 각 노드별로 시간 슬롯 자원을 그룹화하는 단계를 포함하는
    만족도 기반의 가중치 공정이 적용된 공정 자원 할당 최적화 방법.
  10. 인지무선 네트워크에서 클러스터 헤더가 복수의 단말들에 대한 시간 슬롯 자원을 할당하는 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서,
    상기 시간 슬롯 자원을 할당하는 방법은,
    네트워크 내에 존재하는 기존 단말 및 네트워크에 새롭게 진입한 신규 단말을 포함하는 각 단말들로부터 단말별 우선순위, 전송하고자 하는 트래픽 종류, 트래픽 전송 형태의 정보를 받아 가중치를 결정하는 단계와,
    상기 각 단말들로부터 수신한 자원 할당 요구량과 기 할당된 자원 할당량을 이용하여 만족도 기반으로 설계한 공정함수를 통해 공정성을 평가하는 단계와,
    결정된 상기 가중치와 상기 공정함수에 의한 공정함수 값을 곱한 값에 기초하여 상기 각 단말들에게 시간 슬롯 자원을 할당하는 단계를 포함하고,
    상기 공정함수는,
    Figure 112020116749790-pat00104
    번째 시간 슬롯 할당 시점에 상기 각 단말들의 트래픽 중 가장 만족도가 낮은 값(
    Figure 112020116749790-pat00105
    )에 만족도 기반 함수값을
    Figure 112020116749790-pat00106
    에 대응시켜 대응점1을 획득하고, 상기 각 단말들의 트래픽 중 가장 높은 만족도 값(
    Figure 112020116749790-pat00107
    )에
    Figure 112020116749790-pat00108
    를 대응시켜 대응점2를 획득한 후, 상기 대응점1과 상기 대응점2를 연결한 선형함수를 상기 공정함수로서 설계하는
    컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  11. 인지무선 네트워크에서 클러스터 헤더가 복수의 단말들에 대한 시간 슬롯 자원을 할당하는 방법을 프로세서가 수행할 수 있도록 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 시간 슬롯 자원을 할당하는 방법은,
    네트워크 내에 존재하는 기존 단말 및 네트워크에 새롭게 진입한 신규 단말을 포함하는 각 단말들로부터 단말별 우선순위, 전송하고자 하는 트래픽 종류, 트래픽 전송 형태의 정보를 받아 가중치를 결정하는 단계와,
    상기 각 단말들로부터 수신한 자원 할당 요구량과 기 할당된 자원 할당량을 이용하여 만족도 기반으로 설계한 공정함수를 통해 공정성을 평가하는 단계와,
    결정된 상기 가중치와 상기 공정함수에 의한 공정함수 값을 곱한 값에 기초하여 상기 각 단말들에게 시간 슬롯 자원을 할당하는 단계를 포함하고,
    상기 공정함수는,
    Figure 112020116749790-pat00109
    번째 시간 슬롯 할당 시점에 상기 각 단말들의 트래픽 중 가장 만족도가 낮은 값(
    Figure 112020116749790-pat00110
    )에 만족도 기반 함수값을
    Figure 112020116749790-pat00111
    에 대응시켜 대응점1을 획득하고, 상기 각 단말들의 트래픽 중 가장 높은 만족도 값(
    Figure 112020116749790-pat00112
    )에
    Figure 112020116749790-pat00113
    를 대응시켜 대응점2를 획득한 후, 상기 대응점1과 상기 대응점2를 연결한 선형함수를 상기 공정함수로서 설계하는
    컴퓨터 프로그램.
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