KR20230146416A - Method of scheduling resource block, and electronic device performing the method - Google Patents
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Abstract
리소스 블록의 스케쥴링 방법 및 상기 방법을 수행하는 전자 장치가 개시된다. 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 프로세서 및 상기 프로세서와 전기적으로 연결되고, 상기 프로세서에 의해 실행될 수 있는 명령어를 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 명령어가 실행될 때, 복수의 단말에 관한 CQI 지수(channel quality information index)에 기초하여, 상기 복수의 단말에 리소스 블록이 할당될 때의 예상 전송률(achievable rate)을 획득하고, 상기 예상 전송률을 학습된 신경망 모델에 입력하여, 상기 복수의 단말에 대하여 상기 리소스 블록을 할당하기 위한 스케줄을 출력하고, 상기 신경망 모델은, 상기 복수의 단말에 관한 학습 CQI 지수를 수집하고, 상기 학습 CQI 지수에 기초하여, 상기 복수의 단말에 상기 리소스 블록이 할당될 때의 학습 예상 전송률을 획득하고, 입력된 상기 학습 예상 전송률을 이용하여, 상기 복수의 단말에 대한 합 전송률이 최대가 되고, 상기 복수의 단말에 대한 공정성 지수가 설정된 공정성(fairness) 조건을 만족하는 상기 스케쥴을 출력하도록 학습될 수 있다.A method for scheduling resource blocks and an electronic device that performs the method are disclosed. An electronic device according to various embodiments includes a processor and a memory electrically connected to the processor and storing instructions that can be executed by the processor, and the processor, when the instruction is executed, sends a message to a plurality of terminals. Based on the CQI index (channel quality information index), an expected transmission rate (achievable rate) when a resource block is allocated to the plurality of terminals is obtained, and the expected transmission rate is input into a learned neural network model, and the plurality of terminals are assigned an achievable rate. A schedule for allocating the resource block to a terminal is output, and the neural network model collects learning CQI indices for the plurality of terminals, and based on the learning CQI index, the resource block is provided to the plurality of terminals. Obtain the learning expected data rate when allocated, and use the input expected learning data rate to maximize the total data rate for the plurality of terminals, and establish a fairness condition in which the fairness index for the plurality of terminals is set. It can be learned to output the schedule that satisfies it.
Description
다양한 실시예들에 따른 리소스 블록의 스케줄링 방법, 및 상기 방법을 수행하는 전자 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a method for scheduling resource blocks according to various embodiments, and an electronic device that performs the method.
한정된 시간-주파수 자원을 사용자 단말(UE)에 분배하기 위해, 다양한 방식으로 UE에 대하여 리소스 블록(RB, resource block)을 스케줄링 한다. 기지국과 사용자들간의 채널 환경 및 요구하는 사항들에 대한 데이터를 바탕으로 한정된 리소스 블록을 사용자에게 할당하도록 스케줄링을 수행한다.In order to distribute limited time-frequency resources to user equipment (UE), resource blocks (RB) are scheduled for the UE in various ways. Scheduling is performed to allocate limited resource blocks to users based on data about the channel environment and requirements between the base station and users.
네트워크에서 리소스 블록을 효율적으로 스케줄링을 하지 못할 경우 저 지연 서비스를 요구하는 UE에 큰 지연시간이 발생할 수도 있고, 고 용량 통신을 요구하는 사용자의 QoS (quality of service)를 맞출 수 없는 등 전체 네트워크의 통신 퀄리티가 떨어질 수 있다.If the network fails to schedule resource blocks efficiently, large delays may occur for UEs requiring low-latency services, and the quality of service (QoS) of users requiring high-capacity communication may not be met, leading to problems in the entire network. Communication quality may deteriorate.
리소스 블록을 할당하는 방법으로, Round Robin (RR), Best-CQI, PF 등이 있다. RR 스케줄링 방식은 모든 사용자에 대해 주기적으로 RB를 할당하여 동일한 통신 자원을 할당하는 방식으로, 모든 사용자에 대해 공평한 자원 할당을 보장한다. Methods for allocating resource blocks include Round Robin (RR), Best-CQI, and PF. The RR scheduling method allocates the same communication resources by periodically allocating RBs to all users, ensuring fair resource allocation for all users.
Best-CQI 스케줄링 방식은 각각의 RB에 따라 사용자로부터 전달받은 CQI(channel quality information)를 바탕으로 채널이 가장 좋은 사용자에게 RB를 할당하는 방식이다. 이 방식으로 스케줄링 하는 경우 가장 좋은 채널 환경을 가진 사용자가 항상 우선 순위를 가지고 스케줄링 되므로 전체 네트워크에 대해 높은 성능을 얻을 수 있다. The Best-CQI scheduling method allocates RBs to users with the best channels based on CQI (channel quality information) received from users for each RB. When scheduling in this way, users with the best channel environment are always scheduled with priority, so high performance can be achieved for the entire network.
PF 스케줄링은 전체 네트워크의 성능과 개별 사용자의 성능의 trade-off를 고려하여 성능이 떨어지는 사용자가 없도록 RB를 할당하는 기법이다.PF scheduling is a technique to allocate RBs so that no user has poor performance by considering the trade-off between the performance of the entire network and the performance of individual users.
고정된 알고리즘 방식으로 리소스 블록을 사용자 단말에 대하여 스케줄링 하는 경우, 급변하는 채널 및 네트워크 상황에서 적절하게 자원을 할당하지 못하고, 상황에 적절히 대응하지 못할 수 있다.If resource blocks are scheduled for user terminals using a fixed algorithm, resources may not be properly allocated and resources may not be properly responded to in rapidly changing channel and network situations.
RR, Best CQI, PF 방식에 따라 자원을 할당하는 경우, 사용자들에 대하여 공정성(fairness)를 만족하나, 각 사용자 및 전체 네트워크의 성능이 낮게 형성되거나, 또는 각 사용자 및 전체 네트워크 성능이 높게 형성되나, 공정성을 만족하지 못하거나, 또는 고정된 파라미터 값으로 인하여 급변하는 채널 환경 및 네트워크 환경에 즉시 대응하기 어려울 수 있다.When allocating resources according to the RR, Best CQI, and PF methods, fairness is satisfied for users, but the performance of each user and the entire network is low, or the performance of each user and the entire network is high. , it may not satisfy fairness, or it may be difficult to immediately respond to rapidly changing channel and network environments due to fixed parameter values.
다양한 실시예들에 따르면, 전체 시스템 전송률이 높고, 각 사용자들에 대한 공정성을 만족하도록 각각의 사용자 단말에 대하여 리소스 블록을 할당하는 스케줄링 방법 및 상기 방법을 수행하는 전자 장치를 제공할 수 있다.According to various embodiments, a scheduling method for allocating resource blocks to each user terminal so that the overall system transmission rate is high and fairness for each user is satisfied, and an electronic device that performs the method, can be provided.
다양한 실시예들에 따르면, 네트워크 환경 또는 채널 환경과 같은 다양한 환경 변화를 고려하여 리소스 블록을 사용자 단말들에 할당할 수 있는 스케줄링 방법 및 상기 방법을 수행하는 전자 장치를 제공할 수 있다.According to various embodiments, a scheduling method that can allocate resource blocks to user terminals in consideration of various environmental changes such as network environment or channel environment and an electronic device that performs the method can be provided.
다양한 실시예들에 따르면, 인공 신경망(ANN, artificial neural network)를 기반으로 환경 변화를 고려하여 리소스 블록을 할당하고, 공정성을 만족하면서 동시에 시스템 전송률을 높일 수 있는 스케줄링 방법 및 상기 방법을 수행하는 전자 장치, 신경망 모델 학습 방법을 제공할 수 있다.According to various embodiments, a scheduling method that allocates resource blocks based on an artificial neural network (ANN) in consideration of environmental changes and can increase system transmission rate while satisfying fairness, and an electronic device that performs the method, Devices and neural network model learning methods can be provided.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 프로세서 및 상기 프로세서와 전기적으로 연결되고, 상기 프로세서에 의해 실행될 수 있는 명령어를 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 명령어가 실행될 때, 복수의 단말에 관한 CQI 지수(channel quality information index)에 기초하여, 상기 복수의 단말에 리소스 블록이 할당될 때의 예상 전송률(achievable rate)을 획득하고, 상기 예상 전송률을 학습된 신경망 모델에 입력하여, 상기 복수의 단말에 대하여 상기 리소스 블록을 할당하기 위한 스케줄을 출력하고, 상기 신경망 모델은, 상기 복수의 단말에 관한 학습 CQI 지수를 수집하고, 상기 학습 CQI 지수에 기초하여, 상기 복수의 단말에 상기 리소스 블록이 할당될 때의 학습 예상 전송률을 획득하고, 입력된 상기 학습 예상 전송률을 이용하여, 상기 복수의 단말에 대한 합 전송률이 최대가 되고, 상기 복수의 단말에 대한 공정성 지수가 설정된 공정성(fairness) 조건을 만족하는 상기 스케쥴을 출력하도록 학습될 수 있다.An electronic device according to various embodiments includes a processor and a memory electrically connected to the processor and storing an instruction that can be executed by the processor, and the processor, when the instruction is executed, relates to a plurality of terminals. Based on the CQI index (channel quality information index), the expected transmission rate (achievable rate) when a resource block is allocated to the plurality of terminals is obtained, and the expected transmission rate is input into the learned neural network model, and the plurality of terminals Outputs a schedule for allocating the resource block, and the neural network model collects learning CQI indices for the plurality of terminals, and allocates the resource block to the plurality of terminals based on the learning CQI index. Obtain the learning expected data rate when the expected learning data rate is input, and use the input expected learning data rate to maximize the total data rate for the plurality of terminals, and satisfy the fairness condition set by the fairness index for the plurality of terminals. It can be learned to output the schedule.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 프로세서 및 상기 프로세서와 전기적으로 연결되고, 상기 프로세서에 의해 실행될 수 있는 명령어를 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 명령어가 실행될 때, 복수의 단말에 관한 CQI 지수(channel quality information index)에 기초하여, 상기 복수의 단말 각각의 평균 전송률, 전송률 및 상기 복수의 단말에 대한 평균 공정성 지수(fairness index)를 포함하는 현재 상태를 획득하고, DQN(deep Q-network)의 학습 방식에 따라 학습된 신경망 모델을 이용하여, 상기 현재 상태에 따라 상기 복수의 단말에 대하여 상기 리소스 블록을 할당하기 위한 액션을 결정하고, 상기 신경망 모델은, 상기 현재 상태에서 리워드를 최대화하는 상기 액션을 출력하도록 학습되고, 상기 리워드는, 상기 복수의 단말에 대하여 상기 리소스 블록을 할당하기 위하여 설정된 제한 조건에 따른 리워드 함수에 기초하여 결정될 수 있다.An electronic device according to various embodiments includes a processor and a memory electrically connected to the processor and storing an instruction that can be executed by the processor, and the processor, when the instruction is executed, relates to a plurality of terminals. Based on the CQI index (channel quality information index), obtain the current state including the average transmission rate of each of the plurality of terminals, the transmission rate, and the average fairness index for the plurality of terminals, and DQN (deep Q- Using a neural network model learned according to a learning method of (network), an action for allocating the resource block to the plurality of terminals according to the current state is determined, and the neural network model maximizes the reward in the current state. It is learned to output the action, and the reward can be determined based on a reward function according to constraints set for allocating the resource block to the plurality of terminals.
다양한 실시예들에 따른 스케쥴링 방법은, 복수의 단말에 관한 CQI 지수(channel quality information index)에 기초하여, 상기 복수의 단말 각각의 평균 전송률, 전송률 및 상기 복수의 단말에 대한 평균 공정성 지수(fairness index)를 포함하는 현재 상태를 획득하는 동작 및 DQN(deep Q-network)의 학습 방식에 따라 학습된 신경망 모델을 이용하여, 상기 현재 상태에 따라 상기 복수의 단말에 대하여 상기 리소스 블록을 할당하기 위한 액션을 결정하는 동작을 포함하고, 상기 신경망 모델은, 상기 현재 상태에서 리워드를 최대화하는 상기 액션을 출력하도록 학습되고, 상기 리워드는, 상기 복수의 단말에 대하여 상기 리소스 블록을 할당하기 위하여 설정된 제한 조건에 따른 리워드 함수에 기초하여 결정될 수 있다. The scheduling method according to various embodiments is based on a CQI index (channel quality information index) for a plurality of terminals, an average transmission rate for each of the plurality of terminals, a transmission rate, and an average fairness index for the plurality of terminals. ) and an action for allocating the resource blocks to the plurality of terminals according to the current state using a neural network model learned according to the learning method of DQN (deep Q-network). Including an operation of determining, wherein the neural network model is learned to output the action that maximizes the reward in the current state, and the reward is determined according to a constraint condition set for allocating the resource block to the plurality of terminals. It can be determined based on the reward function according to the reward function.
다양한 실시예들에 따른 신경망 모델 학습 방법은 복수의 단말에 대하여 설정된 시간 동안 리소스 블록을 할당하여, 현재 상태, 액션, 리워드 및 다음 상태를 포함하는 학습 데이터를 수집하는 동작, 신경망 모델에 입력된 학습 데이터에 따라, Q 밸류를 결정하는 동작 및 상기 Q 밸류에 기초하여 계산된 손실을 이용하여, 상기 현재 상태에서 상기 리워드를 최대화하는 상기 액션을 출력하도록 상기 신경망 모델을 학습시키는 동작을 포함하고, 상기 리워드는, 상기 복수의 단말에 대하여 상기 리소스 블록을 할당하기 위하여 설정된 제한 조건에 따른 리워드 함수에 기초하여 결정될 수 있다.A neural network model learning method according to various embodiments includes the operation of allocating resource blocks for a set time to a plurality of terminals and collecting learning data including the current state, action, reward, and next state, and learning input to the neural network model. An operation of determining a Q value according to data and an operation of training the neural network model to output the action that maximizes the reward in the current state using a loss calculated based on the Q value, The reward may be determined based on a reward function according to constraints set for allocating the resource block to the plurality of terminals.
다양한 실시예들에 따르면, 스케줄링 방법 및 상기 방법을 수행하는 전자 장치를 제공함으로써, 지도 학습 기반 스케줄링 기법을 통해, 미리 구해진 높은 복잡도 알고리즘의 최적 해를 학습하여, 실행 복잡도는 크게 낮추며, 효율적인 스케줄링을 할 수 있다. 또한, 비지도 학습 기반 스케줄링 기법을 통해, 학습 데이터를 모으는 과정 없이 주어진 제약조건을 학습하여 UE에게 RB를 효과적으로 스케줄링 할 수 있다.According to various embodiments, by providing a scheduling method and an electronic device for performing the method, the optimal solution of a pre-obtained high-complexity algorithm is learned through a supervised learning-based scheduling technique, thereby significantly lowering execution complexity and enabling efficient scheduling. can do. In addition, through an unsupervised learning-based scheduling technique, RBs can be effectively scheduled to the UE by learning given constraints without the process of collecting learning data.
다양한 실시예들에 따르면, 스케줄링 방법 및 상기 방법을 수행하는 전자 장치를 제공하여, 강화 학습 기반 알고리즘(예: DQN, DDQN)을 통해 시간에 따라 변화하는 CQI index를 활용하여 여러 제약 조건을 만족하면서 평균 전송률을 최대화하는 스케줄링이 가능하다. 기존 Best-CQI, RR 알고리즘에서는 반영할 수 없는 제약조건을 만족하며 스케줄링이 가능하며 특히 주어진 fairness를 만족하며 스케줄링 메트릭을 향상시킬 수 있다According to various embodiments, a scheduling method and an electronic device for performing the method are provided, utilizing a CQI index that changes over time through a reinforcement learning-based algorithm (e.g., DQN, DDQN) while satisfying several constraints. Scheduling that maximizes the average transmission rate is possible. Scheduling is possible by satisfying constraints that cannot be reflected in existing Best-CQI and RR algorithms, and in particular, scheduling metrics can be improved by satisfying given fairness.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치가 스케쥴을 출력하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치가 수행하는 스케쥴링 방법의 동작을 나타낸 도면이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 학습 장치가 지도 학습 방법을 기반으로 신경망 모델을 학습시키는 동작을 나타낸 도면이다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 학습 장치가 비지도 학습 방법을 기반으로 신경망 모델을 학습시키는 방법이다.
도 6는 다양한 실시예들에 따른 학습 장치가 수행하는 지도 학습 기반의 신경망 모델 학습 방법을 나타낸 도면이다.
도 7는 다양한 실시예들에 따른 학습 장치가 수행하는 비지도 학습 기반의 신경망 모델 학습 방법을 나타낸 도면이다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 지도 학습 기반으로 학습되는 신경망 모델의 네트워크 구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른 비지도 학습 기반으로 학습되는 신경망 모델의 네트워크 구조를 나타낸 도면이다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 비지도 학습 기반으로 학습되는 신경망 모델의 활성화 함수(activation function)을 나타낸 도면이다.
도 11은 다양한 실시예들에 따라 학습된 신경망 모델을 이용한 전자 장치의 성능을 나타낸 도면이다.
도 12는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치가 액션을 출력하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 13은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치가 수행하는 스케쥴링 방법의 동작을 나타낸 도면이다.
도 14는 다양한 실시예들에 따른 학습 장치가 신경망 모델을 학습시키는 동작을 나타낸 도면이다.
도 15는 다양한 실시예들에 따른 학습 장치가 수행하는 신경망 모델의 학습 방법의 동작을 나타낸 도면이다.
도 16은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치가 복수의 단말 또는 리소스 블록을 서브 그룹으로 분할하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 17은 다양한 실시예들에 따라 학습된 신경망 모델의 성능을 나타낸 도면이다.1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments.
FIG. 2 is a diagram illustrating an operation of an electronic device outputting a schedule according to various embodiments.
FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of a scheduling method performed by an electronic device according to various embodiments.
Figure 4 is a diagram showing an operation of a learning device according to various embodiments to learn a neural network model based on a supervised learning method.
Figure 5 shows a method in which a learning device according to various embodiments trains a neural network model based on an unsupervised learning method.
FIG. 6 is a diagram illustrating a supervised learning-based neural network model learning method performed by a learning device according to various embodiments.
FIG. 7 is a diagram illustrating a method of learning a neural network model based on unsupervised learning performed by a learning device according to various embodiments.
Figure 8 is a diagram showing the network structure of a neural network model learned based on supervised learning according to various embodiments.
Figure 9 is a diagram showing the network structure of a neural network model learned based on unsupervised learning according to various embodiments.
Figure 10 is a diagram showing an activation function of a neural network model learned based on unsupervised learning according to various embodiments.
Figure 11 is a diagram showing the performance of an electronic device using a neural network model learned according to various embodiments.
FIG. 12 is a diagram illustrating an operation of an electronic device outputting an action according to various embodiments.
FIG. 13 is a diagram illustrating the operation of a scheduling method performed by an electronic device according to various embodiments.
Figure 14 is a diagram showing an operation of a learning device training a neural network model according to various embodiments.
FIG. 15 is a diagram illustrating the operation of a neural network model learning method performed by a learning device according to various embodiments.
FIG. 16 is a diagram illustrating an operation in which an electronic device divides a plurality of terminals or resource blocks into subgroups according to various embodiments.
Figure 17 is a diagram showing the performance of a neural network model learned according to various embodiments.
이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings. In the description with reference to the accompanying drawings, identical components will be assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나 와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.1 is a block diagram of an electronic device 101 in a
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.The processor 120, for example, executes software (e.g., program 140) to operate at least one other component (e.g., hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can be controlled and various data processing or calculations can be performed. According to one embodiment, as at least part of data processing or computation, the processor 120 stores commands or data received from another component (e.g., sensor module 176 or communication module 190) in volatile memory 132. The commands or data stored in the volatile memory 132 can be processed, and the resulting data can be stored in the non-volatile memory 134. According to one embodiment, the processor 120 includes a main processor 121 (e.g., a central processing unit or an application processor) or an auxiliary processor 123 that can operate independently or together (e.g., a graphics processing unit, a neural network processing unit ( It may include a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor). For example, if the electronic device 101 includes a main processor 121 and a secondary processor 123, the secondary processor 123 may be set to use lower power than the main processor 121 or be specialized for a designated function. You can. The auxiliary processor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as part of it.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다. The auxiliary processor 123 may, for example, act on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (e.g., sleep) state, or while the main processor 121 is in an active (e.g., application execution) state. ), together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (e.g., the display module 160, the sensor module 176, or the communication module 190) At least some of the functions or states related to can be controlled. According to one embodiment, co-processor 123 (e.g., image signal processor or communication processor) may be implemented as part of another functionally related component (e.g., camera module 180 or communication module 190). there is. According to one embodiment, the auxiliary processor 123 (eg, neural network processing unit) may include a hardware structure specialized for processing artificial intelligence models. Artificial intelligence models can be created through machine learning. For example, such learning may be performed in the electronic device 101 itself on which the artificial intelligence model is performed, or may be performed through a separate server (e.g., server 108). Learning algorithms may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but It is not limited. An artificial intelligence model may include multiple artificial neural network layers. Artificial neural networks include deep neural network (DNN), convolutional neural network (CNN), recurrent neural network (RNN), restricted boltzmann machine (RBM), belief deep network (DBN), bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the examples described above. In addition to hardware structures, artificial intelligence models may additionally or alternatively include software structures.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다. The memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 or the sensor module 176) of the electronic device 101. Data may include, for example, input data or output data for software (e.g., program 140) and instructions related thereto. Memory 130 may include volatile memory 132 or non-volatile memory 134.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다. The program 140 may be stored as software in the memory 130 and may include, for example, an operating system 142, middleware 144, or application 146.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다. The input module 150 may receive commands or data to be used in a component of the electronic device 101 (e.g., the processor 120) from outside the electronic device 101 (e.g., a user). The input module 150 may include, for example, a microphone, mouse, keyboard, keys (eg, buttons), or digital pen (eg, stylus pen).
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.The sound output module 155 may output sound signals to the outside of the electronic device 101. The sound output module 155 may include, for example, a speaker or a receiver. Speakers can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback. The receiver can be used to receive incoming calls. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다. The display module 160 can visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user). The display module 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector, and a control circuit for controlling the device. According to one embodiment, the display module 160 may include a touch sensor configured to detect a touch, or a pressure sensor configured to measure the intensity of force generated by the touch.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.The audio module 170 can convert sound into an electrical signal or, conversely, convert an electrical signal into sound. According to one embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device (e.g., directly or wirelessly connected to the electronic device 101). Sound may be output through the electronic device 102 (e.g., speaker or headphone).
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다. The sensor module 176 detects the operating state (e.g., power or temperature) of the electronic device 101 or the external environmental state (e.g., user state) and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do. According to one embodiment, the sensor module 176 includes, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.The
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.The connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102). According to one embodiment, the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.The haptic module 179 can convert electrical signals into mechanical stimulation (e.g., vibration or movement) or electrical stimulation that the user can perceive through tactile or kinesthetic senses. According to one embodiment, the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.The camera module 180 can capture still images and moving images. According to one embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.The power management module 188 can manage power supplied to the electronic device 101. According to one embodiment, the power management module 188 may be implemented as at least a part of, for example, a power management integrated circuit (PMIC).
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.The battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101. According to one embodiment, the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다. Communication module 190 is configured to provide a direct (e.g., wired) communication channel or wireless communication channel between electronic device 101 and an external electronic device (e.g., electronic device 102,
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.The wireless communication module 192 may support 5G networks after 4G networks and next-generation communication technologies, for example, NR access technology (new radio access technology). NR access technology provides high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low latency). -latency communications)) can be supported. The wireless communication module 192 may support high frequency bands (eg, mmWave bands), for example, to achieve high data rates. The wireless communication module 192 uses various technologies to secure performance in high frequency bands, for example, beamforming, massive array multiple-input and multiple-output (MIMO), and full-dimensional multiplexing. It can support technologies such as input/output (FD-MIMO: full dimensional MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna. The wireless communication module 192 may support various requirements specified in the electronic device 101, an external electronic device (e.g., electronic device 104), or a network system (e.g., second network 199). According to one embodiment, the wireless communication module 192 supports Peak data rate (e.g., 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (e.g., 164 dB or less) for realizing mmTC, or U-plane latency (e.g., 164 dB or less) for realizing URLLC. Example: Downlink (DL) and uplink (UL) each of 0.5 ms or less, or
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다. The antenna module 197 may transmit or receive signals or power to or from the outside (eg, an external electronic device). According to one embodiment, the antenna module 197 may include an antenna including a radiator made of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB). According to one embodiment, the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is connected to the plurality of antennas by, for example, the communication module 190. can be selected Signals or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the at least one selected antenna. According to some embodiments, in addition to the radiator, other components (eg, radio frequency integrated circuit (RFIC)) may be additionally formed as part of the antenna module 197.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.According to various embodiments, the antenna module 197 may form a mmWave antenna module. According to one embodiment, a mmWave antenna module includes: a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (e.g., bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (e.g., mmWave band); And a plurality of antennas (e.g., array antennas) disposed on or adjacent to the second side (e.g., top or side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals in the designated high frequency band. can do.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.At least some of the components are connected to each other through a communication method between peripheral devices (e.g., bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)) and signal ( (e.g. commands or data) can be exchanged with each other.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다. According to one embodiment, commands or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external
도 2는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(200)가 스케쥴을 출력하는 동작을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating an operation of the
도 2를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 프로세서(220)(예: 도 1의 프로세서(120))는 복수의 단말에 관한 CQI 지수(channel quality information index)를 수신할 수 있다. 일례로, 전자 장치(200)는 복수의 단말 각각의 거리를 식별할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
일례로, 전자 장치(200)의 프로세서(220)는 복수의 단말에 리소스 블록(RB)이 할당될 때의 예상 전송률(achievable rate)을 획득할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(200)는 CQI 지수와 MCS(modulation coding scheme)에 따른 스펙트럼 효율성(spectral efficiency)을 바탕으로, 각 사용자와 리소스 블록에 따른 예상 전송률을 계산할 수 있다. 예를 들어, 스펙트럼 효율성(또는 대역폭 효율성)은 통신 시스템에서 주어진 대역폭을 통해 전송할 수 있는 전송률을 의미할 수 있다.For example, the
일례로, 전자 장치(200)의 프로세서(220)는 CQI 지수 및 MCS에 따라 스펙트럼 효율성을 계산할 수 있다. 전자 장치는 스펙트럼 효율성을 기초로, 복수의 단말 각각에 리소스 블록이 할당될 때의 예상 전송률을 계산할 수 있다.For example, the
일례로, 전자 장치(200)의 프로세서(220)는 예상 전송률을 학습된 신경망 모델(210)에 입력하여, 복수의 단말에 대하여 리소스 블록을 할당하기 위한 스케쥴을 출력할 수 있다. 일례로, 전자 장치(200)는 출력된 스케쥴에 따라 리소스 블록을 복수의 단말에 할당할 수 있고, 복수의 단말은 할당된 리소스 블록에 따라 통신을 수행할 수 있다.For example, the
예를 들어, 신경망 모델(210)은 입력된 학습 예상 전송률을 이용하여, 스케쥴을 출력하도록 학습될 수 있다. 예를 들어, 신경망 모델(210)은 복수의 단말에 대한 합 전송률이 최대가 되고, 복수의 단말에 대한 공정성 지수가 설정된 공정성(fairness) 조건을 만족하는 스케쥴을 출력하도록 학습될 수 있다.For example, the
예를 들어, 전자 장치(200)의 프로세서(220)는 학습된 신경망 모델(210)을 이용하여 스케쥴을 출력하므로, 출력된 스케쥴은 복수의 단말에 대한 합 전송률이 최대가 되고, 설정된 공정성 조건을 만족할 수 있다. 전자 장치는 출력된 스케쥴에 따라 리소스 블록을 복수의 단말에 대하여 할당하여, 시스템 전송률을 높이면서, 동시에 공정성 조건을 만족하도록 리소스 블록을 할당할 수 있다.For example, the
도 3은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(200))가 수행하는 스케쥴링 방법의 동작을 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of a scheduling method performed by an electronic device (e.g., the
도 3을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(200)는 동작 305에서 복수의 단말에 관한 CQI 지수에 기초하여, 예상 전송률을 획득할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(200)의 프로세서(예: 도 2의 프로세서(220))는 CQI 지수, MCS에 따른 스펙트럼 효율성을 바탕으로 각 단말과 리소스 블록에 따른 예상 전송률을 계산할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
일례로, 전자 장치(200)는 동작 310에서 예상 전송률을 학습된 신경망 모델(예: 도 2의 신경망 모델(210))에 입력하여, 복수의 단말에 대하여 리소스 블록을 할당하기 위한 스케쥴을 출력할 수 있다.For example, in
예를 들어, 신경망 모델(210)은 복수의 단말에 대한 합 전송률을 최대화하고, 설정된 공정성 조건을 만족하는 스케쥴을 출력하도록 학습될 수 있다. 예를 들어, 합 전송률을 최대화하고, 설정된 공정성 조건을 만족하도록 리소스 블록을 복수의 단말에 할당하는 것은 설정된 제한 조건을 의미할 수 있다.For example, the
예를 들어, 전자 장치(200)는 설정된 제한 조건을 만족하는 스케쥴을 출력하도록 학습된 신경망 모델(210)을 이용하여, 설정된 제한 조건을 만족하는 스케쥴을 출력할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(200)는 출력한 스케쥴에 따라 리소스 블록을 복수의 단말에 할당하여, 전체 네트워크의 합 전송률을 높임과 동시에, 각 단말에 대한 공정성을 향상시킬 수 있다.For example, the
도 4는 다양한 실시예들에 따른 학습 장치(400-1)가 지도 학습 방법을 기반으로 신경망 모델(410-1)을 학습시키는 동작을 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating an operation in which a learning device 400-1 trains a neural network model 410-1 based on a supervised learning method according to various embodiments.
일례로, 도 4에 도시된 학습 장치(400-1)는 지도 학습(supervised learning) 방법을 기반으로 신경망 모델(410-1)을 학습시킬 수 있다. 예를 들어, 도 2의 전자 장치(200)가 이용하는 신경망 모델(210)은, 도 4에 도시된 학습 장치(400-1)가 학습시킨 신경망 모델(410-1)을 의미할 수 있다.For example, the learning device 400-1 shown in FIG. 4 can learn the neural network model 410-1 based on a supervised learning method. For example, the
일례로, 학습 장치(400-1)는 프로세서(420)(예: 도 1의 프로세서(120))를 이용하여, 복수의 단말에 대한 CQI 지수를 식별할 수 있다. 학습 장치(400-1)의 프로세서(420)는 CQI 지수를 이용하여, 복수의 단말에 리소스 블록이 할당될 때의 예상 전송률을 계산할 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(400-1)는 도 2의 전자 장치(200)와 실질적으로 동일하게 예상 전송률을 계산할 수 있다. As an example, the learning device 400-1 may identify CQI indices for a plurality of terminals using the processor 420 (eg, processor 120 of FIG. 1). The
예를 들어, 학습 장치(400-1)가 수집하는 CQI 지수는 신경망 모델(410-1)의 학습을 위하여 수집하는 것으로, 학습 CQI 지수로 호칭될 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(400-1)가 계산하는 예상 전송률을 신경망 모델(410-1)의 학습을 위한 것으로, 학습 예상 전송률로 호칭될 수 있다.For example, the CQI index collected by the learning device 400-1 is collected for training of the neural network model 410-1, and may be referred to as a learning CQI index. For example, the expected data rate calculated by the learning device 400-1 is for training the neural network model 410-1 and may be referred to as the expected learning data rate.
일례로, 학습 장치(400-1)는 학습 예상 전송률을 이용하여, 복수의 단말에 대한 합 전송률이 최대가 되고, 복수의 단말에 대한 공정성 지수가 설정된 공정성 조건을 만족하는 스케쥴을 출력하도록, 신경망 모델(410-1)을 학습시킬 수 있다.For example, the learning device 400-1 uses the learned expected transmission rate to output a schedule that satisfies the fairness condition in which the sum of the transmission rates for a plurality of terminals is maximum and the fairness index for the plurality of terminals is set, using a neural network. The model 410-1 can be trained.
예를 들어, 복수의 단말에 대한 전체 네트워크의 합 전송률을 최대화하면서, 복수의 단말에 대한 전송률의 공정성을 보장하는 스케쥴링은, 아래 수학식 1을 만족하도록 복수의 단말에 대하여 리소스 블록을 할당하는 것을 의미할 수 있다.For example, scheduling that ensures fairness of transmission rates for multiple terminals while maximizing the total transmission rate of the entire network for multiple terminals involves allocating resource blocks to multiple terminals to satisfy
[수학식 1][Equation 1]
상기 수학식 1에서, 는 k번째 단말의 전송률, 은 k번째 단말이 m번째 리소스 블록에 할당되는 상태를 나타내는 변수(예: 0은 스케쥴링이 안 된 상태, 1은 스케쥴링 된 상태), 는 설정된 공정성 지수(fairness index)(예: jain fairness index)를 의미할 수 있다.In
상기 수학식 1에서, 복수의 단말에 대한 공정성 지수는 를 의미할 수 있고, 복수의 단말에 대한 공정성 조건은 공정성 지수 가 설정된 공정성 지수 이상이 되는 것을 의미할 수 있다.In
예를 들어, 상기 수학식 1의 조건에 따르면, 각 리소스 블록에 할당되는 단말은 하나만 존재할 수 있다. 상기 수학식 1의 조건에 따르면, 공정성 조건을 만족하기 위하여 각 단말에 대한 전송률 에 따라 계산된 값이 설정된 공정성 지수 이상이 되어야 한다.For example, in
예를 들어, 학습 장치(400-1)는 상기 수학식 1의 조건을 만족하는 각각의 단말에 대한 리소스 블록의 할당 상태를 나타내는 변수 를 출력하도록, 신경망 모델(410-1)을 학습시킬 수 있다. 예를 들어, 신경망 모델(410-1)이 상기 수학식 1을 만족하는 스케쥴 을 출력하도록 학습되는 것은, 복수의 단말에 대한 합 전송률이 최대가 되고, 복수의 단말에 대한 공정성 지수가 설정된 공정성 조건을 만족하는 스케쥴을 출력하도록 학습되는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 스케쥴은 모든 복수의 단말에 대하여 리소스 블록이 각각 할당된 상태 (k= 1, 2, ..., K, n= 1, 2, ..., N)를 의미할 수 있다.For example, the learning device 400-1 may provide a variable indicating the allocation status of a resource block for each terminal that satisfies the conditions of
일례로, 학습 장치(400-1)는 예상 전송률에 기초하여, 복수의 단말에 대하여 합 전송률을 최대로 하고, 공정성 지수를 만족하는 정답 스케쥴을 계산할 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(400-1)는 상기 수학식 1을 만족하는 정답 스케쥴을 계산할 수 있다.For example, based on the expected data rate, the learning device 400-1 may calculate a correct answer schedule that maximizes the total data rate for a plurality of terminals and satisfies the fairness index. For example, the learning device 400-1 can calculate a correct answer schedule that satisfies
다른 예로, 학습 장치(400-2)는 아래 수학식 2에 따라, 정답 스케쥴을 계산할 수 있다. 수학식 2는 상기 수학식 1의 이진 변수 의 조건을 완화한 조건을 의미할 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(400-2)는 완화된 아래 수학식 2의 조건에 따라, CVX(convex programming) 등과 같은 방법을 이용하여 정답 스케쥴을 계산할 수 있다.As another example, the learning device 400-2 may calculate the correct answer schedule according to
[수학식 2][Equation 2]
예를 들어, 신경망 모델(410-1)은 DNN(deep neural network) 구조와 활성화 함수(activation function)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(410-1)는 손실 함수(loss function)를 이용하여 계산된 손실(440)을 이용하여, 신경망 모델(410-1)을 학습시킬 수 있다.For example, the neural network model 410-1 may include a deep neural network (DNN) structure and an activation function. For example, the learning device 410-1 may train the neural network model 410-1 using the loss 440 calculated using a loss function.
예를 들어, 학습 장치(400-1)는 예상 전송률을 신경망 모델(410-1)에 입력하여, 스케쥴(430)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(400-1)는 손실 함수에 따라, 정답 스케쥴 및 스케쥴을 이용하여, 손실(440)을 계산할 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(400-1)는 손실(440)을 최소화하도록, 신경망 모델(410-1)을 학습시킬 수 있다. 예를 들어, 손실 함수에 따라 계산된 손실은 신경망 모델(410-1)에서 출력된 스케쥴과(430)과 계산된 정답 스케쥴의 mse(mean squared error)를 의미할 수 있다.For example, the learning device 400-1 may input the expected transmission rate into the neural network model 410-1 and output the schedule 430. For example, the learning device 400-1 may calculate the loss 440 using the correct answer schedule and schedule according to the loss function. For example, the learning device 400-1 may train the neural network model 410-1 to minimize the loss 440. For example, the loss calculated according to the loss function may mean the schedule output from the neural network model 410-1 430 and the mean squared error (mse) of the calculated correct answer schedule.
도 4의 학습 장치(400-1)는 설정된 제한 조건에서, 예를 들어, 전체 네트워크의 합 전송률을 최대화하고, 복수의 단말에 대한 공정성 지수가 설정된 공정성 조건을 만족하도록 리소스 블록을 복수의 단말에 할당하는 스케쥴(430)을 출력하도록 신경망 모델(410-1)을 학습시킬 수 있다.The learning device 400-1 of FIG. 4 provides resource blocks to a plurality of terminals so that, for example, the total transmission rate of the entire network is maximized and the fairness index for the plurality of terminals satisfies the set fairness conditions under set limiting conditions. The neural network model 410-1 can be trained to output the allocated schedule 430.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 학습 장치(400-2)가 비지도 학습 방법을 기반으로 신경망 모델(410-2)을 학습시키는 방법이다.Figure 5 shows a method by which the learning device 400-2 according to various embodiments trains the neural network model 410-2 based on an unsupervised learning method.
도 5를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 학습 장치(400-2)는 비지도 학습(unsupervised learning) 방법을 기반으로, 신경망 모델(410-2)를 학습시킬 수 있다. 예를 들어, 도 2의 전자 장치(200)가 이용하는 신경망 모델(210)은, 도 5에 도시된 학습 장치(400-2)가 학습시킨 신경망 모델(410-2)을 의미할 수 있다.Referring to FIG. 5, a learning device 400-2 according to various embodiments may learn a neural network model 410-2 based on an unsupervised learning method. For example, the
예를 들어, 학습 장치(400-2)의 프로세서(420)(예: 도 1의 프로세서(120))는 복수의 단말에 관한 CQI 지수를 식별할 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(400-2)의 프로세서(420)는 CQI 지수에 기초하여, 예상 전송률을 계산할 수 있다. 예를 들어, 도 5의 학습 장치(400-2)가 CQI 지수를 식별하고, 예상 전송률을 계산하는 동작에 관하여, 도 2의 전자 장치(200) 또는 도 4의 학습 장치(400-1)의 CQI 지수를 식별하고, 예상 전송률을 계산하는 동작에 관한 설명이 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.For example, the
예를 들어, 도 5의 학습 장치(400-2)가 수집하는 CQI 지수는, 신경망 모델(410-2)를 학습시키기 위한 것으로, 학습 CQI 지수로 호칭될 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(400-2)가 계산하는 예상 전송률은 신경망 모델(410-2)를 학습시키기 위한 것으로, 학습 예상 전송률로 호칭될 수 있다.For example, the CQI index collected by the learning device 400-2 of FIG. 5 is for training the neural network model 410-2, and may be referred to as a learning CQI index. For example, the expected transmission rate calculated by the learning device 400-2 is for training the neural network model 410-2, and may be referred to as the expected learning transmission rate.
예를 들어, 도 5의 학습 장치(400-2)는 복수의 단말에 대한 합 전송률이 최대가 되고, 복수의 단말에 대한 공정성 지수가 설정된 공정성 조건을 만족하는 스케쥴(430)을 출력하도록 신경망 모델(410-2)를 학습시킬 수 있다. 일례로, 학습 장치(400-2)는 상기 수학식 1의 제한 조건을 만족하는 스케쥴(430)을 출력하도록, 신경망 모델(410-2)를 학습시킬 수 있다.For example, the learning device 400-2 of FIG. 5 uses a neural network model to output a schedule 430 that satisfies the fairness condition in which the sum data rate for a plurality of terminals is maximum and the fairness index for a plurality of terminals is set. (410-2) can be learned. For example, the learning device 400-2 may train the neural network model 410-2 to output a schedule 430 that satisfies the constraints of
일례로, 학습 장치(400-2)는 예상 전송률을 신경망 모델(410-2)에 입력하여, 스케쥴(430)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(400-2)는 출력된 스케쥴(430)에 기초하여, 손실(440)을 계산할 수 있다.For example, the learning device 400-2 may input the expected transmission rate into the neural network model 410-2 and output the schedule 430. For example, the learning device 400-2 may calculate the loss 440 based on the output schedule 430.
일례로, 신경망 모델(410-2)는 리소스 블록이 복수의 단말 중 하나에만 할당되도록 하는 스케쥴을 출력하기 위한 활성화 함수를 포함할 수 있다. 예를 들어, 신경망 모델(410-2)의 활성화 함수를 통해, 출력되는 스케쥴은 상기 수학식 1의 조건 과 같이, 각 단말에 대하여 리소스 블록이 할당되는 상태가 0 또는 1과 같이, 두 개의 값 중에서 하나의 값을 갖도록 할 수 있다.For example, the neural network model 410-2 may include an activation function for outputting a schedule such that a resource block is allocated to only one of a plurality of terminals. For example, the schedule output through the activation function of the neural network model 410-2 meets the conditions of
예를 들어, 학습 장치(400-2)는 아래 수학식 3과 같은 손실 함수에 기초하여, 손실(440)을 계산할 수 있다. 예를 들어, 아래 수학식 3에 따르면, 학습 장치(400-2)는 스케쥴(430)에 따른 합 전송률의 크기와 손실이 음의 상관관계를 가지고, 공정성 조건을 만족하지 않는 경우, 스케쥴(430)에 따른 공정성 지수와 손실이 음의 상관관계를 가지도록 설정된 손실 함수에 기초하여, 손실을 계산할 수 있다.For example, the learning device 400-2 may calculate the loss 440 based on the loss function as shown in
[수학식 3][Equation 3]
상기 수학식 3에서, 은 와 공정성(예: 수학식 3의 )의 값의 범위가 다르기 때문에, 정규화(normalized)하기 위한 하이퍼 파라미터(hyper parameter), 는 상기 수학식 1의 에 해당하는 하이퍼 파라미터를 의미할 수 있다.In
상기 수학식 3에서, 의 합이 높을수록 손실의 크기는 작아지므로, 합 전송률 와 손실은 음의 상관관계를 가질 수 있다. In
상기 수학식 3에서, 공정성 조건을 만족하지 않는 경우, 예를 들어, 공정성 지수 의 크기가 설정된 공정성 지수 보다 작은 경우, 는 가 될 수 있다. 공정성 지수 가 커질수록, 손실의 크기는 작아질 수 있고, 공정성 지수 와 손실은 음의 상관관계를 가질 수 있다.In
상기 수학식 3에서, 공정성 조건을 만족하는 경우, 예를 들어, 공정성 지수 의 크기가 설정된 공정성 지수 보다 작은 경우, 는 0이 될 수 있다.In
일례로, 학습 장치(400-2)는 상기 수학식 3에 따라 계산된 손실(440)을 이용하여, 신경망 모델(410-2)을 학습시킬 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(400-2)는 손실(440)을 최소화하도록, 신경망 모델(410-2)를 학습시킬 수 있다. 예를 들어, 수학식 3에 따라 계산된 손실(440)을 최소화하도록 신경망 모델(410-2)를 학습시키는 것은, 전체 네트워크의 합 전송률을 최대로 하고, 설정된 공정성 조건을 만족하도록 신경망 모델(410-2)를 학습시키는 것을 의미할 수 있다.For example, the learning device 400-2 can train the neural network model 410-2 using the loss 440 calculated according to
도 6는 다양한 실시예들에 따른 학습 장치(예: 도 4의 학습 장치(400-1)가 수행하는 지도 학습 기반의 신경망 모델(예: 도 4의 신경망 모델(410-1)) 학습 방법을 나타낸 도면이다.FIG. 6 illustrates a method of learning a supervised learning-based neural network model (e.g., the neural network model 410-1 of FIG. 4) performed by a learning device (e.g., the learning device 400-1 of FIG. 4) according to various embodiments. This is the drawing shown.
도 6을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 학습 장치(400-1)는 동작 605에서 복수의 단말에 관한 CQI 지수에 기초하여, 예상 전송률을 획득할 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(400-1)은, CQI 지수, MCS에 따른 스펙트럼 효율성을 바탕으로, 각 단말과 리소스 블록에 따른 예상 전송률을 계산할 수 있다.Referring to FIG. 6, the learning device 400-1 according to various embodiments may obtain an expected data rate based on CQI indices for a plurality of terminals in
예를 들어, CQI 지수 및 예상 전송률은 신경망 모델(410-1)을 학습시키기 위한 학습 데이터로, 각각 학습 CQI 지수, 학습 예상 전송률로 호칭될 수 있다.For example, the CQI index and expected transmission rate are training data for training the neural network model 410-1, and may be called learning CQI index and learning expected transmission rate, respectively.
일례로, 학습 장치(400-1)는 동작 610에서, 예상 전송률에 기초하여, 정답 스케쥴을 계산할 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(400-1)는 설정된 제한 조건을 만족하는 정답 스케쥴을 계산할 수 있다. For example, in
예를 들어, 설정된 제한 조건은 상기의 수학식 1과 같이, 복수의 단말에 대한 합 전송률을 최대로 하고, 복수의 단말에 대한 공정성 지수가 설정된 공정성 지수 이상이 되도록 정답 스케쥴을 계산할 수 있다. 상기 수학식 1에서, 각 단말의 리소스 블록에 대한 스케쥴링 상태를 나타내는 변수는 0 또는 1 중 하나일 수 있고, 각 리소스 블록은 하나의 단말에만 할당될 수 있다.For example, the set constraint condition is as shown in
예를 들어, 학습 장치(400-1)는 상기의 수학식 2와 같이, 각 단말의 리소스 블록에 대한 스케쥴링 상태를 나타내는 변수의 조건이 완화된 제한 조건에 기초하여, 정답 스케쥴을 계산할 수 있다.For example, the learning device 400-1 may calculate the correct answer schedule based on a constraint condition in which the condition of the variable representing the scheduling state for the resource block of each terminal is relaxed, as shown in
일례로, 학습 장치(400-1)는 동작 615에서 예상 전송률을 신경망 모델에 입력하여 스케쥴(예: 도 4의 스케쥴(430))을 출력할 수 있다. 일례로, 학습 장치(400-1)는 동작 620에서 스케쥴 및 정답 스케쥴에 기초하여, 신경망 모델(410-1)을 학습시킬 수 있다.For example, the learning device 400-1 may input the expected transmission rate into a neural network model in
예를 들어, 학습 장치(400-1)는 스케쥴 및 정답 스케쥴에 기초하여 손실을 계산하고, 손실을 최소화하도록 신경망 모델(410-1)을 학습시킬 수 있다. 예를 들어, 손실은 정답 스케쥴과 스케쥴의 mse(mean squared error)를 의미할 수 있다.For example, the learning device 400-1 may calculate the loss based on the schedule and the correct answer schedule and train the neural network model 410-1 to minimize the loss. For example, loss can refer to the correct answer schedule and the mse (mean squared error) of the schedule.
도 7는 다양한 실시예들에 따른 학습 장치(예: 도 5의 학습 장치(400-2))가 수행하는 비지도 학습 기반의 신경망 모델(예: 도 5의 학습 장치(410-2)) 학습 방법을 나타낸 도면이다.FIG. 7 shows learning of an unsupervised learning-based neural network model (e.g., the learning device 410-2 of FIG. 5) performed by a learning device (e.g., the learning device 400-2 of FIG. 5) according to various embodiments. This is a drawing showing the method.
도 7을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 학습 장치(400-2)는 복수의 단말에 관한 CQI 지수에 기초하여, 예상 전송률을 획득할 수 있다. 일례로, 도 6의 동작 605에 관한 설명이 동작 705에 관하여 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.Referring to FIG. 7, a learning device 400-2 according to various embodiments may obtain an expected data rate based on CQI indices for a plurality of terminals. For example, the description of
일례로, 학습 장치는 동작 710에서, 예상 전송률을 신경망 모델(410-2)에 입력하고, 동작 715에서 신경망 모델(410-2)의 마지막 레이어의 출력을 활성화 함수로 처리하여, 스케쥴(예: 도 5의 스케쥴(430))을 출력할 수 있다.For example, in
예를 들어, 활성화 함수는 신경망 모델(410-2)의 마지막 레이어의 연속 범위의 출력을 처리하여, 상기 수학식 1의 각 단말에 리소스 블록이 할당되는 상태를 나타내는 변수에 관한 조건()과 같이, 스케쥴이 두 개의 값 중 하나를 가지도록 할 수 있다.For example, the activation function processes the output of the continuous range of the last layer of the neural network model 410-2, and sets a condition regarding a variable indicating the state in which a resource block is allocated to each terminal in Equation 1 ( ), the schedule can have one of two values.
일례로, 학습 장치(400-2)는 동작 720에서 스케쥴(430) 및 제한 조건에 따라 계산된 손실에 기초하여, 신경망 모델(410-2)을 학습시킬 수 있다. 예를 들어, 제한 조건이 전체 네트워크의 합 전송률을 최대화하고, 복수의 단말에 대한 공정성 지수가 설정된 공정성 조건을 만족하는 것인 경우, 상기 수학식 3과 같이 합 전송률 및 공정성 조건에 관한 손실 함수에 따라 손실을 계산할 수 있다.For example, the learning device 400-2 may train the neural network model 410-2 in operation 720 based on the loss calculated according to the schedule 430 and the constraint conditions. For example, if the constraint condition is to maximize the sum data rate of the entire network and satisfy the fairness conditions set by the fairness index for a plurality of terminals, the loss function related to the sum data rate and fairness condition as shown in
예를 들어, 학습 장치(400-2)는 제한 조건에 따라 설정된 손실 함수에 기초하여 신경망 모델(410-2)를 학습시킴으로써, 신경망 모델(410-2)이 출력하는 스케쥴(430)이 복수의 단말에 대한 합 전송률을 최대화하고, 공정성 조건을 만족하도록 할 수 있다.For example, the learning device 400-2 trains the neural network model 410-2 based on a loss function set according to a constraint condition, so that the schedule 430 output by the neural network model 410-2 is divided into a plurality of schedules. It is possible to maximize the sum data rate for the terminal and satisfy fairness conditions.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 지도 학습 기반으로 학습되는 신경망 모델(예: 도 4의 신경망 모델(410-1))의 네트워크 구조를 나타낸 도면이다.FIG. 8 is a diagram showing the network structure of a neural network model (e.g., the neural network model 410-1 in FIG. 4) learned based on supervised learning according to various embodiments.
도 8을 참조하면, 신경망 모델(410-1)은 복수의 레이어를 포함하는 DNN 구조와 활성화 함수(예: 도 8의 Softmax)를 포함할 수 있다. 도 8에 도시된 네트워크 구조를 갖는 신경망 모델(410-1)에 대하여, 학습 장치(예: 도 4의 학습 장치(400-1))는 지도 학습 방법을 기반으로 신경망 모델(410-1)을 학습시킬 수 있다.Referring to FIG. 8, the neural network model 410-1 may include a DNN structure including a plurality of layers and an activation function (eg, Softmax in FIG. 8). For the neural network model 410-1 having the network structure shown in FIG. 8, a learning device (e.g., the learning device 400-1 in FIG. 4) creates the neural network model 410-1 based on a supervised learning method. It can be learned.
예를 들어, 학습 장치(400-1)는 상기 수학식 1 또는 상기 수학식 2에 따라 예상 전송률에 기초하여 정답 스케쥴을 계산할 수 있다. 학습 장치(400-1)는 예상 전송률을 신경망 모델(410-1)에 입력하여 출력된 스케쥴(예: 도 4의 스케쥴(430))과 정답 스케쥴에 기초하여 계산된 손실을 이용하여, 신경망 모델(410-1)을 학습시킬 수 있다.For example, the learning device 400-1 may calculate the correct answer schedule based on the expected transmission rate according to
도 9는 다양한 실시예들에 따른 비지도 학습 기반으로 학습되는 신경망 모델(예: 도 5의 신경망 모델(410-2))의 네트워크 구조를 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating the network structure of a neural network model (e.g., the neural network model 410-2 of FIG. 5) learned based on unsupervised learning according to various embodiments.
도 9를 참조하면, 신경망 모델(410-2)은 복수의 레이어를 포함하는 DNN 구조와 활성화 함수(450)(예: 도 9의 Activation function)를 포함할 수 있다. 도 9에 도시된 네트워크 구조를 갖는 신경망 모델(410-2)에 대하여, 학습 장치(예: 도 5의 학습 장치(400-2))는 비지도 학습 방법을 기반으로 신경망 모델(410-2)을 학습시킬 수 있다.Referring to FIG. 9, the neural network model 410-2 may include a DNN structure including a plurality of layers and an activation function 450 (eg, Activation function in FIG. 9). For the neural network model 410-2 having the network structure shown in FIG. 9, a learning device (e.g., the learning device 400-2 in FIG. 5) creates the neural network model 410-2 based on an unsupervised learning method. can be learned.
예를 들어, 학습 장치(400-2)는 활성화 함수(450)를 이용하여, 신경망 모델(410-2)에서, 각 단말에 대하여 리소스 블록이 할당되는 상태를 나타내는 변수가 두 개의 값 중 하나, 예를 들어, 0 또는 1과 같은 값을 가지는 스케쥴(예: 도 5의 스케쥴(430))을 출력할 수 있다.For example, the learning device 400-2 uses the
학습 장치(400-2)는 설정된 제한 조건에 따른 손실 함수에 기초하여, 손실(예: 도 5의 손실(440))을 계산할 수 있다. 예를 들어, 상기 수학식 3과 같이, 손실 함수는 출력된 스케쥴(430)에 따른 전체 네트워크의 합 전송률과 손실(440)이 음의 상관관계를 가지도록 설정될 수 있다. The learning device 400-2 may calculate a loss (eg, loss 440 in FIG. 5) based on a loss function according to set constraints. For example, as shown in
예를 들어, 상기 수학식 3과 같이, 손실 함수는 스케쥴(430)에 따른 공정성 지수가 설정된 공정성 지수 이하인 경우, 공정성 지수와 손실(440)이 음의 상관관계를 가지도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 스케쥴(430)에 따른 공정성 지수가 설정된 공정성 지수 이하인 경우는 설정된 공정성 조건을 만족하지 않는 것으로 이해될 수 있다.For example, as shown in
예를 들어, 설정된 제한 조건에 따른 손실 함수에 따라 손실(440)을 계산하고, 손실(440)을 최소화하도록 신경망 모델(410-2)를 학습시켜, 설정된 제한 조건을 만족하는 스케쥴(430)을 출력하도록 신경망 모델(410-2)를 학습시킬 수 있다.For example, the loss 440 is calculated according to the loss function according to the set constraints, the neural network model 410-2 is trained to minimize the loss 440, and a schedule 430 that satisfies the set constraints is created. The neural network model 410-2 can be trained to output.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 비지도 학습 기반으로 학습되는 신경망 모델(예: 도 5, 9의 신경망 모델(410-2))의 활성화 함수(450)(activation function)을 나타낸 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating an
도 10에서 X는 의 모든 정보를 나타내는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, X는 도 9에서 신경망 모델(410-2)의 마지막 레이어의 출력을 의미할 수 있다.In Figure 10, It can mean representing all information of . For example, X may mean the output of the last layer of the neural network model 410-2 in FIG. 9.
도 10을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 활성화 함수(450)는 신경망 모델(410-2)의 마지막 레이어의 출력 X을 아래 수학식 4 및 정규화를 n회 반복하여 처리하는 함수를 의미할 수 있다.Referring to FIG. 10, the
[수학식 4][Equation 4]
상기 수학식 4에서, 는 exponential 함수의 입력에 따른 기울기를 설정하는 temperature 파라미터를 의미할 수 있다.In
일례로, 신경망 모델(410-1)의 마지막 레이어의 출력 X는 활성화 함수(450)에 따라 처리되어, 출력되는 스케쥴 에서 각 , 은 두 개의 값 중 하나, 예를 들어 0 또는 1을 가질 수 있다. For example, the output X of the last layer of the neural network model 410-1 is processed according to the
도 11은 다양한 실시예들에 따라 학습된 신경망 모델(예: 도 4의 신경망 모델(410-1), 도 5의 신경망 모델(410-2))을 이용한 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(200))의 성능을 나타낸 도면이다.FIG. 11 shows an electronic device (e.g., the electronic device of FIG. 2) using a neural network model (e.g., the neural network model 410-1 of FIG. 4 and the neural network model 410-2 of FIG. 5) learned according to various embodiments. This is a diagram showing the performance of (200)).
도 11은 지도 학습 방법에 기반하여 학습된 신경망 모델(410-1)의 성능과 비지도 학습 방법에 기반하여 학습된 신경망 모델(410-2)의 성능을 나타낸 도면이다.Figure 11 is a diagram showing the performance of a neural network model 410-1 learned based on a supervised learning method and the performance of a neural network model 410-2 learned based on an unsupervised learning method.
예를 들어, 도 11의 CDF(cumulative distribution function)는 리소스 블록 25개, 단말의 수 4, 100,000개의 샘플에 따른 에 대한 결과를 나타내는 일 예시이다.For example, the CDF (cumulative distribution function) in Figure 11 is based on 25 resource blocks, 4 number of terminals, and 100,000 samples. This is an example showing the results.
예를 들어, 아래 표 1은 지도 학습 기반으로 학습된 신경망 모델(410-1)의 파라미터, 표 2는 비지도 학습 기반으로 학습된 신경망 모델(410-2)의 파라미터를 나타낸다.For example, Table 1 below shows the parameters of the neural network model 410-1 learned based on supervised learning, and Table 2 shows the parameters of the neural network model 410-2 learned based on unsupervised learning.
[표 1][Table 1]
[표 2][Table 2]
아래 표 3 및 표 4는 도 11의 지도 학습 방법에 기반하여 학습된 신경망 모델(410-1)의 성능과 비지도 학습 방법에 기반하여 학습된 신경망 모델(410-2)의 성능을 나타낸다.Tables 3 and 4 below show the performance of the neural network model 410-1 learned based on the supervised learning method of FIG. 11 and the performance of the neural network model 410-2 learned based on the unsupervised learning method.
[표 3][Table 3]
[표 4][Table 4]
도 11을 참조하면, 을 만족하는 확률이 커짐에 따라(표 3 및 표 4의 ), 예를 들어, 각각의 방법에 따라 리소스 블록을 복수의 단말에 할당하였을 때, 복수의 단말에 대한 공정성 지수가 공정성 조건을 만족하는 확률이 높아짐에 따라, 기존의 방법(예: 도 11, 표 3 및 표 4의 Round Robin, Best CQI, Convex Solver)의 경우 합 전송률(표 3 및 표 4의 Sum throughput)이 감소함을 확인할 수 있다. 표 3 및 표 4를 참조하면, 기존의 방법(RR, Best-CQI)의 경우, 가 각각 0.4949, 0.0001로, 공정성을 보장하지 못한다.Referring to Figure 11, As the probability of satisfying increases (in Tables 3 and 4) ), for example, when resource blocks are allocated to a plurality of terminals according to each method, the probability that the fairness index for a plurality of terminals satisfies the fairness condition increases, and the existing method (e.g., Figure 11, In the case of Round Robin, Best CQI, and Convex Solver in Tables 3 and 4, it can be seen that the sum throughput (Sum throughput in Tables 3 and 4) decreases. Referring to Table 3 and Table 4, for existing methods (RR, Best-CQI), are 0.4949 and 0.0001, respectively, which does not guarantee fairness.
도 11, 표 3 및 표4를 참조하면, 다양한 실시예들에 따라 학습된 신경망 모델(410-1, 420-2)(예: 도 11의 Supervised, Unsupervised, 표 3 및 표 4의 지도 학습, 비지도 학습)의 경우, 주어진 공정성 조건을 보장하면서 합 전송률을 높일 수 있다.Referring to FIG. 11 and Tables 3 and 4, neural network models 410-1 and 420-2 learned according to various embodiments (e.g., Supervised, Unsupervised in FIG. 11, supervised learning in Tables 3 and 4, In the case of unsupervised learning, the sum transfer rate can be increased while guaranteeing given fairness conditions.
도 12는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(1200)가 액션을 출력하는 동작을 나타낸 도면이다.FIG. 12 is a diagram illustrating an operation of the
도 12를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(1200)(예: 도 1의 전자 장치(101))의 프로세서(1220)(예: 도 1의 프로세서(120))는 복수의 단말에 대한 CQI 지수를 식별할 수 있다.Referring to FIG. 12, the processor 1220 (e.g., the processor 120 of FIG. 1) of the electronic device 1200 (e.g., the electronic device 101 of FIG. 1) according to various embodiments is connected to a plurality of terminals. You can identify the CQI index for
일례로, 전자 장치(1200)는 CQI 지수에 기초하여, 현재 상태를 계산할 수 있다. 예를 들어, 현재 상태는 복수의 단말 각각의 평균 전송률, 전송률 및 복수의 단말에 대한 평균 공정성 지수를 포함할 수 있다.For example, the
예를 들어, 전자 장치(1200)는 도 2의 전자 장치(200)가 예상 전송률을 계산하는 동작과 실질적으로 동일하게 전송률을 계산할 수 있다.For example, the
예를 들어, 전자 장치(1200)의 프로세서(1220)는 아래 수학식 5와 같이 평균 전송률 을 계산할 수 있다. 예를 들어, 평균 전송률 은 n번째 시간 인덱스(index)에서, k번째 사용자의 평균 전송률을 의미할 수 있다.For example, the processor 1220 of the
[수학식 5][Equation 5]
상기 수학식 5에서, 은 n번째 시간 인덱스에서 k번째 사용자의 전송률을 의미할 수 있다. 는 평균 전송률 의 윈도우 시간(window time size)를 의미할 수 있다.In
예를 들어, 전자 장치(1200)는 각 단말에 대한 평균 전송률 을 이용하여 평균 공정성 지수를 계산할 수 있다. 예를 들어, 복수의 단말에 대한 평균 공정성 지수는 로 계산될 수 있다.For example, the
일례로, 전자 장치(1200)는 현재 상태를 신경망 모델(1210)에 입력하여, 액션(1240)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 액션(1240)은 설정된 시간 동안 복수의 단말에 대하여 리소스 블록을 할당하는 스케쥴을 의미할 수 있다.For example, the
예를 들어, 신경망 모델(1210)은 DQN(deep Q-network) 학습 방식에 따라 학습될 수 있다. 예를 들어, 신경망 모델(1210)은 현재 상태(state), 액션(action), 리워드(reward) 및 다음 상태를 포함하는 학습 데이터를 이용하여 학습될 수 있다. 예를 들어, 신경망 모델(1210)은 학습 데이터를 입력하여 리워드를 최대화하는 액션을 출력하도록 학습될 수 있다. 예를 들어, 신경망 모델(1210)은 입력된 현재 상태에 따라 Q 밸류(Q-value)를 계산하고, Q-value 중에서 최대 Q-value에 관한 액션(1240)을 출력할 수 있다.For example, the
예를 들어, 리워드는 복수의 단말에 대하여 리소스 블록을 할당하기 위하여 설정된 제한 조건에 따른 리워드 함수에 기초하여 결정될 수 있다. For example, a reward may be determined based on a reward function according to constraints set for allocating resource blocks to a plurality of terminals.
예를 들어, 제한 조건은 i) 복수의 단말에 대한 평균 전송률의 합이 최대가 되고, ii) 복수의 단말에 대한 전송률이 설정된 QoS(quality of service) 이상이 되고, iii) 복수의 단말 각각에 대하여 할당될 수 있는 리소스 블록의 개수가 설정된 리소스 블록 개수 이하가 되고, iv) 복수의 단말에 대한 평균 공정성 지수가 설정된 공정성 지수 이상이 되도록 하는 것일 수 있다.For example, the limiting conditions are i) the sum of the average data rates for multiple terminals is maximum, ii) the data rates for multiple terminals are greater than or equal to the set quality of service (QoS), and iii) each of the multiple terminals has This may be to ensure that the number of resource blocks that can be allocated is less than or equal to the set number of resource blocks, and iv) that the average fairness index for a plurality of terminals is greater than or equal to the set fairness index.
예를 들어, 리워드 함수는 i) 복수의 단말에 대한 평균 전송률의 합, ii) 복수의 단말에 대한 공정성 지수, iii) 설정된 QoS 및 설정된 최대 리소스 블록 개수에 기초하여 결정될 수 있다.For example, the reward function may be determined based on i) the sum of average transmission rates for a plurality of terminals, ii) a fairness index for a plurality of terminals, iii) a set QoS and a set maximum number of resource blocks.
도 13은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 12의 전자 장치(1200))가 수행하는 스케쥴링 방법의 동작을 나타낸 도면이다.FIG. 13 is a diagram illustrating the operation of a scheduling method performed by an electronic device (e.g., the
도 13을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(1200)은 동작 1305에서, CQI 지수에 기초하여 현재 상태를 획득할 수 있다. 예를 들어, 현재 상태는 복수의 단말에 대한 평균 전송률, 전송률 및 평균 공정성 지수를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13, the
일례로, 전자 장치(1200)는 동작 1310에서 학습된 신경망 모델(예: 도 12의 신경망 모델(1210))을 이용하여, 현재 상태에 따라 복수의 단말에 리소스 블록을 할당하기 위한 액션을 결정할 수 있다.For example, the
예를 들어, 신경망 모델(1210)는 설정된 제한 조건을 만족하는 액션을 출력하도록 학습될 수 있다. 예를 들어, 신경망 모델(1210)은 DQN 학습 기법에 따라, 현재 상태, 액션, 리워드 및 다음 상태 (s, a, r, s')를 포함하는 학습 데이터를 이용하여 학습될 수 있다.For example, the
예를 들어, 신경망 모델(1210)은 리워드를 최대화하도록 학습될 수 있다. 예를 들어, 리워드는 제한 조건을 만족할 때 높은 값을 가지도록 설정된 리워드 함수에 의해 결정될 수 있다.For example,
예를 들어, 제한 조건은 복수의 단말에 대한 평균 전송률의 합을 최대화하고, 복수의 단말에 대한 평균 공정성 지수가 설정된 공정성 지수 이상이 되도록, 복수의 단말에 대하여 리소스 블록을 할당하는 것일 수 있다. 예를 들어, 제한 조건은 각 단말에 설정된 최대 리소스 블록 개수 이하로 리소스 블록이 할당되고, 각 단말의 전송률이 설정된 최소 QoS 조건을 만족하도록, 리소스 블록을 할당하는 것일 수 있다.For example, the limiting condition may be to allocate resource blocks to a plurality of terminals so that the sum of the average transmission rates for the plurality of terminals is maximized and the average fairness index for the plurality of terminals is greater than or equal to a set fairness index. For example, the limiting condition may be to allocate resource blocks such that resource blocks are allocated below the maximum number of resource blocks set for each terminal and the transmission rate of each terminal satisfies the set minimum QoS condition.
도 14는 다양한 실시예들에 따른 학습 장치(1400)(예: 도 1의 전자 장치(101))가 신경망 모델(1410)을 학습시키는 동작을 나타낸 도면이다.FIG. 14 is a diagram illustrating an operation of a learning device 1400 (e.g., the electronic device 101 of FIG. 1 ) to learn a
도 14를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 학습 장치(1400)는 학습 데이터를 이용하여, 신경망 모델(1410)을 학습시킬 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(1400)는 아래 수학식 6을 만족하는 액션(1440)을 출력하도록 신경망 모델(1410)을 학습시킬 수 있다.Referring to FIG. 14, a
[수학식 6][Equation 6]
상기 수학식 6에서, 은 n번째 시간 인덱스에서 k번째 단말의 평균 전송률, 은 n번째 시간 인덱스에서 k번째 단말에 m번째 리소스 블록이 할당된 상태를 나타내는 변수(예: 0이면 리소스 블록이 할당되지 않은 상태, 1이면 리소스 블록이 할당된 상태), 은 설정된 QoS 조건, 는 설정된 공정성 지수(예: jain fairness index), 은 n번째 시간 인덱스에서 k번째 단말의 전송률, 는 하나의 단말에 할당될 수 있는 리소스 블록의 최대 개수를 의미할 수 있다.In
예를 들어, 학습 장치(1400)는 상기의 수학식 6의 제한 조건을 만족하는 액션(1440)을 출력하도록, 신경망 모델(1410)을 학습시킬 수 있다. 수학식 6의 제한 조건은 i) 복수의 단말에 대한 평균 전송률의 합이 최대가 되고, ii) 각각의 리소스 블록은 하나의 단말에만 할당되고, iii) 하나의 단말에 할당될 수 있는 리소스 블록의 최대 개수는 이하이고, iv) 각 단말의 전송률 이 이상으로 설정된 QoS 조건을 만족하고, v) 평균 공정성 지수가 설정된 공정성 지수 이상이 되는 것을 의미할 수 있다.For example, the
예를 들어, 상기 수학식 6의 n번째 시간 인덱스에서 k번째 단말의 전송률 는 아래 수학식 7과 같이 계산될 수 있다.For example, the transmission rate of the kth terminal at the nth time index in
[수학식 7][Equation 7]
상기 수학식 7에서, 은 n번째 시간 인덱스에서 k번째 단말에 m번째 리소스 블록이 할당될 때의 예상 전송률을 의미할 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(1400)은 도 2의 전자 장치(200), 도 4 및 도 5의 학습 장치(400-1, 400-2)가 CQI 지수를 이용하여, 예상 전송률을 계산하는 동작과 실질적으로 동일하게 예상 전송률 을 계산할 수 있다.In
일례로, 학습 장치(1400)의 프로세서(1420)(예: 도 1의 프로세서(120))는 메모리(1430)에 저장된 학습 데이터를 이용하여, 신경망 모델(1410)을 학습시킬 수 있다. 예를 들어, 학습 데이터 (s, a, r, s')는 각각 현재 상태, 액션, 리워드 및 다음 상태를 의미할 수 있다. For example, the processor 1420 of the learning device 1400 (e.g., the processor 120 of FIG. 1) may train the
일례로, 신경망 모델(1410)은 DQN 학습 방식에 따라 학습될 수 있다. 예를 들어, 학습 데이터 (s, a, r, s')는 주어진 환경(environment)에서 에이전트(agent)의 액션(action)에 따라 환경의 상태가 현재 상태 s에서 다음 상태 s'로 변화하고, 액션에 따른 리워드 r을 이용하여 수집할 수 있다. As an example, the
예를 들어, 환경에 대한 에이전트의 액션을 복수의 에피소드에 대하여 수행하여, 학습 데이터를 메모리(1430)에 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1430)은 리플레이 메모리로 호칭될 수 있다. 예를 들어, 에이전트는 각 타임 스텝마다 -그리디(greedy) 방법으로 액션을 수행할 수 있다. For example, the agent's actions on the environment can be performed for a plurality of episodes and the learning data can be stored in the
예를 들어, 환경에 대한 에이전트의 액션을 수행하고, 액션에 따른 리워드 및 다음 상태를 메모리(1430)에 저장하여, 학습 데이터를 수집할 수 있다. 환경의 현재 상태 s에서 액션 a에 따른 에이전트의 동작은 전체 시스템에 영향을 주기 때문에, 유한 마르코프 결정 과정(Markov decision process, MDP)에 해당할 수 있다.For example, learning data can be collected by performing an agent's action on the environment and storing the reward and next state according to the action in the
일례로, 학습 장치(1400)는 메모리(1430)에 저장된 학습 데이터를 랜덤 샘플링, PER(prioritized experience replay)를 이용한 샘플링과 같이 다양한 방법으로 샘플링하여 미니 배치(mini batch) 업데이트를 수행할 수 있다.For example, the
일례로, 학습 장치(1400)는 DQN 학습 방식에 따라, Q-value를 결정하는 함수를 추정하도록 신경망 모델(1410)을 학습시킬 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(1400)는 현재 상태를 입력으로 하여 Q-value를 결과로 추출할 수 있다. 예를 들어, 신경망 모델(1410)은 복수의 NN(neural network)를 포함하고, Q-value를 결정할 수 있다. For example, the
예를 들어, 에이전트에 수행한 액션 a에 대하여, 환경으로부터 즉각 보상과 미래 보상을 받을 수 있다. 예를 들어, 즉각 보상은 에이전트가 수행한 액션 a에 대해 발생하는 즉각적인 보상, 미래 보상은 액션 a로 인해 나타나는 미래 환경에 대한 보상을 의미할 수 있다.For example, for action a performed on an agent, immediate and future rewards can be received from the environment. For example, immediate reward may refer to immediate reward that occurs for action a performed by the agent, and future reward may refer to reward to the future environment that appears due to action a.
예를 들어, 에이전트의 목표는 리워드를 최대화, 예를 들어, 즉각 보상과 미래 보상을 최대로 받을 수 있도록, Q-value를 업데이트 하는 것을 의미할 수 있다. For example, the agent's goal may mean maximizing rewards, e.g., updating the Q-value to maximize immediate and future rewards.
[수학식 8][Equation 8]
상기 수학식 8은 현재 상태 에서 액션 에 대한 Q-value 를 업데이트 하는 것으로, 는 0 이상 1 이하의 Q-value의 학습율, 는 미래 보상에 대한 감가율(discount factor), 는 미래 보상의 최대값, 는 즉각 보상을 의미할 수 있다.
일례로, 신경망 모델(1410)은 액션을 선택과 평가의 과정을 각각의 네트워크를 이용하여 수행할 수 있다. 예를 들어, 신경망 모델(1410)은 Q 네트워크(1410-1) 및 목표 Q 네트워크(1410-2)를 포함할 수 있다. 상기 수학식 8에서 는 Q 네트워크(1410-1)의 파라미터, 는 목표 Q 네트워크(1410-2)의 파라미터를 의미할 수 있다. 예를 들어, 목표 Q 네트워크(1410-2)는 일정 단계마다 Q 네트워크의 파라미터를 복사하는 네트워크를 의미할 수 있다.For example, the
일례로, Q 네트워크(1410-1)는 Q-value를 출력하기 위한 네트워크, 목표 Q 네트워크(1410-2)는 액션을 평가하기 위한 네트워크를 의미할 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(1400)는 Q 네트워크(1410-1)에 학습 데이터의 현재 상태 및 액션(s, a)을 입력하여, Q-value 를 출력할 수 있다. For example, the Q network 1410-1 may refer to a network for outputting Q-value, and the target Q network 1410-2 may refer to a network for evaluating actions. For example, the
예를 들어, 학습 장치(1400)는 학습 데이터의 다음 상태(s')를 목표 Q 네트워크(1410-2)에 입력하여, 를 출력할 수 있다. 예를 들어, 는 상기 수학식 8에서 Q-value를 업데이트 하기 위한 미래 보상의 최대값을 의미할 수 있다. 예를 들어, 는 액션을 평가하기 위한 값을 의미할 수 있다.For example, the
예를 들어, Q 네트워크(1410-1) 및 목표 Q 네트워크(1410-2)을 이용하여 계산할 수 있는 Q-value는 아래 수학식 9와 같이 계산될 수 있다.For example, the Q-value that can be calculated using the Q network 1410-1 and the target Q network 1410-2 can be calculated as shown in
[수학식 9][Equation 9]
상기 수학식 9에서, 은 Q-value(예: 수학식 8의 ), 는 즉각 보상을 의미할 수 있다. In
일례로, 리워드 함수는 아래 수학식 10과 같이 설정될 수 있다.As an example, the reward function can be set as shown in
[수학식 10][Equation 10]
상기 수학식 10에서, F1, F2, F2는 하이퍼 파라미터를 의미할 수 있다. 예를 들어, F1은 평균 전송률의 합 과 설정된 평균 공정성 지수 의 크기를 스케일링 하기 위한 변수를 의미할 수 있다. In
예를 들어, F2는 평균 공정성 지수가 설정된 평균 공정성 지수 보다 큰 경우, 공정성 조건을 만족하는 경우에 대응하기 위한 변수를 의미할 수 있다.For example, F2 is the average fairness index with the average fairness index set If it is larger, it may mean a variable to respond to cases where fairness conditions are satisfied.
예를 들어, F3는 QoS 조건 및 최대 리소스 블록의 개수 제한에 대응하는 파라미터를 의미할 수 있다.For example, F3 may mean a parameter corresponding to QoS conditions and a limit on the maximum number of resource blocks.
아래 표 5은, 일 실시 예에 따른 수학식 10의 하이퍼 파라미터 F1, F2, F3의 범위를 나타내는 표이다.Table 5 below is a table showing the ranges of hyperparameters F1, F2, and F3 of
[표 5][Table 5]
상기 표 5에서, F2의 범위를 판단하기 위한 요구 조건은 상기 수학식 6의 조건을 의미할 수 있다.In Table 5 above, the requirements for determining the range of F2 are as shown in
상기 표 5에서, F3의 범위를 판단하기 위한 요구 조건은 상기 수학식 6의 조건 및 조건을 의미할 수 있다. In Table 5 above, the requirements for determining the range of F3 are as shown in
상기의 수학식 10에 따르면, 리워드 함수는 평균 전송률의 합 , 평균 공정성 지수 , 설정된 최대 리소스 블록 개수 및 설정된 QoS(예: 하이퍼 파라미터 F3)에 따라 결정될 수 있다.According to
상기 수학식 10의 리워드 함수에 따라 결정되는 리워드는, 상기 수학식 10의 제한 조건을 만족하는 경우 높은 값으로 결정되고, 상기 수학식 10의 제한 조건을 만족하지 못하는 경우, 낮은 값으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 학습 데이터 (s, a, r, s')에서, 현재 상태 s에서 수행한 액션 a에 따른 결과가 상기 수학식 6에 따른 제한 조건을 만족하는 경우의 리워드는, 제한 조건을 만족하지 않는 경우의 리워드의 값보다 큰 값이 부여될 수 있다.The reward determined according to the reward function of
상기 수학식 10의 리워드 함수는 수학식 6의 제한 조건에 따라 설정된 것으로, 설정된 제한 조건에 따라 리워드 함수는 상기 수학식 10과 다르게 설정될 수 있다.The reward function of
예를 들어, 복수의 단말에 리소스 블록을 할당할 때 CQI, type of service, QoS, buffer status, priority, retransmission, scheduling period 등의 여러 변수들을 고려할 수 있다. 예를 들어, 상기 수학식 6의 제한 조건과 달리 우선 순위(priority)를 고려하는 경우, 우선 순위에 따라 리소스 블록을 할당할 때 높은 리워드가 부여되도록 리워드 함수를 설정할 수 있다.For example, when allocating resource blocks to multiple terminals, various variables such as CQI, type of service, QoS, buffer status, priority, retransmission, and scheduling period can be considered. For example, when considering priority, unlike the constraints in
일례로, 학습 장치(1400)는 아래 수학식 11과 같이 손실을 계산할 수 있다.For example, the
[수학식 11][Equation 11]
예를 들어, 학습 장치(1400)는 상기 수학식 11에 따른 손실을 최소화하도록 신경망 모델(1410)을 학습시킬 수 있다. 수학식 11에 따른 손실을 최소화하도록 신경망 모델(1410)을 학습시키는 것은, 수학식 10에 따른 리워드를 최대화하도록, 신경망 모델(1410)을 학습시키는 것을 의미할 수 있다.For example, the
예를 들어, 상기 수학식 11에서 는 학습 데이터의 리워드 r, 는 목포 Q 네트워크(1410-2), 는 Q 네트워크(1410-1)에서 출력되는 데이터를 의미할 수 있다. For example, in
예를 들어, 리워드는 수학식 6의 제한 조건에 따라 설정된 리워드 함수(예: 수학식 8)에 따라 결정될 수 있다. 따라서, 상기의 예시에서 리워드를 최대화하도록 학습된 신경망 모델(1410)이 출력하는 액션(1440)은 수학식 6에 따른 제한 조건을 만족할 수 있다.For example, the reward may be determined according to a reward function (e.g., Equation 8) set according to the constraints of
일례로, 학습 장치(1400)는 리워드를 최대화하는 액션(1440)을 출력하도록 학습될 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(1400)는 복수의 단말에 대한 합 전송률을 최대화하면서, 복수의 단말의 평균 공정성 지수가 설정된 공정성 지수 이상이 되도록 하는 액션(1440)을 출력하도록 신경망 모델(1410)을 학습시킬 수 있다. 예를 들어, 학습된 신경망 모델(1410)이 출력하는 액션(1440)은 복수의 단말 각각에 대하여 할당될 수 있는 리소스 블록의 개수가 설정된 리소스 블록 개수 이하가 되고, 복수의 단말에 대한 평균 공정성 지수가 설정된 공정성 지수 이상이 되도록 하는 것일 수 있다.As an example, the
일례로, 학습 장치(1400)는 학습 데이터를 PER(prioritized experience replay)를 이용하여, 샘플링할 수 있다. PER은 메모리(1430)에 저장된 학습 데이터를 랜덤 샘플링하여 미니 배치(mini batch) 업데이트를 수행하는 기법에서, 저장된 데이터를 우선 순위에 따라서 샘플링하는 기법을 의미한다. 예를 들어, 수학식 11의 손실을 최소화하는 학습 데이터만을 이용하여 계속 학습하는 경우, 손실이 리플레이 된 경우에만 업데이트가 지속적으로 이루어져, 처음 손실이 큰 경우에 대해서 다시 반복 수행하는 기회가 없게 되고, 이는 다양한 경험을 충분히 학습하지 못하여, 특정 트랜지션(transition)에 대한 과대 적합(over-fitting) 문제가 발생할 수 있다.For example, the
일례로, 학습 장치는 아래 수학식 12에 따라 학습 데이터를 샘플링할 수 있다. 예를 들어, 수학식 12는 uniform random sampling과 우선 순위를 고려한 sampling 기법을 적용한 확률을 의미할 수 있다.As an example, the learning device may sample learning data according to
[수학식 12][Equation 12]
상기 수학식 12에서 는 k개의 트랜지션 중 i번째의 트랜지션의 샘플링 확률, 는 얼마나 우선 순위(prioritization)에 의한 샘플링을 수행할지를 결정하는 파라미터를 의미할 수 있다. 예를 들어, 수학식 12는 가 0이면 uniform sampling, 가 1이면 greedy-prioritization sampling을 의미할 수 있다. In
상기 수학식 12에서 는 proportional prioritization 방식으로 수학식 11의 손실에 따라 비례하도록 설정되는 파라미터로, 모든 트랜지션의 방문 확률이 0이 아니도록 설정될 수 있다.In
예를 들어, 상기 수학식 12에 따른 prioritized replay는 편향된 정보를 가져오는 경향이 있다. 일례로, 학습 장치(1400)는 아래 수학식 13에 따른 가중치를 이용하여 편향치를 보정할 수 있다.For example, prioritized replay according to
[수학식 13][Equation 13]
상기 수학식 13에서 는 IS 가중치(importance-sampling weight), 는 편향치를 조절하는 파라미터를 의미할 수 있다. 예를 들어, 는 학습 단계마다 선형적으로 증가하고, 학습 마지막 단계에서 1이 되도록 설정될 수 있다.In
예를 들어, 학습 장치는 수학식 12 및 수학식 13의 파라미터 , 를 조절하여, 손실의 그래디언트(gradient) 크기를 조절하여, 학습된 신경망 모델(1410)의 안정성 및 성능을 높일 수 있다.For example, the learning device uses the parameters of
도 15는 다양한 실시예들에 따른 학습 장치(예: 도 14의 학습 장치(1400))가 수행하는 신경망 모델(예: 도 14의 신경망 모델(1410))의 학습 방법의 동작을 나타낸 도면이다.FIG. 15 is a diagram illustrating the operation of a method for learning a neural network model (e.g., the
도 15를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 학습 장치(1400)는 동작 1505에서 복수의 단말에 대하여 설정된 시간동안 리소스 블록을 할당하여, 학습 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들어, 학습 데이터는 환경에 대한 에이전트의 동작을 수행하고, 현재 상태, 액션, 리워드 및 다음 상태를 포함하는 학습 데이터를 수집할 수 있다. Referring to FIG. 15, the
예를 들어, 학습 장치(1400)는 동작 1510에서 신경망 모델(1410)에 입력된 학습 데이터에 따라 Q 밸류를 결정할 수 있다. 예를 들어, 신경망 모델은 Q 네트워크(1410-1) 및 목표 Q 네트워크(1410-2)를 포함할 수 있다.For example, the
일례로, 학습 장치(1400)는 동작 1515에서 Q 밸류에 기초하여 계산된 손실을 이용하여, 학습용 현재 상태에서 리워드를 최대화하는 액션을 출력하도록 신경망 모델(1410)을 학습시킬 수 있다.For example, the
예를 들어, 학습 장치(1400)는 Q 네트워크(1410)의 출력, 목표 Q 네트워크의 출력 및 학습 데이터의 리워드를 이용하여, 수학식 11에 따라 손실을 계산할 수 있다. 학습 장치(1400)는 손실을 최소화하도록 신경망 모델(1410)을 학습시킬 수 있다. For example, the
도 16은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 12의 전자 장치(1200))가 복수의 단말 또는 리소스 블록을 서브 그룹(예: 서브 CQI 테이블(1620, 1630))으로 분할하는 동작을 나타낸 도면이다.FIG. 16 illustrates an operation of an electronic device (e.g., the
예를 들어, 상태와 액션의 공간(space)는 리소스 블록이 할당될 수 있는 단말의 수 또는 리소스 블록의 수에 따라서 증가할 수 있다. 단말의 수 또는 리소스 블록의 수가 증가하면, 신경망 모델(예: 도 14의 신경망 모델(1410))의 학습에 필요한 시간 및 계산량에 대한 비용이 증가한다.For example, the space of states and actions may increase depending on the number of terminals to which resource blocks can be allocated or the number of resource blocks. As the number of terminals or the number of resource blocks increases, the cost of time and calculation amount required for learning a neural network model (e.g.,
통신 상황에 따라 단말의 수 및/또는 리소스 블록의 수는 달라질 수 있으므로, 신경망 모델(1410)의 학습에 필요한 비용을 줄이고, 각 경우마다 적용할 수 있는 신경망 모델(1410)의 활용 방법이 필요할 수 있다.Since the number of terminals and/or the number of resource blocks may vary depending on the communication situation, it may be necessary to reduce the cost required for learning the
일례로, 학습 장치(예: 도 14의 학습 장치(1400))는 차원이 큰 CQI 테이블(1610)을 복수의 서브 CQI 테이블(1620, 1630)로 분할할 수 있다. 도 16에 도시된 서브 CQI 테이블(1620, 1630)은 리소스 블록을 분할하는 경우를 도시하고 있으나, 도 16에 도시된 실시예와 달리, 복수의 단말을 분할하여 서브 CQI 테이블을 생성하거나 또는 복수의 단말 및 리소스 블록을 분할하여 서브 CQI 테이블을 생성할 수 있다.For example, a learning device (e.g.,
예를 들어, 학습 장치(1400)는 각 서브 CQI 테이블(1620, 1630)을 이용하여, 복수의 신경망 모델을 학습시킬 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(1400)는 서브 CQI 테이블(1620)을 이용하여 신경망 모델 1을 학습시키고, 서브 CQI 테이블(1630)을 이용하여 신경망 모델 2를 학습시킬 수 있다.For example, the
예를 들어, 전자 장치(1200)는 학습된 복수의 신경망 모델을 이용하여, 리소스 블록을 복수에 단말에 할당하는 액션을 출력할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(1200)는 복수의 단말에 대한 CQI 지수를 식별하고, CQI 테이블(1610)을 도 16과 같이, 복수의 서브 CQI 테이블(1620, 1630)로 분할할 수 있다. 분할된 서브 CQI 테이블(1620, 1630)은 각각 서브 그룹으로 호칭될 수 있다.For example, the
예를 들어, 전자 장치(1200)는 서브 CQI 테이블(1620)을 학습된 신경망 모델 1에 입력하여 액션을 출력하고, 서브 CQI 테이블(1630)을 학습된 신경망 모델 2에 입력하여 액션을 출력할 수 있다. 전자 장치(1200)는 학습된 신경망 모델 1 및 2에서 출력된 액션을 결합하여, 전체 리소스 블록을 복수의 단말에 대하여 할당하기 위한 액션을 출력할 수 있다.For example, the
도 16에 도시된 실시예와 다른 실시예로, 전자 장치(1200) 또는 학습 장치(1400)는 CQI 테이블(1610)에서 복수의 단말을 분할하여, 서브 CQI 테이블을 결정할 수 있다. 예를 들어, 복수의 단말 UE 1 내지 6에 관한 CQI 테이블을 분할하여, 단말 UE 1 내지 3에 관한 서브 CQI 테이블과, 단말 UE 4 내지 6에 관한 서브 CQI 테이블을 결정할 수 있다.In an embodiment different from the embodiment shown in FIG. 16, the
예를 들어, 복수의 단말을 분할하여 서브 CQI 테이블을 생성한 경우, 전자 장치(1200) 또는 학습 장치(1400)의 프로세서(1220, 1420)는 리소스 블록이 동일한 단말에 할당되지 않도록 할 수 있다.For example, when a sub CQI table is generated by dividing a plurality of terminals, the processors 1220 and 1420 of the
예를 들어, 전자 장치(1200)의 프로세서(1220)는 리소스 블록이 동일한 단말에 할당되지 않도록 하는 액션을 출력할 수 있다. 예를 들어, 학습 장치(1400)의 프로세서(1420)는 리소스 블록이 동일한 단말에 할당되지 않도록 하는 액션을 출력하도록 신경망 모델(1410)을 학습시킬 수 있다.For example, the processor 1220 of the
상기 도 16에서, 도 12의 전자 장치(1200) 또는 도 14의 학습 장치(1400)가 CQI 테이블(1610)을 서브 CQI 테이블(1620, 1630)로 분할하고, 서브 CQI 테이블(1620, 1630)을 이용하여 복수의 신경망 모델을 학습시키는 동작 또는 복수의 신경망 모델을 이용하여 액션을 출력하는 동작을 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않는다.In FIG. 16, the
예를 들어, 도 2의 전자 장치(200) 또는 도 4 및 도 5의 학습 장치(400-1, 400-2)에 대해서도, 도 16의 전자 장치(1200) 또는 학습 장치(1400)의 동작에 관한 설명이 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.For example, for the
도 17은 다양한 실시예들에 따라 학습된 신경망 모델(예: 도 14의 신경망 모델(1410))의 성능을 나타낸 도면이다.FIG. 17 is a diagram showing the performance of a neural network model (e.g., the
도 17에 도시된 그래프는 각각 복수의 단말에 대한 합 전송률(Sum throughput), 공정성 지수(Jain fairness index), 각 단말에 대한 전송률(UE throughput)을 나타낸다.The graph shown in FIG. 17 represents the sum throughput, fairness index, and UE throughput for a plurality of terminals, respectively.
예를 들어, 신경망 모델(1410)은 아래 표 6의 파라미터에 따라 학습될 수 있다.For example, the
[표 6][Table 6]
도 17을 참조하면, 다양한 실시예들에 따라 학습된 신경망 모델(1410) 은 기존의 리소스 블록을 할당하는 알고리즘 내지 방법에 비하여 향상된 성능을 나타낸다. 기존 Best-CQI 방법에 따른 합 전송률이 학습된 신경망 모델(1410)의 합 전송률보다 높으나, 공정성 조건 및 최소 QoS 조건을 만족시키지 못한다.Referring to FIG. 17, a
도 17을 참조하면, 학습된 신경망 모델(1410)은 PF 또는 Max-min 방식과 유사하면서, 목표 공정성(target fairness)보다 공정성 지수가 높은 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 17, it can be seen that the learned
아래 표 7은 최소 QoS를 만족하지 못하는 확률(outage probability)를 나타낸 표이다. 표 7에서, 신경망 모델(1410)을 이용하는 전자 장치(1200)이 출력한 액션은 약 2.1%(예: DDQN+PER)가 최소 QoS 조건을 만족하지 못함을 확인할 수 있고, 다른 방법에 비하여 높은 성능을 가짐을 확인할 수 있다.Table 7 below is a table showing the probability of not satisfying the minimum QoS (outage probability). In Table 7, it can be seen that about 2.1% (e.g., DDQN+PER) of the actions output by the
[표 7][Table 7]
다양한 실시예들에 따른 전자 장치(200)(예: 도 1의 전자 장치(101)는 프로세서(220)(예: 도 1의 프로세서(120)) 및 상기 프로세서(220)와 전기적으로 연결되고, 상기 프로세서에 의해 실행될 수 있는 명령어를 저장하는 메모리(예: 도 1의 메모리(130))를 포함하고, 상기 프로세서(220)는, 상기 명령어가 실행될 때, 복수의 단말에 관한 CQI 지수(channel quality information index)에 기초하여, 상기 복수의 단말에 리소스 블록이 할당될 때의 예상 전송률(achievable rate)을 획득하고, 상기 예상 전송률을 학습된 신경망 모델(210)(예: 도 4의 신경망 모델(410-1), 도 5의 신경망 모델(410-2))에 입력하여, 상기 복수의 단말에 대하여 상기 리소스 블록을 할당하기 위한 스케줄을 출력하고, 상기 신경망 모델(210)은, 상기 복수의 단말에 관한 학습 CQI 지수를 수집하고, 상기 학습 CQI 지수에 기초하여, 상기 복수의 단말에 상기 리소스 블록이 할당될 때의 학습 예상 전송률을 획득하고, 입력된 상기 학습 예상 전송률을 이용하여, 상기 복수의 단말에 대한 합 전송률이 최대가 되고, 상기 복수의 단말에 대한 공정성 지수가 설정된 공정성(fairness) 조건을 만족하는 상기 스케쥴을 출력하도록 학습될 수 있다.An electronic device 200 (e.g., the electronic device 101 of FIG. 1) according to various embodiments is electrically connected to a processor 220 (e.g., the processor 120 of FIG. 1) and the
상기 신경망 모델(210)은, 상기 예상 전송률에 기초하여, 상기 복수의 단말들에 대하여 상기 합 전송률을 최대로 하고, 상기 공정성 조건를 만족하는 정답 스케쥴을 계산하고, 상기 예상 전송률 및 상기 정답 스케쥴을 이용하여, 지도 학습(supervised learning) 방법을 기반으로 학습될 수 있다.The
상기 신경망 모델(210)은, 비지도 학습(unsupervised learning) 방법을 기반으로 학습될 수 있다.The
상기 신경망 모델(210)은, 상기 리소스 블록이 상기 복수의 단말 중 하나에만 할당되도록 하는 상기 스케쥴을 출력하기 위한 활성화 함수(activation function)을 포함할 수 있다.The
상기 신경망 모델(210)은, 상기 스케쥴에 따른 상기 합 전송률의 크기와 손실이 음의 상관관계를 가지고, 상기 공정성 조건을 만족하지 않은 경우, 상기 스케쥴에 따른 공정성 지수와 상기 손실이 음의 상관관계를 가지도록 설정된 손실 함수에 기초하여 학습될 수 있다.The
다양한 실시예들에 따른 전자 장치(1200)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 프로세서(1220)(예: 도 1의 프로세서(120)) 및 상기 프로세서와 전기적으로 연결되고, 상기 프로세서에 의해 실행될 수 있는 명령어를 저장하는 메모리 (예: 도 1의 메모리(130))를 포함하고, 상기 프로세서(1220)는, 상기 명령어가 실행될 때, 복수의 단말에 관한 CQI 지수(channel quality information index)에 기초하여, 상기 복수의 단말 각각의 평균 전송률, 전송률 및 상기 복수의 단말에 대한 평균 공정성 지수(fairness index)를 포함하는 현재 상태를 획득하고, DQN(deep Q-network)의 학습 방식에 따라 학습된 신경망 모델(1210)(예: 도 14의 신경망 모델(1410))을 이용하여, 상기 현재 상태에 따라 상기 복수의 단말에 대하여 상기 리소스 블록을 할당하기 위한 액션을 결정하고, 상기 신경망 모델(1210)은, 상기 현재 상태에서 리워드를 최대화하는 상기 액션을 출력하도록 학습되고, 상기 리워드는, 상기 복수의 단말에 대하여 상기 리소스 블록을 할당하기 위하여 설정된 제한 조건에 따른 리워드 함수에 기초하여 결정될 수 있다.The electronic device 1200 (e.g., the electronic device 101 of FIG. 1) according to various embodiments is electrically connected to a processor 1220 (e.g., the processor 120 of FIG. 1) and the processor, and the processor It includes a memory (e.g., memory 130 in FIG. 1) that stores instructions that can be executed by, and the processor 1220, when the instruction is executed, CQI index (channel quality information index) for a plurality of terminals. ) Based on the average transmission rate of each of the plurality of terminals, the current state including the transmission rate and the average fairness index for the plurality of terminals is obtained, and according to the learning method of DQN (deep Q-network) Using the learned neural network model 1210 (e.g., the
상기 제한 조건은, 상기 복수의 단말에 대한 상기 평균 전송률의 합이 최대가 되고, 상기 복수의 단말에 대한 상기 전송률이 설정된 QoS(quality of service) 이상이 되고, 상기 복수의 단말 각각에 대하여 할당될 수 있는 리소스 블록의 개수가 설정된 최대 리소스 블록 개수 이하가 되도록 하고, 상기 복수의 단말에 대한 상기 평균 공정성 지수가 설정된 공정성 지수 이상이 되도록 할 수 있다.The limiting condition is that the sum of the average data rates for the plurality of terminals is maximum, the data rate for the plurality of terminals is greater than or equal to a set quality of service (QoS), and the data rate allocated to each of the plurality of terminals is The number of available resource blocks can be set to be less than or equal to the set maximum number of resource blocks, and the average fairness index for the plurality of terminals can be set to be greater than or equal to the set fairness index.
상기 리워드는, 상기 복수의 단말에 대한 상기 평균 전송률의 합, 상기 복수의 단말에 대한 상기 평균 공정성 지수, 설정된 QoS 및 설정된 최대 리소스 블록 개수에 기초하여 결정되는 리워드 함수에 따라 결정될 수 있다.The reward may be determined according to a reward function determined based on the sum of the average data rates for the plurality of terminals, the average fairness index for the plurality of terminals, the set QoS, and the set maximum number of resource blocks.
상기 프로세서(1220)는, 상기 복수의 단말의 수 또는 상기 리소스 블록의 수에 따라, 상기 복수의 단말 또는 상기 리소스 블록 중 적어도 어느 하나를 분할하여 복수의 서브 그룹(1620, 1630)을 결정하고, 상기 복수의 서브 그룹(1620, 1630) 각각에 대한 상기 현재 상태를 상기 신경망 모델(1210)에 입력하여, 상기 복수의 서브 그룹 각각에 대한 상기 액션을 출력할 수 있다.The processor 1220 determines a plurality of
상기 신경망 모델(1210)은, 상기 액션에 따른 상기 Q 밸류를 출력하기 위한 Q 네트워크(1410-1), 상기 액션을 평가하기 위한 목표 Q 네트워크(1410-2)를 이용하여 학습될 수 있다.The
다양한 실시예들에 따른 스케쥴링 방법은, 복수의 단말에 관한 CQI 지수(channel quality information index)에 기초하여, 상기 복수의 단말 각각의 평균 전송률, 전송률 및 상기 복수의 단말에 대한 평균 공정성 지수(fairness index)를 포함하는 현재 상태를 획득하는 동작 및 DQN(deep Q-network)의 학습 방식에 따라 학습된 신경망 모델(1210)을 이용하여, 상기 현재 상태에 따라 상기 복수의 단말에 대하여 상기 리소스 블록을 할당하기 위한 액션을 결정하는 동작을 포함하고, 상기 신경망 모델(1210)은, 상기 현재 상태에서 리워드를 최대화하는 상기 액션을 출력하도록 학습되고, 상기 리워드는, 상기 복수의 단말에 대하여 상기 리소스 블록을 할당하기 위하여 설정된 제한 조건에 따른 리워드 함수에 기초하여 결정될 수 있다.The scheduling method according to various embodiments is based on a CQI index (channel quality information index) for a plurality of terminals, an average transmission rate for each of the plurality of terminals, a transmission rate, and an average fairness index for the plurality of terminals. ) and allocate the resource blocks to the plurality of terminals according to the current state using a
상기 제한 조건은, 상기 복수의 단말에 대한 상기 평균 전송률의 합이 최대가 되고, 상기 복수의 단말에 대한 상기 전송률이 설정된 QoS(quality of service) 이상이 되고, 상기 복수의 단말 각각에 대하여 할당될 수 있는 리소스 블록의 개수가 설정된 최대 리소스 블록 개수 이하가 되도록 하고, 복수의 단말에 대한 상기 평균 공정성 지수가 설정된 공정성 지수 이상이 되도록 할 수 있다.The limiting condition is that the sum of the average data rates for the plurality of terminals is maximum, the data rate for the plurality of terminals is greater than or equal to a set quality of service (QoS), and the data rate allocated to each of the plurality of terminals is The number of available resource blocks can be set to be less than or equal to the set maximum number of resource blocks, and the average fairness index for a plurality of terminals can be set to be greater than or equal to the set fairness index.
상기 리워드는, 상기 복수의 단말에 대한 상기 평균 전송률의 합, 상기 복수의 단말에 대한 상기 평균 공정성 지수, 설정된 QoS 및 설정된 최대 리소스 블록 개수에 기초하여 결정되는 리워드 함수에 따라 결정될 수 있다.The reward may be determined according to a reward function determined based on the sum of the average data rates for the plurality of terminals, the average fairness index for the plurality of terminals, the set QoS, and the set maximum number of resource blocks.
상기 스케쥴링 방법은, 상기 복수의 단말의 수 또는 상기 리소스 블록의 수에 따라, 상기 복수의 단말 또는 상기 리소스 블록 중 적어도 어느 하나를 분할하여 복수의 서브 그룹(1620, 1630)을 결정하는 동작을 더 포함하고, 상기 액션을 결정하는 동작은, 상기 복수의 서브 그룹(1620, 1630) 각각에 대한 상기 현재 상태를 상기 신경망 모델(1210)에 입력하여, 상기 복수의 서브 그룹 각각에 대한 상기 액션을 출력할 수 있다.The scheduling method further includes determining a plurality of
상기 신경망 모델은, DDQN 모델을 가지고, 상기 액션을 출력하기 위한 Q 네트워크, 상기 액션을 평가하기 위한 타겟 네트워크를 이용하여 학습될 수 있다.The neural network model can be learned using a DDQN model, a Q network for outputting the action, and a target network for evaluating the action.
다양한 실시예들에 따른 신경망 모델 학습 방법은 복수의 단말에 대하여 설정된 시간 동안 리소스 블록을 할당하여, 현재 상태, 액션, 리워드 및 다음 상태를 포함하는 학습 데이터를 수집하는 동작, 신경망 모델(1410)에 입력된 학습 데이터에 따라, Q 밸류를 결정하는 동작 및 상기 Q 밸류에 기초하여 계산된 손실(1450)을 이용하여, 상기 현재 상태에서 상기 리워드를 최대화하는 상기 액션(1440)을 출력하도록 상기 신경망 모델(1410)을 학습시키는 동작을 포함하고, 상기 리워드는, 상기 복수의 단말에 대하여 상기 리소스 블록을 할당하기 위하여 설정된 제한 조건에 따른 리워드 함수에 기초하여 결정될 수 있다.A neural network model learning method according to various embodiments includes the operation of allocating resource blocks for a set time to a plurality of terminals and collecting learning data including the current state, action, reward, and next state, and the
상기 제한 조건은, 상기 복수의 단말에 대한 평균 전송률의 합이 최대가 되고, 상기 복수의 단말에 대한 전송률이 설정된 QoS(quality of service) 이상이 되고, 상기 복수의 단말 각각에 대하여 할당될 수 있는 리소스 블록의 개수가 설정된 최대 리소스 블록 개수 이하가 되도록 하고, 상기 복수의 단말에 대한 평균 공정성 지수가 설정된 공정성 지수 이상이 되도록 할 수 있다.The limiting condition is that the sum of the average data rates for the plurality of terminals is maximum, the data rate for the plurality of terminals is greater than the set quality of service (QoS), and the data rate that can be assigned to each of the plurality of terminals is the maximum. It is possible to ensure that the number of resource blocks is less than or equal to the set maximum number of resource blocks, and that the average fairness index for the plurality of terminals is greater than or equal to the set fairness index.
상기 신경망 모델 학습 방법은, 상기 학습 데이터를 우선 순위에 따라 샘플링할지 여부에 관한 제1 파라미터에 기초하여 샘플링 확률을 결정하는 동작, 학습 단계마다 선형적으로 증가하는 제2 파라미터에 따른 가중치를 이용하여, 상기 샘플링 확률의 편향치를 보정하는 동작 및 상기 편향치에 따라 보정된 상기 샘플링 확률을 이용하여, 상기 학습 데이터를 샘플링하는 동작을 더 포함할 수 있다.The neural network model learning method includes determining a sampling probability based on a first parameter regarding whether to sample the learning data according to priority, and using a weight according to a second parameter that increases linearly for each learning step. , an operation of correcting a bias value of the sampling probability, and an operation of sampling the learning data using the sampling probability corrected according to the bias value.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.Electronic devices according to various embodiments disclosed in this document may be of various types. Electronic devices may include, for example, portable communication devices (e.g., smartphones), computer devices, portable multimedia devices, portable medical devices, cameras, wearable devices, or home appliances. Electronic devices according to embodiments of this document are not limited to the above-described devices.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.The various embodiments of this document and the terms used herein are not intended to limit the technical features described in this document to specific embodiments, and should be understood to include various changes, equivalents, or replacements of the embodiments. In connection with the description of the drawings, similar reference numbers may be used for similar or related components. The singular form of a noun corresponding to an item may include one or more of the above items, unless the relevant context clearly indicates otherwise. As used herein, “A or B”, “at least one of A and B”, “at least one of A or B”, “A, B or C”, “at least one of A, B and C”, and “A Each of phrases such as “at least one of , B, or C” may include any one of the items listed together in the corresponding phrase, or any possible combination thereof. Terms such as "first", "second", or "first" or "second" may be used simply to distinguish one component from another, and to refer to that component in other respects (e.g., importance or order) is not limited. One (e.g., first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g., second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively.” When mentioned, it means that any of the components can be connected to the other components directly (e.g. wired), wirelessly, or through a third component.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다. The term “module” used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as logic, logic block, component, or circuit, for example. It can be used as A module may be an integrated part or a minimum unit of the parts or a part thereof that performs one or more functions. For example, according to one embodiment, the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.Various embodiments of the present document are one or more instructions stored in a storage medium (e.g., built-in memory 136 or external memory 138) that can be read by a machine (e.g., electronic device 101). It may be implemented as software (e.g., program 140) including these. For example, a processor (e.g., processor 120) of a device (e.g., electronic device 101) may call at least one command among one or more commands stored from a storage medium and execute it. This allows the device to be operated to perform at least one function according to the at least one instruction called. The one or more instructions may include code generated by a compiler or code that can be executed by an interpreter. A storage medium that can be read by a device may be provided in the form of a non-transitory storage medium. Here, 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain signals (e.g. electromagnetic waves), and this term refers to cases where data is semi-permanently stored in the storage medium. There is no distinction between temporary storage cases.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.According to one embodiment, methods according to various embodiments disclosed in this document may be included and provided in a computer program product. Computer program products are commodities and can be traded between sellers and buyers. The computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)) or through an application store (e.g. Play StoreTM) or on two user devices (e.g. It can be distributed (e.g. downloaded or uploaded) directly between smart phones) or online. In the case of online distribution, at least a portion of the computer program product may be at least temporarily stored or temporarily created in a machine-readable storage medium, such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.According to various embodiments, each component (e.g., module or program) of the above-described components may include a single or plural entity, and some of the plurality of entities may be separately placed in other components. there is. According to various embodiments, one or more of the components or operations described above may be omitted, or one or more other components or operations may be added. Alternatively or additionally, multiple components (eg, modules or programs) may be integrated into a single component. In this case, the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components in the same or similar manner as those performed by the corresponding component of the plurality of components prior to the integration. . According to various embodiments, operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, or omitted. Alternatively, one or more other operations may be added.
Claims (18)
프로세서; 및
상기 프로세서와 전기적으로 연결되고, 상기 프로세서에 의해 실행될 수 있는 명령어를 저장하는 메모리
를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 명령어가 실행될 때, 복수의 단말에 관한 CQI 지수(channel quality information index)에 기초하여, 상기 복수의 단말에 리소스 블록이 할당될 때의 예상 전송률(achievable rate)을 획득하고,
상기 예상 전송률을 학습된 신경망 모델에 입력하여, 상기 복수의 단말에 대하여 상기 리소스 블록을 할당하기 위한 스케줄을 출력하고,
상기 신경망 모델은,
상기 복수의 단말에 관한 학습 CQI 지수를 수집하고,
상기 학습 CQI 지수에 기초하여, 상기 복수의 단말에 상기 리소스 블록이 할당될 때의 학습 예상 전송률을 획득하고,
입력된 상기 학습 예상 전송률을 이용하여, 상기 복수의 단말에 대한 합 전송률이 최대가 되고, 상기 복수의 단말에 대한 공정성 지수가 설정된 공정성(fairness) 조건을 만족하는 상기 스케줄을 출력하도록 학습되는, 전자 장치.In electronic devices,
processor; and
Memory electrically connected to the processor and storing instructions that can be executed by the processor
Including,
The processor,
When the command is executed, an achievable rate is obtained when a resource block is allocated to the plurality of terminals based on a CQI index (channel quality information index) for the plurality of terminals,
Input the expected data rate into a learned neural network model to output a schedule for allocating the resource blocks to the plurality of terminals,
The neural network model is,
Collect learning CQI indices for the plurality of terminals,
Based on the learning CQI index, obtain a learning expected data rate when the resource block is allocated to the plurality of terminals,
Using the input expected learning data rate, the schedule is learned to output the schedule that maximizes the total data rate for the plurality of terminals and satisfies the fairness condition in which the fairness index for the plurality of terminals is set. Device.
상기 신경망 모델은,
상기 예상 전송률에 기초하여, 상기 복수의 단말들에 대하여 상기 합 전송률을 최대로 하고, 상기 공정성 조건를 만족하는 정답 스케쥴을 계산하고,
상기 예상 전송률 및 상기 정답 스케쥴을 이용하여, 지도 학습(supervised learning) 방법을 기반으로 학습되는, 전자 장치.According to paragraph 1,
The neural network model is,
Based on the expected data rate, calculate a correct schedule that maximizes the sum data rate for the plurality of terminals and satisfies the fairness condition,
An electronic device that is trained based on a supervised learning method using the expected transmission rate and the correct answer schedule.
상기 신경망 모델은,
비지도 학습(unsupervised learning) 방법을 기반으로 학습되는, 전자 장치.According to paragraph 1,
The neural network model is,
An electronic device that learns based on unsupervised learning methods.
상기 신경망 모델은,
상기 리소스 블록이 상기 복수의 단말 중 하나에만 할당되도록 하는 상기 스케줄을 출력하기 위한 활성화 함수(activation function)을 포함하는, 전자 장치.According to paragraph 3,
The neural network model is,
An electronic device comprising an activation function for outputting the schedule so that the resource block is allocated to only one of the plurality of terminals.
상기 신경망 모델은,
상기 스케줄에 따른 상기 합 전송률의 크기와 손실이 음의 상관관계를 가지고,
상기 공정성 조건을 만족하지 않은 경우, 상기 스케줄에 따른 공정성 지수와 상기 손실이 음의 상관관계를 가지도록 설정된 손실 함수에 기초하여 학습되는, 전자 장치.According to paragraph 1,
The neural network model is,
The size and loss of the sum data rate according to the schedule have a negative correlation,
When the fairness condition is not satisfied, the electronic device learns based on a loss function set so that the fairness index according to the schedule and the loss have a negative correlation.
프로세서; 및
상기 프로세서와 전기적으로 연결되고, 상기 프로세서에 의해 실행될 수 있는 명령어를 저장하는 메모리
를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 명령어가 실행될 때, 복수의 단말에 관한 CQI 지수(channel quality information index)에 기초하여, 상기 복수의 단말 각각의 평균 전송률, 전송률 및 상기 복수의 단말에 대한 평균 공정성 지수(fairness index)를 포함하는 현재 상태를 획득하고,
DQN(deep Q-network)의 학습 방식에 따라 학습된 신경망 모델을 이용하여, 상기 현재 상태에 따라 상기 복수의 단말에 대하여 리소스 블록을 할당하기 위한 액션을 결정하고,
상기 신경망 모델은,
상기 현재 상태에서 리워드를 최대화하는 상기 액션을 출력하도록 학습되고,
상기 리워드는,
상기 복수의 단말에 대하여 상기 리소스 블록을 할당하기 위하여 설정된 제한 조건에 따른 리워드 함수에 기초하여 결정되는, 전자 장치.In electronic devices,
processor; and
Memory electrically connected to the processor and storing instructions that can be executed by the processor
Including,
The processor,
When the command is executed, based on a CQI index (channel quality information index) for a plurality of terminals, including an average transmission rate of each of the plurality of terminals, a transmission rate, and an average fairness index for the plurality of terminals. obtain the current state,
Using a neural network model learned according to a deep Q-network (DQN) learning method, determine an action for allocating resource blocks to the plurality of terminals according to the current state,
The neural network model is,
Learned to output the action that maximizes the reward in the current state,
The above rewards are,
An electronic device determined based on a reward function according to constraints set to allocate the resource block to the plurality of terminals.
상기 제한 조건은,
상기 복수의 단말에 대한 상기 평균 전송률의 합이 최대가 되고,
상기 복수의 단말에 대한 상기 전송률이 설정된 QoS(quality of service) 이상이 되고,
상기 복수의 단말 각각에 대하여 할당될 수 있는 리소스 블록의 개수가 설정된 최대 리소스 블록 개수 이하가 되도록 하고,
상기 복수의 단말에 대한 상기 평균 공정성 지수가 설정된 공정성 지수 이상이 되도록 하는, 전자 장치.According to clause 6,
The above limiting conditions are:
The sum of the average data rates for the plurality of terminals becomes the maximum,
The transmission rate for the plurality of terminals is greater than or equal to a set quality of service (QoS),
Ensure that the number of resource blocks that can be allocated to each of the plurality of terminals is less than or equal to the set maximum number of resource blocks,
An electronic device that ensures that the average fairness index for the plurality of terminals is greater than or equal to a set fairness index.
상기 리워드는,
상기 복수의 단말에 대한 상기 평균 전송률의 합, 상기 복수의 단말에 대한 상기 평균 공정성 지수, 설정된 QoS 및 설정된 최대 리소스 블록 개수에 기초하여 결정되는 리워드 함수에 따라 결정되는, 전자 장치.According to clause 6,
The above rewards are,
An electronic device determined according to a reward function determined based on the sum of the average data rates for the plurality of terminals, the average fairness index for the plurality of terminals, a set QoS, and a set maximum number of resource blocks.
상기 프로세서는,
상기 복수의 단말의 수 또는 상기 리소스 블록의 수에 따라, 상기 복수의 단말 또는 상기 리소스 블록 중 적어도 어느 하나를 분할하여 복수의 서브 그룹을 결정하고,
상기 복수의 서브 그룹 각각에 대한 상기 현재 상태를 상기 신경망 모델에 입력하여, 상기 복수의 서브 그룹 각각에 대한 상기 액션을 출력하는, 전자 장치.According to clause 6,
The processor,
Depending on the number of the plurality of terminals or the number of the resource blocks, dividing at least one of the plurality of terminals or the resource block to determine a plurality of subgroups,
An electronic device that inputs the current state for each of the plurality of subgroups into the neural network model and outputs the action for each of the plurality of subgroups.
상기 신경망 모델은,
상기 액션에 따른 상기 Q 밸류를 출력하기 위한 Q 네트워크, 상기 액션을 평가하기 위한 목표 Q 네트워크를 이용하여 학습되는, 전자 장치.According to clause 6,
The neural network model is,
An electronic device that is learned using a Q network for outputting the Q value according to the action and a target Q network for evaluating the action.
DQN(deep Q-network)의 학습 방식에 따라 학습된 신경망 모델을 이용하여, 상기 현재 상태에 따라 상기 복수의 단말에 대하여 리소스 블록을 할당하기 위한 액션을 결정하는 동작
을 포함하고,
상기 신경망 모델은,
상기 현재 상태에서 리워드를 최대화하는 상기 액션을 출력하도록 학습되고,
상기 리워드는,
상기 복수의 단말에 대하여 상기 리소스 블록을 할당하기 위하여 설정된 제한 조건에 따른 리워드 함수에 기초하여 결정되는, 스케쥴링 방법.Based on the CQI index (channel quality information index) for a plurality of terminals, an operation of obtaining a current state including an average transmission rate of each of the plurality of terminals, a transmission rate, and an average fairness index for the plurality of terminals. ; and
An operation of determining an action for allocating resource blocks to the plurality of terminals according to the current state using a neural network model learned according to the learning method of DQN (deep Q-network)
Including,
The neural network model is,
Learned to output the action that maximizes the reward in the current state,
The above rewards are,
A scheduling method determined based on a reward function according to constraints set to allocate the resource blocks to the plurality of terminals.
상기 제한 조건은,
상기 복수의 단말에 대한 상기 평균 전송률의 합이 최대가 되고,
상기 복수의 단말에 대한 상기 전송률이 설정된 QoS(quality of service) 이상이 되고,
상기 복수의 단말 각각에 대하여 할당될 수 있는 리소스 블록의 개수가 설정된 최대 리소스 블록 개수 이하가 되도록 하고,
복수의 단말에 대한 상기 평균 공정성 지수가 설정된 공정성 지수 이상이 되도록 하는, 스케쥴링 방법.According to clause 11,
The above limiting conditions are:
The sum of the average data rates for the plurality of terminals becomes the maximum,
The transmission rate for the plurality of terminals is greater than or equal to a set quality of service (QoS),
Ensure that the number of resource blocks that can be allocated to each of the plurality of terminals is less than or equal to the set maximum number of resource blocks,
A scheduling method that ensures that the average fairness index for a plurality of terminals is greater than or equal to a set fairness index.
상기 리워드는,
상기 복수의 단말에 대한 상기 평균 전송률의 합, 상기 복수의 단말에 대한 상기 평균 공정성 지수, 설정된 QoS 및 설정된 최대 리소스 블록 개수에 기초하여 결정되는 리워드 함수에 따라 결정되는, 스케쥴링 방법.According to clause 11,
The above rewards are,
A scheduling method determined according to a reward function determined based on the sum of the average data rates for the plurality of terminals, the average fairness index for the plurality of terminals, the set QoS, and the set maximum number of resource blocks.
상기 복수의 단말의 수 또는 상기 리소스 블록의 수에 따라, 상기 복수의 단말 또는 상기 리소스 블록 중 적어도 어느 하나를 분할하여 복수의 서브 그룹을 결정하는 동작
을 더 포함하고,
상기 액션을 결정하는 동작은,
상기 복수의 서브 그룹 각각에 대한 상기 현재 상태를 상기 신경망 모델에 입력하여, 상기 복수의 서브 그룹 각각에 대한 상기 액션을 출력하는, 스케쥴링 방법.According to clause 11,
An operation to determine a plurality of subgroups by dividing at least one of the plurality of terminals or the resource block according to the number of the plurality of terminals or the number of the resource blocks.
It further includes,
The operation that determines the action is,
A scheduling method for inputting the current state for each of the plurality of subgroups into the neural network model and outputting the action for each of the plurality of subgroups.
상기 신경망 모델은,
DDQN 모델을 가지고, 상기 액션을 출력하기 위한 Q 네트워크, 상기 액션을 평가하기 위한 타겟 네트워크를 이용하여 학습되는, 스케쥴링 방법.According to clause 11,
The neural network model is,
A scheduling method that is learned using a DDQN model, a Q network for outputting the action, and a target network for evaluating the action.
신경망 모델에 입력된 학습 데이터에 따라, Q 밸류를 결정하는 동작; 및
상기 Q 밸류에 기초하여 계산된 손실을 이용하여, 상기 현재 상태에서 상기 리워드를 최대화하는 상기 액션을 출력하도록 상기 신경망 모델을 학습시키는 동작
을 포함하고,
상기 리워드는,
상기 복수의 단말에 대하여 상기 리소스 블록을 할당하기 위하여 설정된 제한 조건에 따른 리워드 함수에 기초하여 결정되는, 신경망 모델의 학습 방법.An operation of allocating resource blocks for a set time to a plurality of terminals and collecting learning data including current state, action, reward, and next state;
An operation of determining a Q value according to learning data input to a neural network model; and
An operation of training the neural network model to output the action that maximizes the reward in the current state, using the loss calculated based on the Q value.
Including,
The above rewards are,
A method of learning a neural network model, which is determined based on a reward function according to constraints set to allocate the resource blocks to the plurality of terminals.
상기 제한 조건은,
상기 복수의 단말에 대한 평균 전송률의 합이 최대가 되고,
상기 복수의 단말에 대한 전송률이 설정된 QoS(quality of service) 이상이 되고,
상기 복수의 단말 각각에 대하여 할당될 수 있는 리소스 블록의 개수가 설정된 최대 리소스 블록 개수 이하가 되도록 하고,
상기 복수의 단말에 대한 평균 공정성 지수가 설정된 공정성 지수 이상이 되도록 하는, 신경망 모델 학습 방법.According to clause 16,
The above limiting conditions are:
The sum of the average data rates for the plurality of terminals becomes the maximum,
The transmission rate for the plurality of terminals is higher than the set quality of service (QoS),
Ensure that the number of resource blocks that can be allocated to each of the plurality of terminals is less than or equal to the set maximum number of resource blocks,
A neural network model learning method that ensures that the average fairness index for the plurality of terminals is greater than or equal to a set fairness index.
상기 학습 데이터를 우선 순위에 따라 샘플링할지 여부에 관한 제1 파라미터에 기초하여 샘플링 확률을 결정하는 동작;
학습 단계마다 선형적으로 증가하는 제2 파라미터에 따른 가중치를 이용하여, 상기 샘플링 확률의 편향치를 보정하는 동작; 및
상기 편향치에 따라 보정된 상기 샘플링 확률을 이용하여, 상기 학습 데이터를 샘플링하는 동작
을 더 포함하는, 신경망 모델 학습 방법.
According to clause 16,
determining a sampling probability based on a first parameter regarding whether to sample the learning data according to priority;
Correcting a bias value of the sampling probability using a weight according to a second parameter that increases linearly in each learning step; and
An operation of sampling the learning data using the sampling probability corrected according to the bias value.
A neural network model learning method further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/KR2023/004409 WO2023200161A1 (en) | 2022-04-12 | 2023-03-31 | Resource block scheduling method, and electronic device performing same method |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20220045298 | 2022-04-12 | ||
KR1020220045298 | 2022-04-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230146416A true KR20230146416A (en) | 2023-10-19 |
Family
ID=88507754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220055224A KR20230146416A (en) | 2022-04-12 | 2022-05-04 | Method of scheduling resource block, and electronic device performing the method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20230146416A (en) |
-
2022
- 2022-05-04 KR KR1020220055224A patent/KR20230146416A/en unknown
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