KR20130078683A

KR20130078683A - Method for improving satisfaction of various user's requiring qos in a multi-users downlink relay network

Info

Publication number: KR20130078683A
Application number: KR1020110147757A
Authority: KR
Inventors: 김성철; 이웅희; 최지원
Original assignee: 서울대학교산학협력단
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2013-07-10
Also published as: KR101305585B1

Abstract

PURPOSE: A satisfaction improving method about user request calling quality on a multiple user downlink relay network is provided to maximize the amount of information transmission by minimizing the amount of interference which a UE (User Equipment) receives. CONSTITUTION: Each UE (500) scans the amount of interference by time slot (S14). Each UE selects a time slot which receives the least interference (S16). The UE requests a service to an RS in the selected time slot. A plurality of the RSs supplies a service in the time slot which is requested by the UE. [Reference numerals] (AA,S10) Frequency allocation; (BB,EE) No; (CC,DD) Yes; (S12) Provide a service; (S14) Scan the amount of interference; (S16) Select a time slot which receives the least interference; (S18) Information request; (S20) Provide the service to the time slot; (S22) The selected time slot is the least interference?; (S24) Arrive in a nash equilibrium state; (S26) S→RS transfer rate < RS→UE transfer rate; (S28) Add a time slot; (S30) All UE is satisfied

Description

Method for improving satisfaction of various user's requiring QoS in a multi-users downlink relay network}

본 발명은 네트워크의 통신품질을 개선하기 위한 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 다중 사용자 다운링크 릴레이(또는 펨토셀) 네트워크에서 게임 이론을 바탕으로 분산적인 방법을 통해 모든 사용자 단말기가 받을 수 있는 정보 전송량을 극대화함과 더불어 QoS에 대한 만족도도 극대화할 수 있는 통신품질 개선방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for improving the communication quality of a network, and more particularly, the amount of information transmission that all user terminals can receive through a distributed method based on game theory in a multi-user downlink relay (or femtocell) network. In addition, the present invention relates to a communication quality improvement method that can maximize the satisfaction with QoS.

협동적인 릴레이 네트워크는 상대적으로 좋은 통신 서비스 품질(

)을 보장한다. 하지만 이는 소스 또는 소스스테이션(Source: S)과 각 릴레이 스테이션(Relay Station: RS), 사용자 단말기(User Equipment: UE)끼리 역할 조정을 하고 정보를 주고받는 데에 높은 신호량 오버헤드가 발생하기 때문에 실질적으로 구현하기가 힘들다. 하지만 게임이론을 사용하여 협동적이 아닌 경쟁적인 구도로 네트워크 구조를 설정하면, 전체 셀의 정보를 필요로 하지 않고 자신이 속한 기지국 셀만의 정보에만 관심을 갖기 때문에 훨씬 간편한 연산이 되고, 이는 전체 셀들을 고려하여 최적화한 결과와 근사한 결과를 가져오기 때문에 게임이론을 사용하여 릴레이 네트워크 문제를 푸는 것이 중요한 문제가 되고 있다.Cooperative relay networks provide a relatively good communication quality of service.

To ensure. However, this is because there is a high amount of signal overhead in coordinating and transmitting information between a source or a source station ( Source: S ), each relay station ( RS ), and a user equipment ( UE ). In practice, it is difficult to implement. However, if the network structure is set up using a competitive theory rather than cooperative competition, it is much simpler to operate because it only cares about the information of the base station cell to which it belongs. It is important to solve the relay network problem using game theory because it brings about optimized results and approximate results.

지금까지의 연구 결과를 살펴보면,

와

들이 각자 갖고 있는 송신전력제한을 가지고 게임을 하는 연구들이 많이 진행되었다. 논문 'A Game-Theoretic Approach for Distributed Power Control in Interference Relay Channels' 에서는 두 셀이 존재하고 각 셀마다

가 한 개씩 존재하며 셀 엣지에 있는 상황을 고려하고 있으며, 인접 셀에 미치는 간섭량과 최종적으로

가 받는 정보 전송량을 게임이론을 통해 풀고 있다. 하지만 한 셀에서의

의 전력과

의 전력의 합이 일정하다는 다소 무리라고 할 수 있는 가정을 하고 있고 시나리오 자체도 굉장히 빈약하다. 또한, 전력 조절을 통하여 얻는 정보 전송량의 이득은 굉장히 적고, 정보 전송량의 조절 범위 또한 턱없이 좁기 때문에 다이나믹하게 변화하는 요구

를 만족시켜 주는 데는 한계가 있다. 또한 전력 조절 게임의 복잡도에 비해 그로 인한 이득은 굉장히 적다.Looking at the results so far,

Wow

Many researches have been conducted to play games with their own transmission power limitations. In the paper 'A Game-Theoretic Approach for Distributed Power Control in Interference Relay Channels', two cells exist and each cell

Are considered one by one and are at the cell edge.

Is solving the amount of information received by the game theory. But in one cell

Power and

The assumption is made that the sum of powers is constant, and the scenario itself is very poor. In addition, the gain of information transmission through power control is very small, and the adjustment range of the information transmission amount is also very narrow.

There is a limit to satisfying. Also, compared to the complexity of power-control games, the benefits are very small.

논문 'Distributed Power Allocation in Multi-User Multi-Channel Cellular Relay Networks'에서는 단일 셀에서 다수의

와

가 존재할 때, 각각의

들이 자신이 담당한

의 높은

보장을 위해서 자신의 전력을 가지고 게임에 참여하게 된다. 위에서 지적한 바와 같이 전력을 가지고 게임을 하기 때문에 복잡도에 비해 그로 인해 얻는 이득은 적게 될 것이다. 또한 논문 'Distributed Power Allocation in Multi-User Multi-Channel Cellular Relay Networks'에서는 사용하고 있는 기존의

의 경우,

의 개수를

개라 한다면, 총

개의 타임 슬롯(time slot) 중에

개의 타임 슬롯 동안

들은 휴지 상태에 있다. 즉, 기존의

방식은 도 1과 같이 한 프레임의

번째 타임 스롯 동안에,

가

개의

에게 순서대로 타임 오쏘고날하게 정보를 전송하고, 그 프레임의 마지막

번째 타임 슬롯에 모든

로부터의 동시적 전송이 활성화된다. 그러므로

번째 서브캐리어에서

의 정보 전송량(UE's capacity)은 다음과 같이 정의된다.
In the paper 'Distributed Power Allocation in Multi-User Multi-Channel Cellular Relay Networks',

Wow

When is present, each

They were in charge of

High

To be assured, you will join the game with your own power. As we pointed out above, we play games with power, so the gains will be less than the complexity. In addition, the paper 'Distributed Power Allocation in Multi-User Multi-Channel Cellular Relay Networks'

In the case of,

The number of

If you say dog

Of time slots

For time slots

Are at rest. That is, the existing

The method is one frame as shown in FIG.

During the first time slot,

end

doggy

Send information in a timely manner to the sequence, and at the end of that frame

All in the first time slot

Simultaneous transmission from is activated. therefore

On the first subcarrier

UE's capacity is defined as follows.

......(1)
......(One)

와

는 각각

번째 서브캐리어를 이용한

와

의 수신 전력이고,

와

는 각각

번째 서브캐리어를 이용한

와

의 통계적으로 독립적인 부가적 백색 가우스 잡음(AWGN) 전력이다.

Wow

Respectively

Using the first subcarrier

Wow

Is the received power of,

Wow

Respectively

Using the first subcarrier

Wow

Is a statistically independent additive white Gaussian noise (AWGN) power.

이 종래의 OFD 방식은 여러 가지 문제점을 가진다. 첫 번째 문제로는, 시간 활용 측면에서 비효율성이 있다는 점이다. 모든

가

개의 전체 타임 슬롯 동안에 활성화되지 못하고, 모든

들이 마지막 타임 슬롯에만 동기적으로 활성화 되는 방식이기 때문이다. This conventional OFD method has various problems. The first problem is that there is inefficiency in terms of time utilization. all

end

Not active during all four time slots,

This is because they are activated synchronously only in the last time slot.

두 번째 문제는 전력 조절 게임의 비효율성이다. 정보 전송량에서 전력은 로그함수 안에 들어있다. 전력 조절 게임을 통해서 낮은 SINR일 때엔 많은 이득을 보지만, 높은 SINR일 때엔, 즉 도 2와 같이 전력을 사용하여 정보 전송량을 늘리는 데엔 한계가 있고, 그 복잡도에 비해 얻어지는 이득은 너무도 적다. The second problem is the inefficiency of power regulation games. In the amount of information transmitted, the power is in the logarithmic function. Power control games benefit a lot at low SINRs, but at high SINRs, that is, there is a limit to increasing the amount of information transfer using power, as shown in Figure 2, and the gains are too small for their complexity.

세 번째 문제는 요구하는

의 변화에 대한 대처에 미흡하다는 점이다. 가장 일반적으로 사용하는 비례적 공평성(Proportional Fairness: PF) 의 경우에도 각

들이 실제로 어떤

를 요구하고 그것을 스케쥴링에 반영하는 연산이 전혀 되어있지 않다. The third problem is asking

It is insufficient to cope with the change. Even in the case of the most commonly used Proportional Fairness ( PF ),

What are they actually

There is no operation to request and reflect it to scheduling.

본 발명자들은 기존의 ODF 기법의 문제점들로부터 다음과 같은 몇 가지 사항들을 착안하게 되었다.The present inventors have come to light the following points from the problems of the existing ODF technique.

첫째, 주파수와 시간 자원을 활용한다면 정보 전송량이 정수배로 늘어나게 되고, 전력을 서브캐리어에 나누어 싣는 복잡하고 구체적인 계산에 비해 훨씬 간단한 연산이 될 것이라는 점이다. 또한 주파수와 시간 자원을 활용하면 정보 전송량의 가능한 크기 조절 범위가 훨씬 넓어져 다이내믹하게 변화하는 요구

를 만족시켜 줄 수 있다.First, if frequency and time resources are used, the amount of information transmission will increase by an integer multiple, and it will be a much simpler operation than the complicated and detailed calculation that divides power into subcarriers. In addition, the use of frequency and time resources allows the dynamic range of information to be scaled far and wide, allowing for dynamic changing needs.

Can satisfy.

둘째, 활용되지 못하여 낭비되고 있는 나머지 타임스롯까지도 즉, 휴지 상태에 있는 시간을 각

들이 '현명한 전략'을 통해 활용한다면 기존의

기법 보다 더 큰 정보 전송량을 갖게 될 것이라는 점이다. 그렇게 되면 한 프레임에 타임 슬롯의 갯수도

에서

로 줄어들어 노말라이즈 팩터도

에서

로 늘어날 수 있을 것이다. Secondly, even the remaining time slots that are not being utilized and wasted,

If they use it through 'wise strategy'

It will have a larger amount of information transfer than the technique. Then the number of time slots per frame

in

As the normalization factor shrinks

in

Could be increased.

끝으로, 요구하는

의 변화에 대한 대처가 미흡한 점을 해결하기 위해, 공평성(fairness)의 개념을

들의 요구하는

충족도로 바꾸어 스케쥴링을 하면 자원 활용이 훨씬 효율적일 것이라는 점이다.Finally, required

To solve the lack of coping with the change of

Required of

Scheduling it with satisfaction will make resource utilization much more efficient.

이러한 착안점들에 입각하여, 본 발명은 기존의

의 시간 활용 측면의 비효율성과 전력 조절 게임의 비효율성을 개선하기 위해, 다중 사용자 다운링크 릴레이 네트워크에서 주파수 자원과 시간 자원을 활용한 완벽하게 분산적인 게임이론을 채용하여 사용자 단말기가 받는 간섭량을 최소화하여 정보 전송량을 극대화할 수 있는 통신품질 개선방법을 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다. Based on these considerations, the present invention

In order to improve the inefficiency of the time utilization aspect and power control game of the multi-user downlink relay network, a completely distributed game theory utilizing frequency resources and time resources is adopted to minimize the amount of interference received by the user terminal. One object of the present invention is to provide a communication quality improvement method that can maximize the amount of information transmission.

본 발명은 또한 복잡도와 정보 전송량 증대의 관점에서 시간 자원을 활용하므로써 파워 자원을 활용할 때보다 더 큰 이득을 이끌어낼 수 있는 통신품질 개선방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a communication quality improvement method that can derive greater gain than when utilizing power resources by utilizing time resources in terms of complexity and information transmission amount.

또한, 본 발명은 주파수 자원을 이용하여 각 사용자들이 요구하는 QoS가 변동할 때 다이내믹하게 대처하여 모든 사용자 단말기가 통신 품질에 만족하는 상태에 처하도록 해줄 수 있는 통신품질 개선방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention is to provide a communication quality improvement method that can use the frequency resources to dynamically respond when the QoS required by each user changes so that all user terminals are satisfied with the communication quality. The purpose.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 무선통신 서비스 영역을 복수의 셀로 구분하고, 각 셀마다 하나의 소스 스테이션(S)과 복수 개의 릴레이스테이션(RS) 그리고 랜덤하게 분포되어 있는 복수 개의 사용자 단말기(UE)가 존재하며, 상기 소스스테이션(S)과 상기 릴레이스테이션(RS)들은 모두 N개(단, N은 2이상의 자연수)의 서브캐리어를 가지며, 상기 소스스테이션(S)은 상기 릴레이스테이션(RS)들을 시분할다중접속[

]방식으로 서비스하고, 각 릴레이스테이션(RS)들은 자신이 갖고 있는 N개의 서브캐리어를 사용하여 자신에게 할당된 사용자 단말기(UE)들에게 직교주파수다중분할접속(

) 방식으로 무선통신 서비스를 제공하는 다중 사용자 다운링크 릴레이 네트워크에서, (1) 상기 소스 스테이션(S)이 상기 릴레이 스테이션(RS)들을 서비스 해주는 동안에, 모든 사용자 단말기(UE)들은 각각 매 타임 슬롯마다 자신이 겪게 되는 간섭량을 스캔하여 자신이 가장 적게 간섭을 받게 될 타임 슬롯을 선택하는 단계; (2) 상기 사용자 단말기(UE)는 선택한 그 타임 슬롯에 자신을 담당하는 릴레이 스테이션(RS)에게 서비스를 요청하는 단계; (3) 상기 복수 개의 릴레이 스테이션(RS)들은 각각 자신이 담당하는 사용자 단말기(UE)들에 대해 그 사용자 단말기(UE)가 요청한 타임 슬롯에서 서비스를 제공하는 단계; 및 (4) 상기 복수 개의 사용자 단말기(UE)들이 모두 다른 타임 슬롯을 선택하여도 간섭량에 있어서 더 이상 지금보다 나은 결과를 가져오지 못하는 상태인 나쉬 평형(Nash Equilibrium) 상태에 도달할 때까지 상기 단계 (1) 내지 상기 단계 (3)을 반복적으로(iteratively) 수행하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 다운링크 릴레이 네트워크에서 급변하는 사용자 요구 통신품질에 대한 만족도 개선방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the wireless communication service area is divided into a plurality of cells, one source station (S) and a plurality of relay stations (RS) and randomly distributed in each cell There are a plurality of user terminals (UE), and the source station (S) and the relay station (RS) both have N subcarriers (where N is a natural number of two or more), and the source station (S) Time division multiple access of the relay stations (RS)

], And each relay station (RS) uses orthogonal frequency multiplexing access to user terminals (UEs) assigned to itself using N subcarriers.

In a multi-user downlink relay network providing a wireless communication service in the following manner, (1) while the source station S serves the relay stations RS, all the user terminals UE are each time slots. Scanning the amount of interference experienced by the user and selecting a time slot in which the interference will be least affected; (2) the user terminal (UE) requesting a service from a relay station (RS) in charge of itself in the selected time slot; (3) each of the plurality of relay stations (RSs) providing a service in a time slot requested by the user terminal (UE) for each user terminal (UE) in charge; And (4) the steps until the Nash Equilibrium state is reached, in which the plurality of user terminals (UEs) all select different time slots and thus no longer produce better results in the amount of interference. Provided are a method for improving satisfaction of rapidly changing user demanded communication quality in a multi-user downlink relay network, characterized by repeatedly performing steps (1) to (3).

상기 사용자 요구 통신품질에 대한 만족도 개선방법은, 상기 서비스를 요청한 사용자 단말기(UE)들은 다른 사용자 단말기(UE)가 자신과 같은 타임 슬롯을 선택하여 서비스를 요청함으로 인해 자신이 선택한 타임 슬롯이 최소 간섭을 일으키는 타임 슬롯이 아닌 것으로 판단되는 경우, 최소 간섭을 유발하는 타임 슬롯을 다시 선택하여 자신을 담당하는 릴레이 스테이션(RS)에게 서비스를 다시 요청하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method for improving the satisfaction with the user-required communication quality is that the user terminals (UEs) requesting the service have minimal interference with the time slots selected by the user terminal (UE) because the other user terminal (UE) selects the same time slot as the service request. If it is determined that the time slot is not causing the delay, the method may further include re-selecting the time slot causing the minimum interference and requesting service from the relay station in charge of itself.

또한, 상기 사용자 요구 통신품질에 대한 만족도 개선방법은, 상기 릴레이스테이션(RS)에서 상기 사용자 단말기(UE)로의 정보 전송량(RS->UE 전송률)이 상기 소스스테이션(S)에서 상기 릴레이스테이션(RS)으로의 정보 전송량(S->RS 전송률) 보다 크지 않으면, 해당 사용자 단말기(UE)는 타임 슬롯을 추가적으로 더 선택하여 자신을 담당하는 릴레이 스테이션(RS)에게 서비스를 요청하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the method for improving the satisfaction with the user request communication quality, the information transmission amount (RS-> UE transmission rate) from the relay station (RS) to the user terminal (UE) is the relay station (RS) from the source station (S) If not greater than the amount of information transmission to S (RS-> RS transmission rate), the user terminal (UE) may further comprise the step of requesting the service to the relay station (RS) in charge of the additional time slot further selected by itself. have.

상기 사용자 요구 통신품질에 대한 만족도 개선방법은 또한, 상기 복수 개의 릴레이스테이션(RS) 각각은 자신이 서비스하고 있는 사용자 단말기(UE)들에 대하여 주파수를 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 릴레이스테이션(RS)이 자신이 담당하는 2 이상의 사용자 단말기(UE)에게 상기 주파수를 할당함에 있어서, 한 가지 방법은, 각 사용자 단말기(UE)의 QoS 요구에 관한 히스토리를 참조하여 QoS의 변동(variation)이 큰 사용자 단말기(UE)에 대해서는 많은 주파수를 할당하고 QoS의 변동(variation) 적은 사용자 단말기(UE)에 대해서는 적은 주파수를 할당하는 것이다. 상기 릴레이스테이션(RS)이 자신이 담당하는 2 이상의 사용자 단말기(UE)에게 상기 주파수를 할당함에 있어서, 다른 한 가지 방법은, 각 사용자 단말기(UE)의 QoS 요구에 관한 히스토리를 참조하여 가장 많은 QoS의 변동을 보여주는 사용자 단말기(

)에게 서브캐리어

을 모두 할당을 하여 시작하고, 자신이 담당하는 사용자 단말기(UE)가 추가될 때마다 그 사용자 단말기(UE)의 QoS 변동 정보를 바탕으로 하여 그 변동의 정도가 큰 순서로 등비수열로 서브캐리어를 할당하는 것이다. 그리고 상기 등비수열로 서브캐리어를 할당할 때 적용되는 등비는 1/2인 것이 바람직하다. The method for improving the satisfaction with the user request communication quality may further include allocating a frequency to each of user equipments (UEs) that the plurality of relay stations (RSs) service. In this case, in the relay station RS allocating the frequency to two or more user terminals UE in charge thereof, one method is to refer to the history of the QoS request of each UE. A large frequency is allocated to a user terminal (UE) having a large variation of, and a small frequency is allocated to a user terminal (UE) having a small variation of QoS. In the relay station RS assigning the frequency to two or more user terminals (UEs) in charge thereof, another method is to refer to the history of the QoS request of each user terminal (UE) with the highest QoS. User terminal showing fluctuations in

) Subcarrier

Start by allocating all the subcarriers, and subcarriers are arranged in the same ratio sequence in the order of the large fluctuations based on the QoS fluctuation information of the UEs each time the UE in charge is added. To assign. In addition, it is preferable that the equal ratio applied when allocating subcarriers to the equal sequence is 1/2.

위와 같은 사용자 요구 통신품질에 대한 만족도 개선방법에 있어서, 특정 사용자 단말기(UE)가 QoS 요구를 올리면, 그 특정 사용자 단말기(UE)에 대한 서비스를 담당하는 릴레이 스테이션(RS)은 자신이 서비스를 담당하는 사용자 단말기(UE)들 중에서 만족상태에 있는 사용자 단말기(UE)의 주파수 양보에 따른 주파수 공백화를 수행하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. In the above method for improving the satisfaction of user demanded communication quality, when a specific user terminal (UE) raises a QoS request, the relay station (RS) in charge of service for the specific user terminal (UE) is in charge of the service. The method may further include performing frequency blanking according to frequency yield of the user terminal UE in a satisfactory state among the user terminals UE.

상기 주파수 공백화는, 한 가지 방법으로서, (a) 상기 릴레이 스테이션(RS)의 서비스에 대해 만족 상태에 있는 사용자 단말기(UE)가 주파수 공백화를 자신을 담당하는 릴레이 스테이션(RS)에게 요청하는 단계; (b) 주파수 공백화를 요청받은 릴레이 스테이션(RS)은 그 요청을 자신을 담당하는 소스 스테이션(S)에게 전달하여 그 소스 스테이션(S)이 해당 서브캐리어를 공백화(nulling) 하고, 그 주파수 공백화를 요청받은 상기 릴레이 스테이션(RS) 또한 상기 해당 서브캐리어를 공백화하는 처리를 하는 단계를 통해 달성될 수 있다. 그리고, 상기 단계 (a)에서 상기 만족 상태에 있는 사용자 단말기(UE)는 자기 자신이 만족 상태를 유지할 수 있는 한도 내에서 상기 주파수 공백화를 요청하는 것이 바람직하다. The frequency blanking is one method, wherein (a) a user terminal (UE) in a satisfied state for the service of the relay station (RS) requests a relay station (RS) in charge of frequency blanking. step; (b) The relay station RS, which has been requested for frequency blanking, forwards the request to the source station S in charge thereof, and the source station S nulling the corresponding subcarrier, and the frequency thereof. The relay station RS, which is requested to be blanked, may also be achieved through a process of blanking the corresponding subcarrier. In the step (a), the user terminal UE in the satisfaction state preferably requests the frequency blanking within the limit in which the user terminal UE can maintain the satisfaction state.

상기 주파수 공백화는, 다른 방법으로서, (i) 상기 릴레이 스테이션(RS)의 서비스에 대해 불만족 상태에 있는 사용자 단말기(UE)가 자신에게 가장 간섭을 많이 주는 서브캐리어와 해당 타임 슬롯에 관한 정보를 자신을 담당하는 릴레이 스테이션(RS)에게 업로드해주는 단계; (ii) 그 릴레이 스테이션(RS)은 그 업로드 받은 정보를 자신을 담당하는 소스 스테이션(S)에게 업로드해 주어 그 소스 스테이션(S)이 그 업로드 받은 그 정보를 토대로 해당 서브캐리어를 공백화(nulling)하고, 그 주파수 공백화를 요청받은 상기 릴레이 스테이션(RS) 또한 상기 해당 서브캐리어를 공백화하는 처리를 하는 단계를 통해 달성될 수 있다. The frequency blanking may alternatively include: (i) information about a subcarrier and a corresponding time slot that a user terminal UE, which is dissatisfied with the service of the relay station RS, interferes most with itself; Uploading to a relay station in charge of itself; (ii) The relay station RS uploads the uploaded information to the source station S in charge thereof, and the source station S nulls the subcarrier based on the uploaded information. In addition, the relay station RS, which has been requested for the frequency blanking, may also be achieved through a process of blanking the corresponding subcarrier.

본 발명에 의하면, 릴레이 네트워크에서 완벽히 분산적으로 운영되는 게임이론에 입각하여 시간 자원과 주파수 자원을 활용하여 사용자 단말기(UE)가 받는 간섭량을 최소화하여 정보 전송량을 극대화할 수 있다. 복잡도와 정보 전송량 증대의 관점에서 시간 자원을 활용함으로써 파워 자원을 활용할 때보다 더 큰 이득을 이끌어낼 수 있다. According to the present invention, it is possible to maximize the amount of information transmission by minimizing the amount of interference received by the user terminal (UE) by utilizing time resources and frequency resources based on game theory that is completely distributed in a relay network. In terms of complexity and increased information transmission, the use of time resources can lead to greater benefits than power resources.

또한,

가 처한 상황에 따라 다수의 타임 슬롯을 선택할 수 있게 하므로써 최적의 정보 전송량을 얻을 수 있고, 이로 인해 셀 전체의

들은 만족 상태에 도달하게 된다.Also,

By selecting a number of time slots according to the situation, an optimal amount of information transmission can be obtained, and thus

They reach a satisfaction state.

나아가, 모든

들이 만족 상태에 도달한 후 불특정

가 자신이 요구하는

를 올리게 될 경우, 이를 유연하게 대처할 수 있는 서브캐리어 할당 및 주파수 공백화 기법을 이용하여 기존에 상용화되던 공평성 개념보다 더 실질적인 공평성 개념을 충족시켜 준다.Furthermore, all

Unspecified after they reach a satisfaction state

To ask yourself

In case of raising, the subcarrier allocation and frequency blanking techniques that can flexibly cope with this are satisfied with the concept of fairness which is more practical than the conventional concept of fairness.

도 1은 종래의 ODF방식으로 게임을 하는 방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 파워와 정보 전송량의 관계를 나타내는 그래프이고,
도 3은 본 발명에 따른 다중 셀 셀룰러 네트워크 시스템 모델이고,
도 4는 발명에 따른 다중 셀 셀룰러 네트워크 시스템 모델을 단일 셀 모델화 한 도면이고,
도 5는

의 RB 행렬이며,
도 6은

번째 서브캐리어에서 이루어지는 한 판의 게임 (제1단계)을 도시하며,
도 7은

번째 서브캐리어에서 이루어지는 한 판의 게임 (제2단계)을 도시하며,
도 8은

번째 서브캐리어에서 이루어지는 한 판의 게임 (제3단계)을 도시하며,
도 9는 임의의

번째 게임을 도시하며,
도 10은 RB 선택의 제1단계를 도시하며,
도 11은 특정 타임 슬롯에 몰려든 복수의

쌍 때문에 간섭량이 늘어나는 상황을 나타낸 도면이며,
도 12는 나쉬 평형(Nash Equilibrium) 상태에 도달하여 게임을 멈출 수 있는 상황을 도시하며,
도 13은 S가 특정 RS에게 서비스할 때 그 특정 RS와 연동되어 있는 UE가 간섭량을 스캔하는 것을 나타낸 도면이며,
도 14는 본 발명이 제시하는 셀 전체 정보 전송량을 최대화 하기 위한 게임의 실행순서를 나타낸 흐름도이며,
도 15는 UE들에게 QoS의 변동이 큰 순서대로 1/2의 등비로 서브캐리어를 할당하는 본 발명의 방법을 나타낸 도면이며,
도 16은 불만족 상태에 있는 UE가 확률적으로 정보 전송량을 증가시킬 수 있는 완벽히 분산적인 RS의 주파수 공백화 기법을 설명하기 위한 도면이며,
도 17은 불만족 상태에 있는 UE가 확률적으로 정보 전송량을 증가시킬 수 있는 완벽히 분산적인 RS의 주파수 공백화 기법의 실행 순서를 나타낸 흐름도이며,
도 18 내지 도 20은 불만족 상태에 있는 UE의 정보 전송량을 확실하게 증가시켜줄 수 있는 주파수 공백화 기법을 설명하기 위한 도면들이며,도 21은 불만족 상태에 있는 UE의 정보 전송량을 확실하게 증가시켜줄 수 있는 주파수 공백화 기법의 실행순서를 나타낸 흐름도이다.1 is a view for explaining a method of playing a game in a conventional ODF method,
2 is a graph showing a relationship between power and information transmission amount;
3 is a multi-cell cellular network system model in accordance with the present invention,
4 is a diagram illustrating a single cell model of a multi-cell cellular network system model according to the present invention;
Figure 5

Is the RB matrix of
6,

Shows a game (first stage) played on the first subcarrier,
Figure 7

Showing a game (second stage) played on the first subcarrier,
Figure 8

Showing a game of the third stage in the first subcarrier,
9 is arbitrary

The first game,
10 shows a first step of RB selection,
11 illustrates a plurality of clusters gathered in a specific time slot.

The diagram shows a situation where the amount of interference increases due to the pair.
12 illustrates a situation where the game can be stopped by reaching the Nash Equilibrium state,
FIG. 13 is a diagram illustrating a UE scanning an interference amount when an S is serving a specific RS and interworking with the specific RS;
14 is a flowchart showing the execution sequence of the game for maximizing the total cell information transmission amount proposed by the present invention.
15 is a diagram illustrating a method of the present invention for allocating subcarriers to UEs at an equal ratio of 1/2 in order of large fluctuations in QoS,
FIG. 16 is a diagram for describing a completely decentralized frequency space blanking scheme of a RS in which a UE in an unsatisfactory state can increase the amount of information transmission.
FIG. 17 is a flowchart illustrating an execution sequence of a completely distributed RS frequency blanking technique in which a UE in an unsatisfactory state may increase the amount of information transmission.
18 to 20 are diagrams for explaining a frequency space scheme that can reliably increase the amount of information transmission of a UE in an unsatisfactory state, and FIG. 21 can reliably increase the amount of information transmission of a UE in an unsatisfactory state. A flowchart showing the execution procedure of the frequency blanking technique.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail with respect to the present invention.

I. 본 발명이 적용될 수 있는 시스템 모델I. System model to which the present invention can be applied

(1)시스템 모델(1) system model

본 발명에서 최종적으로 고려하게 될 시스템 모델(100)은 도 3과 같다. 한 개의 중심 셀(102)이 있고, 그 주위에 인접셀(104) 6개가 존재하게 된다. 각 셀마다 1개의

가 존재하고,

개의

이 존재하고, 7개의 셀에

개의

가 랜덤하게 분포되어 있는 경우를 고려한다.

와

들은 모두

개의 서브캐리어를 갖는다. 무선 이동통신망에서, 소스 또는 소스스테이션 S는 예컨대 하나의 셀을 담당하는 기지국(base station)이고, 릴레이 스테이션 RS는 중계기, 그리고 사용자 단말기 UE는 가입자의 이동통신단말기일 수 있다.The system model 100 to be finally considered in the present invention is shown in FIG. 3. There is one central cell 102, and there are six adjacent cells 104 around it. 1 for each cell

Is present,

doggy

Is present in 7 cells

doggy

Consider the case where is distributed randomly.

Wow

Everyone

Has subcarriers. In a wireless mobile communication network, the source or source station S may be, for example, a base station in charge of one cell, the relay station RS may be a repeater, and the user terminal UE may be a subscriber's mobile communication terminal.

는

들을

방식으로 서비스하고, 각

들은 자신이 갖고 있는

개의 서브캐리어를 사용하여 자신에게 할당된

들을

방식으로 서비스한다.

는

로 동작하여 동시에 송수신을 하지 않는 것을 가정하고,

방식을 사용한다. 그리고 주파수, 시간 자원의 효율성과 문제 해결의 간략화를 위해

링크는 없다고 가정한다.

The

Listen

Service in a way, and every

That they have

Assigned to itself using subcarriers

Listen

Service the way.

The

Suppose you do not send and receive simultaneously at the same time,

Use the method. And to simplify the efficiency of frequency and time resources and solve problems.

Assume there is no link.

(2) 용어의 정의(2) Definition of terms

본 발명의 설명에 사용되는 용어 간섭(Interference), 나쉬 평형(Nash Equilibrium), 분산적 방식(Distributed Manner), 그리고 주파수 공백화(Frequency Nulling)는 다음과 같은 의미를 갖는다.The terms Interference, Nash Equilibrium, Distributed Manner, and Frequency Nulling used in the description of the present invention have the following meanings.

(i) 간섭(Interference): 같은 주파수 대역을 사용하는 다른 링크에 의하여 받게 되는 간섭량.(i) Interference: The amount of interference received by other links using the same frequency band.

(ii) 나쉬 평형(Nash Equilibrium): 사용자 단말기가 다른 선택을 하여도 더 이상 지금보다 나은 결과를 가져오지 않는 상태(ii) Nash Equilibrium: A state in which a user's terminal no longer produces better results than now

(iii) 분산적 방식(Distributed Manner): 중앙집중식 방식(Centralized Manner)과 반대되는 기법으로 중앙에서 연산을 일괄적으로 하는 것이 아니라, 연산을 분산적으로 처리하는 것을 의미한다.(iii) Distributed Manner: This is the opposite of Centralized Manner, which means that the operation is distributed centrally rather than centrally.

(iV) 주파수 공백화(Frequency Nulling): 사용자 단말기를 서비스 해주는 다수의 서브캐리어 중 일부를 공백화(nulling) 하는 기법.
(iV) Frequency Nulling: A technique of nulling some of a plurality of subcarriers serving a user terminal.

(3) 신호 모델(3) signal model

먼저, 기본 게임의 알고리즘을 소개하기 위해 도 3의 다중 셀 환경을 도 4와 같은 단일 셀 환경으로 간략화 해보자.

개의

쌍이 존재하게 된다. 다른 조건은 위에서 가정한 것과 모두 동일하다. First, to introduce the algorithm of the basic game, let's simplify the multi-cell environment of FIG. 3 to a single cell environment as shown in FIG.

doggy

There will be a pair. All other conditions are the same as assumed above.

은 S에서

번째 서브캐리어를 이용하여

번째

로 가는 채널 이득을 의미한다.

In the S

Using the first subcarrier

th

Means channel gain.

{h _{i,j} ^{k}은

번째

에서

번째 서브캐리어를 이용하여

번째

로 가는 채널 이득을 의미한다. 그에 따라,

일 때의 {h _{i,j} ^{k}는

번째

가

번째

에게 주는 간섭 채널 이득이 된다. {h _ {i, j} ^ {k}

th

in

Using the first subcarrier

th

Means channel gain. thereafter,

{H _ {i, j} ^ {k} when

th

end

th

This is the interfering channel gain.

은

에서

번째 서브캐리어를 이용하여

번째

를 서비스 해주는 동안

번째

가 겪는 간섭 채널 이득이다. S에서

들을 서비스 해줄 때

방식을 사용하므로 모든 서브캐리어들을 해당 시간에 해당

에게 모두 사용하고 있기 때문에

와

의 직접적인 링크는 없다고 본다. 따라서

일 때의 {y _{i,j} ^{k}는 모두 0이 된다.

silver

in

Using the first subcarrier

th

While servicing

th

Is the interfering channel gain experienced. In S

When you service them

Method so that all subcarriers can

Because we use all

Wow

I don't think there is a direct link. therefore

When {y _ {i, j} ^ {k} is all zeros.

은

번째

가

번째

를 서비스 해주는 동안

번째

가 받는 간섭 채널 이득을 의미한다. 따라서 이 역시

일 때는 자기 자신에게 주는 간섭 채널 이득을 의미하므로

는 모두 0이 된다.

silver

th

end

th

While servicing

th

Means the interference channel gain received. So this too

Is the interference channel gain given to itself.

Are all zeros.

S의

번째 서브캐리어에 실리는 송신 전력과 i번째

의

번째 서브캐리어에 실리는 송신 전력은 각각

,

이다.

S

Transmit power on the first subcarrier and the i th

of

Transmit power on the first subcarrier

,

to be.

II. 문제 해결을 위한 게임 디자인II. Game design for problem solving

1. 게임

의 전략 (셀 전체 정보 전송량 최대화)
1. Games

Strategy (maximizing cell-wide information transfer)

경쟁적 전력 조절 게임(competitive power allocation game)의 비효율성을 개선하기 위해, 본 발명에서는 게임 자원 자체를 전력에서 시간과 서브캐리어 자원으로 바꾼다. 또한 기존의 ODF의 시간 활용 측면의 비효율성을 고려하여, 기존의 방식처럼 마지막 타임 슬롯에서 동시에 모든 RS가 동기화가 되는 기법이 아닌, 각 RS가 자신이 담당하는 UE를 서비스해줄 시간을 선택한다는 아이디어를 기본으로 한다.In order to improve the inefficiency of competitive power allocation games, the present invention changes the game resources themselves from power to time and subcarrier resources. In addition, considering the inefficiency of the time utilization aspect of the existing ODF, the idea that each RS selects the time to service its own UE, not a technique in which all RSs are synchronized at the same time in the last time slot. Is based on.

본 발명의 구체적인 아이디어를 설명하기에 앞서 자원블록(Resource Block: RB)이라는 개념을 소개한다.

는

번째 서브캐리어와

번째 타임 슬롯에 관한 RB를 나타낸다. 현재의 시스템 모델에서는 도 5에 나와 있는 바와 같이

의 RB 행렬이 형성되고, 게임의 기본 주제는

번째 RS가 자신이 담당하는

번째 UE를 서비스해 줄 때, 마지막 타임 슬롯에서 동시적으로 활성화되는 것이 아니라,

번째 서브캐리어를 활용할 수 있는 타임 슬롯을 결정하여 그 타임 슬롯에 해당하는 RB를 선택하는 것이 된다.
Before describing the specific idea of the present invention, the concept of a resource block (RB) is introduced.

The

With the first subcarrier

RB for the first time slot. In the current system model, as shown in FIG.

RB matrix is formed, the basic theme of the game

RS is responsible for

When servicing the first UE, it is not activated concurrently in the last time slot,

The time slot that can utilize the first subcarrier is determined, and the RB corresponding to the time slot is selected.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------

(문제 1) : maximize

(Issue 1): maximize

subject to

,

......(2)subject to

,

......(2)

------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------- ----------------

은

가

번째 서브캐리어로 인해 서비스 받는 정보의 양이며

에 관한 함수이다.

silver

end

The amount of information serviced by the first subcarrier

Is a function on.

는

가 서비스 받는 총 정보 전달양이다.

는

개의 서브캐리어의 집합이다. The

Is the total amount of information delivered.

The

Is a set of subcarriers.

는

의

번째 게임에서

번째 이터레이션(iteration)에서의

선택 행렬이고, 뒤편에

선택 과정에서 자세히 다룬다.

, 즉

번째

를 제외한 다른

들의

선택 행렬을

로 나타내기로 한다.

The

of

In the first game

At the first iteration

Is the selection matrix,

This is covered in detail during the selection process.

, In other words

th

Other than

field

Selection matrix

It is represented by.

는

번째 게임

에서

를 선택할 수 있는 모든 경우의 수를 나타낸 집합이 된다. 가장 현명한

를 찾는 것이 이 게임의 목적이다.

The

Game

in

It is a set representing the numbers of all cases where can be selected. The wisest

Finding is the purpose of this game.

가

번째 서브캐리어로 인해 서비스 받는 정보의 양

는 다음과 같다.

end

Of information serviced by the first subcarrier

Is as follows.

......(3)

(3)

는

링크에서의

번째 서브캐리어로 인해 전송된 정보가 받는 간섭량이고, 이는

에 대한 함수이다.

The

On the link

Is the amount of interference received by the first subcarrier,

Is a function for.

는

링크에서의

번째 서브캐리어로 인해 전송된 정보가 받는 간섭량이다.

The

On the link

The amount of interference received by the information transmitted due to the first subcarrier.

완벽히 분산적인 상황을 고려하고 있기 때문에

는

가 선택할 수 있는 사항이 아니며, 자신이 조절할 수 있는

만이 게임의 요소가 된다. 모든

가 자신의

를 최소화 하려는 이기적인 철학을 가지고 움직이는 게임이 이루어진다. 정보의 양의 식에 따라 문제 1은 게임

으로 귀결된다. 게임

를 수학적으로 표현하면 아래와 같다.
Because we are considering a completely distributed situation

The

Is not something you can choose.

Only the game becomes an element. all

Own

A moving game takes place with a selfish philosophy to minimize Problem 1 based on the expression of the amount of information

To the end. game

The mathematical expression is as follows.

: minimize

subject to

,

......(4)subject to

,

......(4)

정의 1 :

는 가장 현명한

가 되고, 게임

의

이 된다.Definition 1:

Is the smartest

Become a game

of

.

(

,

)(

,

)

.......(5)

....... (5)

따라서 서브캐리어

개에 해당하는 수만큼의 게임이 완벽히 독립적으로 이루어진다. 시간 축에 비어있는

개의 RB를 가지고

개의

쌍이 경쟁적으로 게임을 하는 구도가 된다.Subcarrier

As many games as dogs are completely independent. Free on time axis

Take RB

doggy

The pair is a competitive game.

아래 정리 1에 의해 게임

는 적어도 하나의

지점을 갖게 된다.
Game by Cleanup 1 below

Is at least one

You have a point.

정리 1 : 게임

는 적어도 하나의

지점을 갖는다.Theorem 1: the game

Is at least one

Has a point.

집합

의

는

개로 유한개이다.set

of

The

Dogs are finite dogs.

집합

는 유클리디안 스페이스의

이다.set

Of the Euclidean space

to be.

가능한 모든

의 집합인

가 유한 집합이기 때문에 (따라서, 동시에

하기 때문에)

를 만족시키는

가 반드시 적어도 한 개는 존재한다.
All possible

Is a set of

Is a finite set (so, at the same time

because)

Satisfying

At least one exists.

가. 게임 개념 소개end. Game concept introduction

링크가 이미 형성되어 있고,

는 송신과 수신을 동시에 수행하는 것은 불가능한

기법을 사용하고 있기 때문에, 도 5에서

에 해당하는 RB는 '' 표시를 해 두었다. 즉, (

)에 해당하는 RB의 '×' 표시는

번째 타임 슬롯이

가

에 서비스하는 타임 슬롯인 관계로

가

에 송신할 수 없음을 의미한다.

는

번째

쌍 (RS->UE)i이

번째 서브캐리어에서

번째 타임 슬롯

을 선택한 것을 의미한다.

The link is already formed,

It is not possible to perform both sending and receiving at the same time.

Since the technique is used, in FIG.

RB for " 'Is marked. In other words, (

) 'S' x 'sign

The first time slot

end

Because it is a time slot for

end

Means it cannot send to.

The

th

Pair (RS-> UE) i is

On the first subcarrier

Th time slot

Means to select.

이하에서 설명하는 게임은 서브캐리어

개에 해당하는 수만큼의 완전히 독립적인 게임들이다.

번째 서브캐리어에서 이루어지는 한 판의 게임을 살펴본다.
The game described below is a subcarrier

There are as many completely independent games as there are dogs.

Let's look at a game in the first subcarrier.

① 주어진 초기 조건에 의해 모든

쌍들이 도 6과 같은 선택을 한다. 도 6의 예로 본다면

쌍,

쌍, 그리고

쌍이 모두

를, 즉

번째 게임에서 3번째

를 선택했다.① all by the given initial conditions

The pairs make the choices shown in FIG. In the example of FIG. 6

pair,

Pair, and

Both pairs

That is,

3rd game

Selected.

② 모든

쌍들은 이기적 철학에 기반하여 자신이 처음에 선택했던 것보다 더 나은

를 찾아서 선택을 변경하게 된다. 도 7에 예시된 경우에 있어서는,

쌍은 현재 선택된

에 만족하여 그

를 유지하는 데 반해,

쌍 과

쌍은 현재 선택된

에 만족하지 못하여 더 나은 다른

로 선택을 변경한다. 이와 같은 작업이 반복하여 이루어진다.② all

Pairs are better than their first choice based on selfish philosophy

Find and change the selection. In the case illustrated in Fig. 7,

Pair is currently selected

Satisfied with that

On the contrary,

Pair and

Pair is currently selected

Not satisfied with other better

To change the selection. This is done repeatedly.

③ 모든

쌍들이 더 이상 다른 선택을 해도 나아질 것이 없는 상황 즉, 나쉬 평형상태(

)에 도달한다. 그렇게 되면 모든

쌍들은 안정된 상황에 봉착하게 되고 게임을 멈추게 된다.
③ all

The situation where the pairs no longer get better when they make different choices, namely Nash equilibrium (

) Then all

The pairs face a stable situation and stop the game.

나. 게임 알고리즘 소개 (The strategy of game)I. The strategy of game

이제, 본 발명이 제안하는 알고리즘을 구체적으로 설명한다. 각

가 가지고 있는

개의 서브캐리어를 할당하는 것도 하나의 이슈가 되므로 각

당 담당하는 가 1개 일 때와, 각

당 담당하는

가 복수 개 일 때로 나누어 살핀다.Now, the algorithm proposed by the present invention will be described in detail. bracket

Has

Allocating 10 subcarriers is also an issue

In charge of When is one, and each

In charge of

Divide into when there are a plurality.

우선, 서브캐리어 할당의 문제를 일단 배제하기 위해 각

당 담당하는

가 1개라고 가정을 한다.First, to rule out the problem of subcarrier allocation,

In charge of

Assume that is 1

각

당 담당하는

가 1개 이므로

개의 모든 서브캐리어를 자신이 담당하는

에게 모두 할당한다. 이번에도 게임 개념 소개에서와 마찬가지로 임의의

번째 게임을 보겠다.
bracket

In charge of

Is 1 because

Own all subcarriers

To all. Again, as in the game concept introduction,

Let's watch the first game.

● 정리 2 :

링크들이 완전히 타임 오쏘고날 할 때, 완벽히 분산적인 상황에서 이상적인 RS 타임 스케줄링이 존재한다.● Theorem 2:

When the links are fully timed, there is an ideal RS time scheduling in a completely distributed situation.

①

가 비는 시간을 활용하여 time scheduling을 하였을 경우 (본 발명의 아이디어의 경우)
①

When time scheduling is performed using time (in the case of the idea of the present invention)

는 서브캐리어

를 사용하는

들이

가

로부터 서브캐리어

를 통하여 서비스 받는 동안 주는 간섭량이다.

가

로부터 서비스 받는 타임 슬롯을 선택한

만이

에게 간섭을 주게 된다. 이는 뒤에 나올

와 차이를 보인다.

Is a subcarrier

Using

Enter

end

From subcarrier

This is the amount of interference given during service.

end

Selected time slot to receive from

Only

It interferes with Which comes later

Seems to make a difference.

는 서브캐리어

를 사용하는

들이

가

로부터 서브캐리어

를 통하여 서비스 받는 동안 주는 간섭량이다.

Is a subcarrier

Using

Enter

end

From subcarrier

This is the amount of interference given during service.

②

가 비는 시간을 활용하지 않고

번째 타임 슬롯에 모든

가 동시에 동기화 되는 경우
②

Without taking advantage of time

All in the first time slot

Are synchronized at the same time

]

는

로, 자신에게 지정된

가 아닌, 다른 모든

들이

에게 미치는 총 간섭량이다.

The

Assigned to myself

Not everything else

Enter

Is the total amount of interference.

③

scheduling 없이 남는 모든 시간에

가

를 서비스하는 경우
③

All the time without scheduling

end

If you service

가 된다.

서비스 시간에 모든

들이 동작하고 있기 때문에 모든

로부터

로 가는 간섭이 발생한다.

.

All in service time

Because they are all working

from

Interference occurs.

는

가 된다.

③번에서의

에서는

이 아닌

로 노말라이즈 해 준다. 그 이유는 ③번에서는

스케쥴링 없이 남는 모든 시간에

가

를 서비스 해주기 때문에

서비스 시간을 제외한 모든 시간을

로 활용한다.

The

.

At ③

In

is not

Will normalize. The reason is that in ③

All the time without scheduling

end

Because it will service

Any time except service hours

To utilize.

①과②의 대소를 비교하면,

이고, ①과 ③의 대소를 비교하면

임을 알 수 있다. Comparing the magnitude of ① and ②,

, And comparing the magnitude of ① and ③

.

정리 2에 의해 모든

들은 자신에 상황에 맞는 현명한

를 선택하여 스케쥴링을 할 이유가 생겼다.All by theorem 2

Wise for their situation

There is a reason for scheduling by selecting.

칸에 해당하는

들은 모두

가 서브캐리어

를 사용하여

를 서비스해주는 것을 의미한다. 즉

는 자신이 서비스 받는

번째 타임 슬롯을 선택할 수 없고 이를 제외한

개의 선택이 가능하다.

쌍은 가장 현명한 선택을 하기 위해

개의 타임 슬롯 동안 자신이 겪는 간섭을 스캔한다. 초기 상태에는

링크만 존재하기 때문에

가

를 서비스 해주는 동안엔

를 제외한 다른 모든

들은 간섭을 받게 된다.

Corresponding to the column

Everyone

Subcarrier

use with

Means to service. In other words

Is being served by

Can not select the first time slot

There are two choices available.

To make the smartest choice

It scans for interference during the time slots. In the initial state

Because only a link exists

end

While servicing

Everything except

They will be interfered with.

번째 게임에서,

에 의해서

가 겪는 간섭량을 벡터로 표시하면 아래와 같다.

In the first game,

By

Represents the amount of interference experienced by the vector as follows.

,

......(6)

,

...... (6)

,

......(7)

,

...... (7)

위의 시스템 모델에서 제시하였듯이,

에서

번째 서브캐리어를 이용하여

를 서비스 해주는 동안

번째

가 겪는 간섭 채널 이득을

로 표시하기로 한다. 전력은 균등하게

등분 하여 각 서브캐리어에 싣게 되므로

로부터

가 받은 수신 전력을

로 나타낸다면,

는

에서

번째 서브캐리어를 이용하여

를 서비스 해주는 동안

가 겪는 간섭량을 나타내고,

는

를 구성성분(element)으로 하는

의 간섭량 벡터를 나타낸다. 마찬가지로,

로부터

가 받는 수신 전력을

로 표시할 때,

는

에서

번째 서브캐리어를 이용하여

를 서비스 해주는 동안

가 겪는 간섭량을 나타내고,

는

의 간섭량 벡터를 나타낸다.As suggested in the system model above,

in

Using the first subcarrier

While servicing

th

The interfering channel gain

. Power is evenly

Is divided into equal parts and loaded on each subcarrier

from

Received power

If expressed as

The

in

Using the first subcarrier

While servicing

Represents the amount of interference that

The

Where is an element

Represents the interference vector. Likewise,

from

Receive power

When displayed as

The

in

Using the first subcarrier

While servicing

Represents the amount of interference that

The

Represents the interference vector.

는 0이다. 즉,

의 경우,

개의 구성성분이 있고,

번째 타임 슬롯에는 자기 자신의

, 즉

가 서비스 받는 시간이기 때문에 역시 간섭이 0이 된다. 마찬가지로

의 경우,

개의 구성성분이 있고,

번째 타임 슬롯에는 자기 자신의

, 즉

가

를 서비스하는 시간인 바

가

를 서비스하는 것은 넌센스이기 때문에 역시 간섭이 0이 된다. 위의 식처럼

가

들을 서비스 해주는 동안에

개의

쌍이 각자 자신이 겪는 간섭을 나타내는 간섭량 벡터

를 갖게 되었고,

들끼리의 간섭량을 나타내는

가 구해진다.

Is zero. In other words,

In the case of,

There are two components,

The first time slot has its own

, In other words

Since is the time to receive service, the interference is zero. Likewise

In the case of,

There are two components,

The first time slot has its own

, In other words

end

Bar is the time to service

end

Since serving N is nonsense, the interference is zero. Like the expression above

end

During the service

doggy

Interference Amount Vectors, Each Pair Indicate The Interference It Owns

I got a

Indicating the amount of interference between the fields

Is obtained.

모든

의

와

를 행으로 덧붙여

행렬로 나타내고, 이를

와

라 하면 다음과 같다.
all

of

Wow

Append to row

Is represented by a matrix

Wow

If it is as follows.

,

......(8)

,

......(8)

각자 가지고 있는 간섭량 정보인,

링크로 인해 발생되는 간섭량 테이블

와

링크로 인해 발생되는 간섭량 테이블

를 토대로 게임을 시작한다.
Which is the amount of interference information

Interference Tables Caused by Links

Wow

Interference Tables Caused by Links

Start the game based on that.

㉠

선택 과정 ㉠

Selection process

는

번째 게임에서

에 의해서

가 겪는 간섭량을 나타낸

들을 각자 초기 패로 가지고 있다. 완벽히 분산적이기 때문에 각

는 자신의

만을 알게 된다.

The

In the first game

By

Represents the amount of interference experienced

Have their own initial hand. Because it's completely decentralized

Own

Only get to know.

여기서 중요한 점은 게임을 하는

쌍은

는 스스로 알 수 있지만,

는 모든

쌍들이 '

선택'을 하기 전까지는 스스로 알지 못한다는 점이다. 그 이유는

는 단지 간섭량을 나타내는 표에 불과하고, 몇 번째

가 몇 번째 타임 슬롯을 선택하느냐가 결정이 되어야

에서 해당하는 값들을 뽑아 낼 수 있기 때문이다. 즉, 각

들이 어떤 타임 슬롯을 선택하느냐에 따라 서로 영향을 미치는 간섭량이 달라지기 때문에

간의 간섭량을 나타내는 새로운 벡터

가 필요하다.The important thing here is to play the game

Pair is

Know for yourself, but

Is all

Pairs

You don't know yourself until you make a choice. The reason is that

Is just a table showing the amount of interference,

Decides which time slot to select

This is because the corresponding values can be extracted from. That is, each

The amount of interference affecting each other depends on which time slot they choose.

A new vector representing the amount of interference between the liver

Is needed.

이를 알아보기 위하여 우선, '

선택' 과정을 살펴보자.To find out, first of all,

Let's look at the selection process.

첫 번째 이터레이션(iteration)에서는

간의 간섭량 정보가 전혀 없으므로(아직 동작하는

가 하나도 없으므로),

만을 가지고 게임을 한다. 모든

쌍이 이기적이고, 분산적으로 움직이기 때문에 자신이 겪는 간섭량 중 가장 적은 간섭량에 해당하는

를 선택하여, 자신을 담당하고 있는

에게

를 업데이트하여 자신이 서비스 받았으면 하는 타임 슬롯을 업데이트 한다. 이는 이 게임에 기본 전략이 된다.
In the first iteration

Since there is no information on the amount of interference between

Does not have any)

Play games with bays. all

Because the pair is selfish and distributed, it is the least amount of interference

Select the person in charge of

to

Update to update the time slot you want to receive. This is the basic strategy for the game.

= {

번째 게임에서,

쌍이 선택한 타임 슬롯}

= {

In the first game,

Pair-selected time slots}

=

......(9) =

(9)

(element '0'을 제외한

값)
(excluding element '0'

value)

이로 인해

선택 행렬이 만들어 진다.
Because of this

The selection matrix is created.

= {

쌍의

선택 행렬}

= {

Pair

Selection matrix}

= {

번째 게임에서,

번째 이터레이션에서,

쌍이 선택한 타임 슬롯}= {

In the first game,

In the first iteration,

Pair-selected time slots}

=

......(10)
=

...... (10)

번째만 1이고 나머지는 모두 0이다. 즉 쌍이 선택한

번째 타임 슬롯에만

가 작동하여

를 서비스 해 준다는 의미로, 나머지 타임 슬롯은 사용하지 않겠다는 의미가 된다.

Only the first is 1 and all others are 0. In other words Pair selected

Only in the first time slot

Is working

This means that the service will be used, and the remaining time slots will not be used.

이 또한 마찬가지로 행으로 덧붙여

선택 행렬

를 만들 수 있다.
This is likewise added to the line

Selection matrix

Can make

......(11)

...... (11)

라는 초기 패를 가지고 모두 자신이 가장 간섭을 덜 받을

를 선택하여 그 타임 슬롯에 자신이 담당하는

를 서비스 해 준다. 모두 같은 전략으로 행동하기 때문에 특정 타임 슬롯을 동시에 선택하는 경우가 생길 수 있다. 예를 들어,

에서

를 서비스 해줄 때,

가 아닌 다른

들에게

가 미치는 간섭량이 현저히 작을 때 다른

들은 모두들

, 즉

번째 타임 슬롯을 선택할 것이다. 이렇게 되었을 시에 모두들 지금 현재 선택이 옳다면 (다른 타임 슬롯을 선택하여도 지금보다 나아질 것이 없다면), 현재 상태에서 멈춰도 된다. 하지만 모두들

번째 타임 슬롯을 선택하였기 때문에, 간섭량이 가장 작은 줄 알았던

번째 타임 슬롯이 오히려 같이 몰려든

쌍 때문에 간섭량이 늘어나는 사태가 발생한다. 도 11은 그 현상을 보여주고 있다.

쌍과

쌍이 동시에 4번째 타임 슬롯을, 즉

=

가 되었다. 간섭량이 가장 적은 것으로 판단하여 동시에 4번째 타임 슬롯에 각각

과

를 서비스 해 주었지만,

은

과 동시에 활성화된

때문에,

는

와 동시에 활성화된

때문에 결과적으로 더 큰 간섭량을 받게 된다.

Have an initial hand called everyone who receives the least interference

Select that he is in charge of that time slot

Will serve you. Because they all behave in the same strategy, you may select certain time slots at the same time. E.g,

in

When serving

Other than

To the guys

When the amount of interference

Everyone

, In other words

Will select the first time slot. When this happens, everyone can now stop at the current state if the current selection is correct (if nothing else gets better). But everyone

Since we selected the first time slot,

If the first time slot is rather crowded together

Due to the pair, the amount of interference increases. 11 shows the phenomenon.

Pair and

The pair simultaneously holds the fourth time slot,

=

Became. Judged to have the least amount of interference,

and

I served you, but

silver

Activated at the same time as

Because of,

The

Activated simultaneously with

As a result, a greater amount of interference is received.

따라서

번째 게임에서의,

번째 이터레이션에서의,

간의 간섭량

는 아래와 같이 정의된다.
therefore

In the first game,

In the first iteration,

Amount of interference between

Is defined as

= {

번째 게임에서의,

번째 이터레이션에서의,

간의 간섭량}

= {

In the first game,

In the first iteration,

Amount of interference between

=

......(12)
=

(12)

또한,

쌍이

번째 게임에서의,

번째 이터레이션에서의,

쌍에 의한 간섭량

는 아래와 같이 정의된다.
Also,

Pair

In the first game,

In the first iteration,

Interference by Pair

Is defined as

= {

의

번째 행} ......(13)

= {

of

Second row} ...... (13)

다음 이터레이션 시에 간섭량들을 다시 스캔할 때,

는 전의 이터레이션에서 선택했던 타임 슬롯보다 더 작게 간섭을 받게 될 타임 슬롯이 존재 하지 않는다면 더 이상 다른 선택을 하지 않고 게임을 멈추게 된다. 하지만 모든

쌍들이 게임을 한 후에 더 작게 간섭을 받게 될 타임 슬롯이 생겨난 것으로 스캔 결과가 나온다면, 그 다음 이터레이션 때에 지금의 결과를 반영한다.When rescanning interferences at the next iteration,

If there is no time slot to be interfered with less than the time slot selected in the previous iteration, the game stops without making another choice. But not all

If the scan results in a time slot where the pairs will be less interfered after playing the game, the next iteration will reflect the current results.

쌍이

번째 이터레이션에서 스캔한 총 간섭량을

이라 정의하자.

Pair

The total amount of interference scanned in the first iteration

Let's define it.

처음 이터레이션에서는

링크에 의한 간섭량만이 존재하므로,
In the first iteration

Since only the amount of interference by the link exists,

......(14)

...... (14)

번째 이터레이션에서는,

링크에 의한 간섭량

정보와 (

)번째 이터레이션에서의

선택 행렬이 고려된다.

In the first iteration,

Interference due to link

Information and (

At the first iteration

The selection matrix is considered.

......(15)
...... (15)

위의 수식 (15)를 바탕으로

번째 게임에서의

쌍의 모든 타임 슬롯 마다의 간섭량이 업데이트 된다. Based on the above formula (15)

In the first game

The amount of interference for every time slot in the pair is updated.

업데이트된 간섭량

을 바탕으로

가 결정된다.
Updated amount of interference

Based on

Is determined.

(

)

(

)

=

......(16)
=

...... (16)

수식 (16)에서 정의한 바와 같이 '*' 번째 원소만 1이고 나머지는 0이다.As defined in equation (16), only the '*' th element is 1 and the rest is 0.

이터레이션이 반복 되다가,

이 되었다면

쌍은 게임을 종료하고 마지막에 선택한

번째 타임 슬롯인

에

가 동작하여

를 서비스해준다.Iteration repeats,

If

Pair ends the game and last selected

Th time slot

on

Is working

Service.

이로 인해 최종적으로

가 서브캐리어

에서 겪는 간섭량이 결정된다.

는 게임이 종료되어

에 도달했을 때의 간섭량 벡터가 된다. 최종

선택 행렬에

를 곱하여 최종적으로 겪게 되는 간섭량을 얻는다.
Because of this,

Subcarrier

The amount of interference experienced at is determined.

The game is over

It becomes the interference vector when it reaches final

To the selection matrix

Multiply by to get the final amount of interference.

......(17)

...... (17)

정리 2:

가 되는 지점, 즉

가 최종적으로 선택하는

는 유일한

지점을 갖게 되고, 나아가

또한

로 수렴한다.Theorem 2:

Is the point at which

Is finally chosen

Is the only

You have a point,

Also

Converge to

선택 행렬을 선택하는 알고리즘을 정리하면 아래와 같다.

The algorithm for selecting a selection matrix is as follows.

● 알고리즘 I: 완벽히 분산적인

선택 (서브캐리어 별로 각각 게임)Algorithm I: fully distributed

Optional (each game by subcarrier)

단계 1.

서비스 기간에

가 겪는 간섭량

를 바탕으로 첫 번째 선택을 한다.

는 자신이 가장 덜 간섭을 받는 타임 슬롯을 선택한다.
Step 1.

In service life

Amount of interference

Make your first choice based on

Selects the time slot it is least interferenceed with.

여기서,

는

쌍이

번째 이터레이션에서 스캔한 총 간섭량이며, 처음 이터레이션에서는

링크에 의한 간섭량만이 존재하므로

이다.
here,

The

Pair

Total amount of interference scanned in the first iteration, for the first iteration

Since only the amount of interference by the link exists

to be.

단계 2. 모든

가 자신이 가장 덜 간섭을 받는 타임 슬롯을 선택하였기 때문에, 간섭량

가 업데이트 되고 새로운 최소값(

)을 찾게 된다.Step 2. All

Amount of interference because the user selected the time slot with the least interference

Is updated and the new minimum value (

).

단계 3.

가 될 때까지 단계 2 반복하고, 조건이 만족되면 게임 종료.Step 3.

Repeat step 2 until it is, and the game ends when the conditions are met.

알고리즘 I를 통하여 모든

들은 서브캐리어

를 통하여 겪는 간섭량을 계산하고, 자신이 가장 적게 간섭을 받게 되는 타임 슬롯을 반복적으로 선택하게 되어 결국엔 모든

들이 자신들에게 최적화된

를 선택하게 되어

를 최소화 하였다.All through algorithm I

Subcarrier

Calculates the amount of interference experienced and then repeatedly selects the time slot that is least interfered with

Optimized for them

To select

Was minimized.

하지만, 이렇게 서브캐리어 별로 게임을 따로 하게 되면

가 모든 간섭량을 서브캐리어 별로 다 올려야 되기 때문에 서브캐리어의 수만큼의 게임

가 독립적으로 운영되어 복잡도가 높다. However, if the game is separated by subcarriers like this

As many games as the number of subcarriers must be raised for every subcarrier

Is independently operated and has high complexity.

모든

가 자신이 겪는 간섭량

을 모든 서브캐리어

마다

에게 업데이트를 하게 된다면, (서브캐리어의 수

게임

의 복잡도

쌍의 수

) 만큼 복잡도가 늘어나게 된다. 따라서 아래와 같은 간략하고 새로운 방법을 제시한다.all

The amount of interference he is experiencing

To all subcarriers

each

If you update to (the number of subcarriers

game

Complexity

Number of pairs

This increases complexity. Therefore, the following simple and new method is suggested.

게임 운영 방법은 위의 알고리즘 I과 정확히 일치한다. 하지만 서브캐리어

개의 모든 정보를 합쳐서

개의 독립적인 게임을 단 한 개의 게임으로 압축한다. 따라서 게임의 기본 정보가 되는

는 아래와 같이

로 바뀌게 된다.
The game operation method is exactly the same as Algorithm I above. But subcarriers

All information together

Compress two independent games into a single game. So the basic information of the game

Is as below

Will change to

......(18)

...... (18)

......(19)

...... (19)

에 의해

는

로 대체된다.

는 아래와 같다.

By

The

Is replaced by.

Are as follows.

......(20)

...... (20)

를 선택하는 게임 운영 방법은 알고리즘 I와 일치하므로 자세한 설명은 생략한다.

Since the game operation method of selecting the same as the algorithm I, a detailed description thereof will be omitted.

= {

쌍이 선택한 타임 슬롯}

= {

Pair-selected time slots}

=

......(21)
=

...... (21)

= {

쌍의

선택 행렬}

= {

Pair

Selection matrix}

= {

번째 이터레이션에서,

쌍이 선택한

}= {

In the first iteration,

Pair selected

}

=

......(22)
=

...... (22)

● 알고리즘 II: 완벽히 분산적인 RB 선택 (서브캐리어 한 개인 것처럼 압축)Algorithm II: Fully distributed RB selection (compresses as if it were a subcarrier)

단계 1.

서비스 기간에

가 겪는 간섭량

를 바탕으로 첫 번째 선택을 한다.

는 자신이 가장 덜 간섭을 받는 타임 슬롯을 선택한다.Step 1.

In service life

Amount of interference

Make your first choice based on

Selects the time slot it is least interferenceed with.

단계 2. 모든

가 업데이트 되고 새로운 최소값(

)을 찾게 된다.Step 2. All

Is updated and the new minimum value (

).

단계 3. Step 3.

가 될 때까지 단계 2 반복하고, 조건이 만족되면 게임 종료.

Repeat step 2 until it is, and the game ends when the conditions are met.

알고리즘 II는 알고리즘 I 와 달리 서브캐리어

마다 독립적인 게임이 운영되는 것이 아니라,

쌍이 매 타임 슬롯마다 겪는 간섭량을 서브캐리어 구분 없이 하나로 보게 되어, 게임 수가

개에서 한 판으로 줄어들게 된다. 따라서 알고리즘 II는 복잡도가 (게임

의 복잡도

쌍의 수

) 에 비례하게 되어 복잡도가 훨씬 줄어들게 된다.
Algorithm II is a subcarrier, unlike Algorithm I

Not every game runs independently,

The amount of interference experienced by each pair of time slots is viewed as one, without subcarrier distinction.

The dog will be reduced to one round. So algorithm II has a complexity (game

Complexity

Number of pairs

) And the complexity is much reduced.

㉡ 정보 전송량 결정결정 Determining Information Transmission

위에서 결정된

를 통하여

가 결정된다.
Determined above

through

Is determined.

......(23)

...... (23)

가 서브캐리어

를 통하여 서비스 받는 정보의 양

는 아래 식과 같이 결정된다.

Subcarrier

The amount of information received through

Is determined by the following equation.

......(24)

...... (24)

여기서,

인 상황이라면,

가 최종 정보의 양이 되기 때문에 별다른 문제가 없다. 하지만

인 상황에서는 최종 정보의 양이

가 되기 때문에 최종 정보의 양을 증가시킬 수 있다. 즉,

인

는 또 다른 타임 슬롯을 추가적으로 선택할 수 있다. 따라서

의 조건에 놓인

는 게임을 더 할 필요가 없게 되고,

인 조건에 놓은

는 사용하지 않은

를 활용하여 추가적인 게임

을 전개한다.here,

If the situation is

Does not matter because it is the amount of final information. However

, The amount of final information

Can increase the amount of final information. In other words,

sign

May additionally select another time slot. therefore

Set on the condition of

You don't have to play any more games,

Set to the condition

Unused

To take advantage of additional games

Deploy.

결국,

인

는

가 될 때 까지 게임

을 반복하게 된다.finally,

sign

The

Games until

Will be repeated.

는

가 되도록 타임 슬롯을 복수 개를 선택할 수 있기 때문에 결론적으로

가 된다. 하지만,

가

개의 타임 슬롯을 모두 선택하였음에도 불구하고

라면,

가 될 것이다.

The

In conclusion, you can select multiple time slots so that

. However,

end

Although all time slots have been selected

Ramen,

.

......(25)

...... (25)

도 14는 게임

를 간략하게 나타낸 순서도이다. 이 순서도를 참조하면서 게임

의 전략에 기반한 셀 전체 정보 전송량을 최대화 하는 방법을 구체적으로 설명한다. 각 RS(400)는 자신이 서비스하고 있는 UE들에 대하여 주파수를 할당한다(S10 단계). 주파수를 할당함에 있어서, 각 UE(500)의 QoS 요구에 관한 히스토리를 기반으로 변동(variation)이 큰 UE에 대해서는 많은 주파수를 할당하고 변화가 적은 UE에 대해서는 적은 주파수를 할당한다. 14 is a game

Is a simplified flowchart. Game while referring to this flowchart

A method of maximizing the total cell information transmission based on the strategy of the present invention will be described in detail. Each RS 400 allocates a frequency to UEs it serves (step S10). In allocating frequencies, many frequencies are allocated to UEs with large variations and less frequencies are allocated for UEs with small variations, based on the history of QoS requirements of each UE 500.

주파수 할당이 완료되고 나면 S(300)는 이제 서비스를 시작한다(S12단계). 모든 RS(400)에게 TDMA 방식을 사용하여 시간적으로 오쏘고날(orthogonal)하게 서비스 한다. S(300)가 RS_i(400)들을 서비스 해주는 동안에 각 UE는 매 타임 슬롯마다 자신이 겪게 되는 간섭량을 스캔한다(S14 단계). 각 UE(500)는 스캔한 간섭량을 바탕으로 하여 자신이 가장 적게 간섭을 받게 될 타임 슬롯을 정하여(S16 단계) 자신을 담당하는 RS(400)에게 정보를 요청한다(S18 단계).이러한 요청을 받은 RS(400)들은 각각 자신이 담당하는 UE에게 그 UE가 요청한 타임 슬롯에 서비스를 제공한다(S20 단계). After the frequency assignment is completed, S300 now starts the service (step S12). All RSs 400 are orthogonal in time using the TDMA scheme. While the S 300 serves the RS _i 400, each UE scans the amount of interference it encounters every time slot (step S14). Each UE 500 determines the time slot that it will receive the least interference based on the amount of interference scanned (step S16) and requests information from the RS 400 in charge of itself (step S18). Each of the received RSs 400 provides a service to a UE in charge of a corresponding time slot requested by the UE (step S20).

하지만 공교롭게도 복수의 UE(500)들이 같은 타임 슬롯을 선택하여 정보제공 서비스 요청을 한 경우(S18 단계)에는 간섭량이 최소 간섭이 되지 않고 오히려 더 늘어날 수 있다. 각 UE(500)는 그러한 상황이 발생하였는지를 체크한다(S22 단계). 선택된 타임 슬롯이 최소 간섭을 일으키는 타임 슬롯이 아닌 경우에는 단계 S16으로 돌아가서 최소 간섭을 유발하는 타임 슬롯을 다시 선택하는 과정을 새로 밟아, 종국에는 모든 UE가 자신이 만족하는 최소 간섭 유발 타임 슬롯을 결정하도록 한다. Unfortunately, when the plurality of UEs 500 select the same time slot and request an information service (step S18), the amount of interference may be increased rather than the minimum interference. Each UE 500 checks whether such a situation has occurred (step S22). If the selected time slot is not the time slot causing the least interference, go back to step S16 and re-select the time slot causing the least interference so that all UEs finally determine the minimum interference causing time slot that they are satisfied with. Do it.

이처럼 선택된 타임 슬롯이 최소 간섭을 일으키는 것으로 단계 S22에서 판단되는 경우, 모든 UE(500)가 만족 상태인 Nash equilibrium 상태에 도달하고(S24 단계), 정보 전송량도 최적에 도달하게 된다(S24 단계)였다. 물론 모든 UE(500)가 만족 상태에 이르지 못했을 수도 있지만, 이 또한 후설할 주파수 공백화(frequency nulling) 기법으로 해결될 수 있음). When it is determined in step S22 that the selected time slot causes the minimum interference, all the UEs 500 reach the Nash equilibrium state that is satisfied (step S24), and the information transmission amount also reaches an optimum level (step S24). . Of course, not all UEs 500 may have reached a satisfied state, but this can also be solved with frequency nulling techniques to be described later).

또한, UE(500)는 RS(400)에서 UE(500)로의 정보 전송량(RS->UE 전송률)이 S(300)에서 RS(400)으로의 정보 전송량(S->RS 전송률) 보다 큰 상황이면(S26 단계), S(300)에서 RS(400)으로의 정보 전송량(S->RS 전송률)

가 최종 정보의 양이 되어 문제가 되지 않아 모든 UE(500)가 만족 상태에 있게 된다(S30 단계). 하지만, 전자가 후자보다 크지 않으면, 즉,

인 경우에는(S26 단계), 최종 정보의 양이

가 되기 때문에 최종 정보의 양을 증가시킬 수 있고, 그 경우 해당 UE(500)는 타임 슬롯을 추가적으로 더 선택하여(S28 단계) 자신을 담당하는 릴레이 스테이션(RS)에게 서비스를 요청하는 절차를 다시 밟는다(S14-S18 단계).
In addition, the UE 500 has a situation in which the amount of information transmission (RS-> UE transmission rate) from the RS 400 to the UE 500 is larger than the amount of information transmission (S-> RS transmission rate) from the S 300 to the RS 400. Back side (step S26), information transmission amount from S 300 to RS 400 (S-> RS transmission rate)

Since the amount of the final information is not a problem, all the UEs 500 are in a satisfied state (step S30). However, if the former is not greater than the latter, i.e.

(Step S26), the amount of final information

Since the amount of the final information can be increased, in this case, the UE 500 further selects a time slot (step S28) and repeats the procedure for requesting service from the relay station (RS) in charge of itself. (Steps S14-S18).

2. 서브캐리어 할당 및 주파수 공백화 기법 게임

(페어니스 만족과

의 요구사항 만족) 2. Subcarrier allocation and frequency blanking techniques game

(Fairy satisfaction department

Meets the requirements of

다음으로, 멀티 유저일 때, 즉

가 담당한

가 다수일 경우, 공정성(fairness)을 만족하면서 각

들이 요구하는

가 변동할 때 이에 대해 유연하게 대처하는 방법을 살펴보자.Next, when you are multiuser, i.e.

In charge of

Is a large number, each satisfying fairness

Required

Let's look at how to flexibly respond to changes in the market.

가 담당한

가 하나일 때는 모든 서브캐리어를

에게 할당시키면 되었지만,

가 담당하는

가 다수가 될 경우엔 현명하게 서브캐리어를 나누어 주고, 또한 그 선택이 다른

가 서비스해주는

들에게 끼치는 영향을 고려하여야 한다.

In charge of

Is one, all subcarriers

I assigned it to,

In charge of

Will divide the subcarriers wisely, and the choice will be different.

Serviced by

Consideration should be given to their effect.

㉠ 서브캐리어 할당㉠ subcarrier allocation

모든

마다

로서 동작을 시작하면서부터 지금까지 제각각 다른 QoS 이력(history)을 갖고 있을 것이다. 어떤

는 요구하는 QoS의 변동이 클 수 있고, 어떤

는 요구하는 QoS의 변동이이 작을 수 있다. 이를 고려하여

의 서브캐리어를 자신이 담당하는 다수의

에게 할당하는 방법을 생각하여 보자.all

each

From start to run, we will have different QoS histories so far. which

May require large fluctuations in QoS, which

The variation in the required QoS can be small. With this in mind

Many of their own subcarriers

Think about how to assign to.

는

번째

가 담당하고 있는

의 개수이다. 따라서,

가 성립한다.

The

th

In charge of

Is the number of. therefore,

Is established.

......(26)

...... (26)

위 수식 (26)에서 구한 QoS 평균을 가지고 QoS 변동

을 구한다.
QoS variation with QoS average obtained from Equation (26) above

.

......(27)

...... (27)

이제 각

마다

를 갖게 되고 자신을 담당하고 있는

에게 자신의

를 올리게 된다.

는 받은

정보들을 취합하고, 이를

라 하면,

가 된다. Now each

each

Who is in charge of themselves

Own

Will raise.

Received

To gather the information,

In other words,

.

가 갖고 있는 서브캐리어

을

번째

커버리지에 속해 있는

개 만큼의

에게 분배한다. 방법은 다음과 같다.

Subcarriers

of

th

In coverage

As many as

Distribute to. The method is as follows.

우선

안의 원소인

중에 큰 순서대로 우선순위를 갖게 된다. 편의를 위해

를 가정한다.first

The element inside

Will take precedence in large order. for your convenience

Assume

가 할당 받는 서브캐리어 수를

라 한다면,

가 성립한다.

를 가정하였으므로,

가 되어 QoS의 변동이 큰

에게 많은 서브캐리어를 할당하게 한다. 단계는 총

단계로 이루어진다.

Number of subcarriers

If you say

Is established.

Since we assume

QoS fluctuations become big

Lets allocate a lot of subcarriers. Step shot

Consists of steps.

가장 많은 QoS의 변동을 보여주는

에게 서브캐리어

을 모두 할당을 하고 시작을 한다.Showing the most variation in QoS

Subcarrier

Assign them all and start.

그 후,

번째

가 추가 될 때마다

를 만족시키면서 서브캐리어를 할당한다. 즉, 각 RS당 담당하는 UE가 추가될 때마다, UE의 QoS 변동 정보를 바탕으로 하여 그 변동의 정도가 큰 순서로 등비수열로 서브캐리어를 할당한다. 이를 수학적으로 표현하면 아래와 같다.
After that,

th

Every time it is added

Allocates subcarriers while satisfying. That is, whenever a UE in charge for each RS is added, the subcarriers are allocated in an equal order in order of increasing degree of variation based on the QoS variation information of the UE. This is expressed mathematically as follows.

● 알고리즘 III: 의 서브캐리어 할당Algorithm III: Subcarrier allocation

.....(28)

..... (28)

알고리즘 III 를 적용하여

들에게 서브캐리어를 할당하면 아래의 수식 (29)처럼 간략화 된 서브캐리어 할당이 나오게 된다.
By applying algorithm III

Assigning a subcarrier to them results in a simplified subcarrier assignment as shown in Equation (29) below.

......(29)

...... (29)

위와 같이 서브캐리어를 할당하여, 요구하는 QoS의 변동이 큰

에게 많은 서브캐리어를 할당하고, 상대적으로 요구하는 QoS의 변동이 작은

에게 적은 서브캐리어를 할당하게 된다. By allocating subcarriers as above,

Allocates many subcarriers to each other and requires relatively little variation in QoS

Will allocate fewer subcarriers.

또한 위 수식(29)와 같은 점화식 형태로 분배를 하게 되면 도 15에서 볼 수 있는 바와 같이 서브캐리어의 인덱스를 모든

마다 맞출 수 있을 것이다. 이는 뒤에서 다룰 주파수 공백화 기법에 매우 크게 기여할 사항이 된다. 또한, 서브캐리어를 알고리즘 III와 같이 배분함으로써, 위의 알고리즘 I와 알고리즘 II의 장점만을 배합하여 게임을 할 수 있게 된다.In addition, when the distribution is performed in the ignition form as shown in Equation (29), as shown in FIG.

You will be able to guess every time. This is a significant contribution to the frequency blanking technique discussed later. In addition, by allocating subcarriers as Algorithm III, the game can be combined with only the advantages of Algorithm I and Algorithm II.

도 15는 등비가 1/2인 경우의 서브캐리어 할당을 도시한다. 이와 같이 서브캐리어의 인덱스를 맞춰 준 후 N/2, N/4, N/8, ...를 새로운 게임의 최소 단위로 삼아 게임을 돌리게 된다. 그렇게 되면 N에 비례하던 복잡도가 log₂N+1에 비례하게 되어 서브캐리어의 개수가 많을수록 더욱 더 실용성이 높아진다.
15 shows subcarrier allocation in the case where the equal ratio is 1/2. After indexing the subcarriers like this, the game is played using N / 2, N / 4, N / 8, ... as the minimum unit of the new game. Then, the complexity proportional to N becomes proportional to log ₂ N + 1, and the greater the number of subcarriers, the more practical it becomes.

● 가장 현명한 게임 구조 (알고리즘 IV)● The smartest game structure (Algorithm IV)

위의 알고리즘 I는 가장 좋은 쓰루풋을 보이며

가 담당하는

가 다수일 때도 사용 가능하지만, 모든 서브캐리어 별로 독립적인 게임을 운영하기 때문에 서브캐리어의 수

만큼 복잡도가 상승하게 된다. 그리고 알고리즘 II는 복잡도가 서브캐리어의 수

과 상관없다는 장점을 갖지만, 알고리즘 I에 비해 쓰루풋이 낮고

가 담당하는

가 다수일때는 적용하기 힘든 단점이 있다.Algorithm I above shows the best throughput

In charge of

Can be used even when there are a large number of subcarriers, but since each game operates an independent game for each subcarrier

As the complexity increases. Algorithm II shows that the complexity is the number of subcarriers

Has the advantage of low throughput and low throughput compared to Algorithm I

In charge of

When there are a large number of disadvantages that are difficult to apply.

알고리즘 IV에서는, 알고리즘 III에서

의 서브캐리어 할당을 기반으로 게임을 운영한다.
In algorithm IV, in algorithm III

Operate the game based on its subcarrier allocation.

......(30)

...... (30)

......(31)

...... (31)

서브캐리어의 집합

을 위와 같은 방법으로 새로운 집합

로 쪼갠다. 모든

마다 자신이 담당하는

에게 서브캐리어를 알고리즘 III 과 같은 방법으로 배분하였기 때문에 위와 같은 새로운 집합

로 게임 운영이 가능하다. 예를 들면,

에는

,

가 있고,

에는

,

가 있다고 가정해 보자.

와

라 가정한다면,Set of subcarriers

New set in the same way as above

Split into all

Every one in charge of

Since we subdivided subcarriers in the same way as Algorithm III,

Game operation is possible. For example,

On

,

There is,

On

,

Suppose there is.

Wow

If we assume

만큼 서브캐리어가 할당될 것이다.

As many subcarriers will be allocated.

매치업 테이블Matchup table 상대자Partner 게임 자원Game resources

vs

위의 매치업 테이블에서 나타낸 것처럼,

와

는

를 가지고 알고리즘 II와 같은 방식으로(모든 서브캐리어 정보를 독립적으로 보지 않고 한데 묶어서 활용) 게임을 운영한다.

의 경우 게임 자원을

만큼 가지고 있기 때문에,

를 가지고 있는

,

를 가지고 있는

,

를 가지고 있는

이렇게 총 3개와 게임을 진행한다.As shown in the matchup table above,

Wow

The

Run the game in the same way as Algorithm II (without seeing all subcarrier information independently).

In case of game resources

Because I have enough

Having

,

Having

,

Having

The game is played with three in total.

알고리즘 IV의 장점은 각

당 최대

개의 다수의

를 커버할 수 있으며, 서브캐리어의 개수

에 비례하던 것을,

에 비례하는 복잡도를 갖도록 함으로서 복잡도 문제를 해결할 수 있고, 알고리즘 II 처럼 모든 서브캐리어를 한데 묶어서 한 번의 게임을 할 때보다 좋은 성능을 보인다는 점이다.
Advantages of Algorithm IV

Per party

Multiple

Can cover the number of subcarriers

Proportional to,

It is possible to solve the complexity problem by having a complexity proportional to, and it shows better performance than when playing a single game by tying all the subcarriers together like Algorithm II.

● 알고리즘 IV: 완벽히 분산적인

선택 (

가 담당하는

가 다수일 때) ● Algorithms IV: of fully distributed

Selection (

In charge of

Is multiple)

1. 알고리즘 III을 통해 서브캐리어 할당 1. Subcarrier Allocation Through Algorithm III

2. 게임 운영의 최소 단위

집합의 원소

내부에서는 알고리즘 II 방법으로 게임을 운영하고 서로 다른

끼리는 알고리즘 I 방법으로 게임을 운영한다.2. Minimum unit of game operation

Set of elements

Internally, we operate the game in an algorithm II way

The game runs on the algorithm I method.

㉡ 주파수 공백화 기법 게임

㉡ frequency blanking technique game

이와 같이, 요구하는 QoS의 변동을 토대로 서브캐리어를 할당을 한 후, 지금 현재의

들의 QoS를 만족시켜주기 위한 알고리즘을 제시한다. 도 15에서 표현하는 바와 같이, 위에 기법대로 서브캐리어를 할당하였다면 각

마다 할당된

들을 서비스 해주는 서브캐리어의 인덱스가 맞아 떨어질 것이다. 위의 게임

을 통하여

에 도달하는 것은 셀 전체의 쓰루풋을 극대화 시키는 것에만 초점이 맞추어져 있기 때문에 각

마다 원하는 데이터 량을 유동적으로 조절해 주는 것은 불가능 하다. 이제 공정성을 맞춰줄 수 있는 주파수 공백화 기법에 대해 살펴보자. 이는 전적으로 이타적인 기법이 된다. In this way, after allocating subcarriers based on the required QoS change,

We present an algorithm for satisfying their QoS. As shown in Fig. 15, if subcarriers have been allocated as described above,

Assigned per

The index of the subcarrier that serves them will be correct. Games above

Through

Since reaching is focused only on maximizing throughput across the cell,

It is not possible to flexibly adjust the amount of data desired every time. Now let's look at a frequency spacing technique that can match fairness. This is entirely altruistic.

: minimize

가 요구하는 QoS를

라 하고, 위의 게임

을 통해 결정된

의 정보 전송량을

라 하자.

QoS required

The game above

Determined through

The amount of information

Let's say.

인 경우는 문제가 되지 않겠지만,

인 경우엔

가 원하는 만큼의 데이터 량을 충족시켜 주지 못하기 때문에 문제가 발생하게 된다. 혹은 셀에 모든

들이 안정된 상태로 수렴한 뒤에, 갑자기

가 큰

를 요구할 때에도 이와 같은 문제가 발생하게 된다. 이를 해결하기 위해 아래와 같은 알고리즘 두 개를 제안한다.

Does not matter, but

If is

The problem occurs because does not satisfy the amount of data desired. Or all in the cell

Suddenly after they converge in a stable state

Great

This problem also occurs when you request. To solve this problem, the following two algorithms are proposed.

첫 번째로, 완벽히 분산적인

의 주파수 공백화 기법

이다.First, completely decentralized

Frequency Spacer Technique

to be.

이는 완벽하게 분산적인 기법으로,

는 기존의 방식처럼 모든 서브캐리어를 사용하여 타임 오쏘고날하게 각

들을 서비스한다. 모든 들도 자신이 담당한

들을 서비스 해 주고

에 도달한 상태이다. 주파수 공백화 기법은 그 다음에 이루어진다.This is a completely decentralized technique

Makes every time timeless by using all subcarriers just like traditional methods

Service them. all Who are in charge of

Service them

You have reached. The frequency blanking technique is then followed.

도 16을 보자.

에 있는

는 요구하는 QoS인

보다 서비스 받고 있는 정보 전송량인

가 큰 단말이다. 이를 편의상 '만족 상태' 라 하자. 반대로

에 있는

는 요구하는 QoS인

보다 서비스 받고 있는 정보 전송량인

가 큰 단말이다. 이를 편의상 '불만족 상태'라 하자. 공백화 기법에서의

쌍들은 베이스 게임과는 반대로 이타적으로 작동하게 된다.
See FIG.

In

Is the QoS required

Is the amount of information transmission

Is a large terminal. This is called 'satisfaction' for convenience. Contrary

In

Is the QoS required

Is the amount of information transmission

Is a large terminal. Let's call it 'unsatisfactory' for convenience. In the blanking technique

The pairs work altruistically as opposed to the base game.

이를 위한 첫 번째 알고리즘이 아래에 정리된 알고리즘 V이다.
The first algorithm for this is Algorithm V, summarized below.

● 알고리즘 V:

의 주파수 공백화 기법 (완벽히 분산적)

● Algorithm V:

Frequency Blanking Techniques for (Fully Distributed)

게임

을 통하여

상태에 도달 한 후,game

Through

After reaching the state,

단계 1:만약 '만족 상태' 라면, Step 1: If 'satisfied'

가 자신을 담당하고 있는

에게 자신이 할당받은 서브캐리어 중 임의의 서브캐리어를 공백화 시킬것을 요청한다.

Is in charge of himself

Asks to empty any subcarriers of its assigned subcarriers.

만약 '불만족 상태'라면,

쌍은 기다린다.If you're dissatisfied,

Pair waits.

단계 2: '만족 상태'에 있는

쌍의 공백화에 의해 '불만족 상태'에 있는

가 (확률적으로) 간섭량을 적게 받게 되고, 이로 인해 정보 전송량이 올라간다.Step 2: In "Satisfaction"

Is in a 'dissatisfaction' state due to whitespace in the pair.

(Probably) receives less interference, which increases the amount of information transmitted.

단계 3: 모든

가 '만족 상태'가 될 때 까지 단계1,2 를 반복한다. Step 3: all

Repeat steps 1 and 2 until is satisfied.

도 17은 알고리즘 V에 따라 주파수 공백화를 수행하여 UE의 QoS 요구의 변화에 대처하는 방법을 도시하는 흐름도이다. 모든 UE들이 RS의 서비스에 대하여 만족 상태에 있다가 적어도 어느 하나의 UE가 QoS 요구가 높아져 불만족 상태로 바뀌는 경우를 고려한다. FIG. 17 is a flowchart illustrating a method of coping with a change in QoS request of a UE by performing frequency blanking according to algorithm V. FIG. Consider a case where all UEs are satisfied with a service of an RS and at least one UE becomes unsatisfactory due to a high QoS request.

이 경우, 먼저 만족 상태에 있는 UE(500)가 주파수 공백화(nulling)을 자신을 담당하는 RS(400)에게 요청한다(S50 단계). 다만 주파수 공백화를 요청하는 UE는 자기 자신이 만족 상태를 유지할 수 있는 한도 내에서 요청한다. 그 주파수 공백화를 요청한 UE(500)는 공백화 처리가 될 때까지 기다리고(S52 단계), 그 요청을 받은 RS(400)는 S(300)에게 이를 전달한다(S54 단계). S(300)는 RS(400)에 대해 주파수 공백화 요청을 받은 해당 서브캐리어를 공백화되도록 처리하고(S56 단계), 그 RS(400) 역시 UE(500)에 대하여 해당 서브캐리어에 대하여 주파수 공백화 처리를 수행한다(S58 단계). In this case, the UE 500 in a satisfied state first requests the RS 400 in charge of frequency nulling (S50). However, the UE requesting frequency blanking requests it to the extent that it can maintain its own satisfaction state. The UE 500 requesting the frequency blanking waits until the blanking process is performed (step S52), and the RS 400 receiving the request transfers it to the S300 (step S54). S 300 processes the corresponding subcarrier that has received the frequency blanking request with respect to RS 400 to be blanked (step S56), and the RS 400 is also frequency blanked with respect to the corresponding subcarrier with respect to UE 500. The sum processing is performed (step S58).

이처럼 만족상태에 있는 UE의 양보에 의해 간섭량이 줄어들게 되어 결국 불만족 상태에 있는 UE도 만족 상태로 가게 된다(도 18 참조).As a result, the amount of interference is reduced by the concession of the UE in the satisfied state, so that the UE in the unsatisfactory state also becomes satisfied (see FIG. 18).

위의 알고리즘 V는 완벽하게 분산적이라는 장점이 있지만, '불만족 상태'에 놓인

의 정보 전송량이 '확률적으로' 증가한다는 단점이 있다. 즉, 불만족 상태에 있는 UE에게 직접적으로 혜택이 주어지는 것은 다분히 확률적이다. 왜냐하면

가

를 위하여 공백화를 한 서브캐리어

가 정작 불만족 상태에 있는

에게 큰 간섭을 주지 않았던 서브캐리어일수도 있고, 심지어는 애초부터

에게 할당되지 않았던 서브캐리어일 수도 있기 때문이다. 도 17은 이러한 상황을 도시한 것이다.Algorithm V above has the advantage of being completely decentralized, but in a 'dissatisfied state'

Has the disadvantage of increasing the probability of information transmission. In other words, it is quite probabilistic that benefits are directly provided to UEs in dissatisfaction. because

end

Subcarrier blanked for

In dissatisfaction

It could be a subcarrier that didn't interfere with it.

It may be a subcarrier that has not been assigned to. 17 illustrates this situation.

따라서 '불만족 상태'에 놓인

의 정보 전송량을 확실하게 증가시켜 줄 수 있는 방안이 필요하다. 이 방안을 아래 알고리즘 VI로 제시한다.
Therefore, they are in a state of dissatisfaction

There is a need for a method that can reliably increase the amount of information transmission. This solution is presented as algorithm VI below.

● 알고리즘 VI:

의 주파수 공백화 기법 (하이브리드)

● Algorithm VI:

Frequency Spacer Technique (Hybrid)

게임

을 통하여

상태에 도달 한 후,game

Through

After reaching the state,

단계 1. '불만족 상태'에 놓인

는 자신이 '불만족 상태'에 놓였다는 사실과 자신을 가장 크게 괴롭히고 있는

's

(

는 게임 을 통해 찾은 타임 슬롯을 의미하고,

는 해당

에서 가장 큰 간섭을 주는 서브캐리어를 의미함.)를 자신을 담당하고 있는

에게 업로드한다.Step 1. Placed in "Dissatisfied"

Are the ones who are bothering you the most,

's

(

Games Means the time slot found through

Is that

Means the most intrusive subcarrier in the

Upload to.

단계 2.

는 스스로

에 해당하는 자원을 공백화 하고, 모든

에게

를 보내준다.Step 2.

Do it yourself

Blank the corresponding resource, and

to

Send it.

단계 3. 모든

는

자원을 사용하고 있는

가 '불만족 상태'라면 그대로 두고, '만족 상태' 라면 공백화를 시행한다.Step 3. All

The

Using resources

Is left as if it is 'unsatisfied' and blanked if it is 'satisfied'.

단계 4. 모든

가 '만족 상태'가 될 때 까지 단계 1,2,3 을 반복한다. Step 4. All

Repeat steps 1, 2 and 3 until is satisfied.

도 21은 알고리즘 VI에 따라 주파수 공백화를 수행하여 UE의 QoS 요구의 변화에 대처하는 방법을 도시하는 흐름도이다. 위의 알고리즘 V와 마찬가지로 모든 UE들이 RS의 서비스에 대하여 만족 상태에 있다가 적어도 어느 하나의 UE가 QoS 요구가 높아져 불만족 상태로 바뀐 경우를 고려한다. 21 is a flowchart illustrating a method of coping with a change in QoS request of a UE by performing frequency blanking according to Algorithm VI. Like Algorithm V above, the case where all UEs are satisfied with the service of the RS and at least one UE becomes unsatisfactory due to a high QoS request is considered.

먼저, 불만족 상태에 있는 UE(500)가 자신에게 가장 간섭을 많이 주는 서브캐리어와 해당 타임 슬롯을 자신을 담당하는 RS(400)에게 업로드 한다(S70 단계). 그러면 그 RS(400)는 그 정보를 다시 S(300)에게 업로드 한다(S72 단계). S(300)가 해당 정보를 토대로 RS(400)에 대해 해당 서브캐리어 자원의 공백화를 수행한다(S74 단계). 계속해서 RS(400)가 해당 정보를 토대로 UE(500)에 대하여 해당 서브캐리어 자원의 공백화를 수행한다(S76 단계). 이를 통해, 불만족 상태에 있는 UE가 좀 더 확실한 확률로 만족상태에 도달하게 된다(S78 단계).First, the UE 500 in an unsatisfactory state uploads the subcarrier and the corresponding time slot which have the most interference to the self to the RS 400 in charge (S70). The RS 400 then uploads the information back to S 300 (step S72). S300 performs a blanking of the corresponding subcarrier resource for RS 400 based on the information (step S74). Subsequently, the RS 400 performs blanking of the corresponding subcarrier resource with respect to the UE 500 based on the information (step S76). Through this, the UE in an unsatisfactory state reaches a satisfied state with a more certain probability (step S78).

주파수 공백화 기법

의 경우,

의 입장에서 보았을 때, 해당 서브캐리어를 해당 타임 슬롯에 사용할 지 사용하지 않을지를 결정하는

의 문제이기 때문에 굉장히 간단한 연산이 된다. 더구나 필요한 정보를

가 직접 계산하는 것이 아니고, 단지

는

정보 전달 역할만 하기 때문에 더더욱 간단한 연산이 된다. 또한,

에서도 '불만족 상태'의

들의

를 공백화 해주는 것은 공평성충족에 더욱 결정적으로 기여한다. 알고리즘 VI의 경우, '불만족 상태'에 놓은

의 정보 전송량을 확실하게 올려 주기 때문에 아주 적은 양의 피드백 정보를 가지고 좋은 효과를 보는 효율적인 방법이다.Frequency Blanking Technique

In the case of,

From the standpoint of, we decide whether or not to use that subcarrier for that time slot.

This is a very simple operation. Moreover, the necessary information

Is not a direct calculation, just

The

It's a simpler operation because it only serves to convey information. Also,

Even in 'unsatisfied'

field

Whitening contributes more decisively to meeting equity. For Algorithm VIs, we put it in the 'Unsatisfied' state.

Because it raises the amount of information transmitted, it is an efficient way to have a good effect with a small amount of feedback information.

이상에서 설명한 본 발명의 방법은 S(300)용 프로그램, RS(400)용 프로그램 및 UE(500)용 프로그램으로 각각 만들어져 각각 해당 장비에 설치되어 실행됨으로써 구현될 수 있다. 당해 기술분야의 기술자라면 위에서 한 설명을 토대로 각 장비별 프로그램의 기능이 어떠해야 하는지는 충분히 이해할 수 있을 것이다. S(300), RS(400, UE(500)은 해당 프로그램을 실행할 수 있는 무선통신장치, 컴퓨팅 장치, 데이터 저장장치 등을 기본적으로 갖추어야 함은 물론이다. 이들 장치의 하드웨어 구성이나 본 발명에 의한 프로그램 실행 이외의 사항에 관한 작동방식은 이미 공지된 기술이고 본 발명의 아이디어와는 직접적인 관련이 없으므로 그에 관한 설명은 생략한다.The method of the present invention described above may be implemented by being made of a program for the S 300, a program for the RS 400, and a program for the UE 500, respectively, installed and executed in the corresponding equipment. Those skilled in the art will be able to fully understand the function of the program for each device based on the above description. S (300), RS (400), UE (500) should be basically equipped with a wireless communication device, a computing device, a data storage device that can execute the program, etc. Of course, the hardware configuration of these devices and the present invention Operational methods for matters other than program execution are already known techniques and are not directly related to the idea of the present invention, and thus description thereof is omitted.

300: 소스 스테이션
400: 릴레이 스테이션
500: 사용자 단말기300: source station
400: relay station
500: user terminal

Claims

The wireless communication service area is divided into a plurality of cells, and each cell includes one source station S, a plurality of relay stations RS, and a plurality of user terminals UE that are randomly distributed. S) and the relay stations (RSs) both have N subcarriers (where N is a natural number of two or more), and the source station (S) is time-division multiplexed with the relay stations (RS).

In a multi-user downlink relay network that provides wireless communication service
(1) While the source station S serves the relay stations RS, all the user terminals UE scan the amount of interference they are experiencing in each time slot, respectively, and the time that they will be least interfered with. Selecting a slot;
(2) the user terminal (UE) requesting a service from a relay station (RS) in charge of itself in the selected time slot;
(3) each of the plurality of relay stations (RSs) providing a service in a time slot requested by the user terminal (UE) for each user terminal (UE) in charge;
(4) the above steps until the Nash Equilibrium state is reached in which the plurality of user terminals (UEs) all select different time slots, which no longer produce better results in terms of interference. 1) to step (3) iteratively (itratically) performing a method for improving satisfaction with rapidly changing user demand communication quality in a multi-user downlink relay network.

The UE of claim 1, wherein the UEs requesting the service are not time slots in which the time slot selected by the UE selects the same time slot as the UE and requests the service. If it is determined that the step of re-selecting the time slot that causes the least interference, and further requesting the service to the relay station (RS) in charge of the user who is changing rapidly in the multi-user downlink relay network, characterized in that How to improve satisfaction with required communication quality.

The information transmission amount (S-> UE transmission rate) from the relay station (RS) to the user terminal (UE) is the information transmission amount (S−) from the source station (S) to the relay station (RS). If not greater than the (RS transmission rate), the user terminal (UE) further selects a time slot further comprises the step of requesting the service to the relay station (RS) in charge of the multi-user downlink relay, characterized in that How to improve satisfaction with rapidly changing user demanded communication quality in the network.

The method of claim 1, wherein each of the plurality of relay stations (RS) further comprises the step of allocating a frequency to the user terminal (UE) that is serving itself in the multi-user downlink relay network How to improve satisfaction with user demanded communication quality.

The method of claim 4, wherein the relay station (RS) allocates the frequency to two or more user terminals (UEs) in charge of the relay station, and changes the QoS by referring to a history of QoS requests of each user terminal (UE). Rapidly changing users in a multi-user downlink relay network, characterized by allocating more frequencies for a large user terminal (UE) and less frequencies for a user terminal (UE) with less variation in QoS. How to improve satisfaction with required communication quality.

5. The method of claim 4, wherein the relay station (RS) allocates the frequency to two or more user terminals (UEs) in charge of the relay station (RS), by referring to a history of QoS requests of each user terminal (UE). User terminal showing fluctuations in

) Subcarrier

Start by allocating all the subcarriers, and subcarriers are arranged in the same ratio sequence in the order of the large fluctuations based on the QoS fluctuation information of the UEs each time the UE in charge is added. A method of improving satisfaction for rapidly changing user demanded communication quality in a multi-user downlink relay network, characterized by allocating.

7. The method of claim 6, wherein the equal ratio applied when allocating subcarriers to the equal sequence is 1/2.

8. The UE according to claim 1, wherein when a specific user terminal (UE) issues a QoS request, the relay station (RS) in charge of service for the specific user terminal (UE) is responsible for the user terminal in charge of the service. Improving the frequency gap according to the frequency yield of the UE in the satisfaction state among the UEs, the satisfaction of the rapidly changing user demand communication quality in the multi-user downlink relay network, characterized in that Way.

10. The method of claim 8, wherein the frequency blanking is performed by (a) a user terminal UE that is satisfied with a service of the relay station RS, requesting a relay station RS in charge of frequency blanking. Making; (b) The relay station RS, which has been requested for frequency blanking, forwards the request to the source station S in charge thereof, and the source station S nulling the corresponding subcarrier, and the frequency thereof. In the multi-user downlink relay network, the relay station (RS), which is requested to be blanked, is also achieved by performing a process of blanking the corresponding subcarrier. .

10. The multi-user downlink of claim 9, wherein in the step (a), the user terminal UE in the satisfied state requests the frequency blanking within a limit in which it can maintain the satisfied state. How to improve satisfaction on rapidly changing user demanded communication quality in relay network.

9. The method of claim 8, wherein the frequency blanking comprises: (i) a subcarrier and a corresponding time slot in which a user terminal UE, which is dissatisfied with the service of the relay station RS, most interferes with itself. Uploading information to the relay station in charge of itself; (ii) The relay station RS uploads the uploaded information to the source station S in charge thereof, and the source station S nulls the subcarrier based on the uploaded information. In the multi-user downlink relay network, the relay station (RS), which has been requested to frequency blanking, also performs the process of blanking the corresponding subcarrier. How to improve your satisfaction with.