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https://www.krm.or.kr/krmts/link.html?dbGubun=SD&m201_id=10011470&local_id=10016071
음성 및 데이터 서비스를 지원하는 CDMA/TDD 시스템을 위한 통합 타임슬롯 할당 및 호 수락 제어 체계
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
사업별 신청요강보기
  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number B00172
Year(selected) 2005 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2007년 05월 23일
Year type 결과보고
Year(final report) 2007년
Research Summary
  • Korean
  • CDMA/TDD 시스템은 상향링크와 하향링크간에 자원을 유연하게 할당할 수 있기 때문에 두 링크간의 트래픽 불균형이 심하고 자주 변하는 멀티미디어 통신환경 하에서 주파수 이용률을 극대화할 수 있다. 본 논문에서는 다양한 음성 및 데이터 서비스를 제공하는 CDMA/TDD 시스템을 대상으로, 서비스별 채널 수요를 고려하면서 서비스별 채널 할당 수에 따른 효용을 최대화하는 타임슬롯 할당 방법을 결정하기 위한 최적 타임슬롯 할당 모형과, 타임슬롯 수 조정과 기존 채널의 강제종료를 고려하면서 총효용 최대화 관점에서 신규 채널 수요에 대한 수락 여부를 결정하기 위한 통합 타임슬롯 및 코드 할당 모형을 정형화한다. 또한, 라그랑지안 이완 기법과 서브그래디언트 최적화 기법을 이용한 동적 타임슬롯 할당 체계와 통합 타임슬롯 할당 및 호 수락 제어 체계를 제시한다. 마지막으로, 실험을 통해 제시한 동적 자원 할당 체계들이 빠른 시간 내에 최적해 또는 최적해에 아주 가까운 해를 제공한다는 것을 보여준다.
  • English
  • CDMA/TDD with asymmetric capacity allocation between uplink and downlink is a highly attractive solution to support the next generation mobile systems with the asymmetric traffic volume in uplink and downlink. This is because flexible asymmetric allocation of capacity to uplink and downlink usually improves the utilization of the limited bandwidth. In this paper, we mathematically formulate an optimal timeslot allocation problem considering the channel demands of each data class for the CDMA/TDD system, which is to maximize the total utility determined by the numbers of channels allocated to each data class. We also mathematically formulate an integrated timeslot and code allocation problem to determine the admission of new channel demands, which considers the update of current timeslot allocation and the forced terminations of previously allocated channels. Next, we suggest a dynamic timeslot allocation scheme, and an integrated timeslot allocation and call admission control scheme using Lagrangean relaxation and subgradient optimization techniques. Finally, experimental results show that the proposed dynamic resource allocation schemes provide high-quality solutions in a fast time.
Research result report
  • Abstract
  • CDMA/TDD 시스템은 상향링크와 하향링크간에 자원을 유연하게 할당할 수 있기 때문에 두 링크간의 트래픽 불균형이 심하고 자주 변하는 멀티미디어 통신환경 하에서 주파수 이용률을 극대화할 수 있다. 본 논문에서는 다양한 음성 및 데이터 서비스를 제공하는 CDMA/TDD 시스템을 대상으로, 서비스별 채널 수요를 고려하면서 서비스별 채널 할당 수에 따른 효용을 최대화하는 타임슬롯 할당 방법을 결정하기 위한 최적 타임슬롯 할당 모형을 제시하고, 라그랑지안 이완 기법과 서브그래디언트 최적화 기법을 이용한 동적 타임슬롯 할당 체계를 제시한다. 또한, 주어진 타임슬롯 수 하에서 기존에 할당된 채널의 강제종료를 고려하면서 총효용 최대화 관점에서 신규 채널 수요에 대한 수락 여부를 결정하기 위한 동적 코드 할당 모형을 제시하고, 라그랑지안 이완 기법과 서브그래디언트 최적화 기법을 이용한 동적 코드 할당 체계(호 수락 제어 체계)를 제시한다. 마지막으로, 타임슬롯 수 조정과 기존에 할당된 채널의 강제종료를 고려하면서 총효용 최대화 관점에서 신규 채널 수요에 대한 수락 여부를 결정하기 위한 통합 타임슬롯 및 코드 할당 모형을 제시하고, 동적 코드 할당 체계를 활용한 통합 타임슬롯 할당 및 호 수락 제어 체계를 제시한다. 실험을 통해 제시한 동적 자원 할당 체계들이 매우 빠른 시간 내에 좋은 해를 제공한다는 것을 확인하였다. 동적 타임슬롯 할당 체계는 평균적으로 3ms에, 동적 코드 할당 체계는 평균적으로 1ms에, 통합 타임슬롯 할당 및 호 수락 제어 체계는 평균적으로 2ms에 최적해 또는 최적해에 아주 가까운 해를 구하였다. 결론적으로 본 논문에서 제시한 동적 자원 할당 체계는 CDMA/TDD 시스템에서 실시간으로 자원을 활용하기에 아주 좋은 방법들이라 할 수 있다.
  • Research result and Utilization method
  • 본 논문에서는 다양한 서비스를 제공하는 CDMA/TDD 시스템을 대상으로, 서비스별 채널 수요를 고려하면서 서비스별 채널 할당 수에 따른 효용을 최대화하는 타임슬롯 할당 방법을 결정하기 위한 최적 타임슬롯 할당 모형을 제시하고, 라그랑지안 이완 기법과 서브그래디언트 최적화 기법을 이용한 동적 타임슬롯 할당 체계를 제시하였다. 또한 주어진 타임슬롯 수 하에서 기존에 할당된 채널의 강제종료를 고려하면서 총효용 최대화 관점에서 신규 채널 수요에 대한 수락 여부를 결정하기 위한 동적 코드 할당 모형을 제시하고, 라그랑지안 이완 기법과 서브그래디언트 최적화 기법을 이용한 동적 코드 할당 체계를 제시하였다. 마지막으로 타임슬롯 수 조정과 기존에 할당된 채널의 강제종료를 고려하면서 총효용 최대화 관점에서 신규 채널 수요에 대한 수락 여부를 결정하기 위한 통합 타임슬롯 및 코드 할당 모형을 제시하고, 동적 코드 할당 체계를 활용한 통합 타임슬롯 할당 및 호 수락 제어 체계를 제시하였다. 실험을 통해 제시한 동적 자원 할당 체계들이 매우 빠른 시간 내에 좋은 해를 제공한다는 것을 확인하였다. 동적 타임슬롯 할당 체계는 평균적으로 3ms에, 동적 코드 할당 체계는 평균적으로 1ms에, 통합 타임슬롯 할당 및 호 수락 제어 체계는 평균적으로 2ms에 최적해 또는 최적해에 아주 가까운 해를 구하였다. 결론적으로 본 논문에서 제시한 동적 자원 할당 체계는 CDMA/TDD 시스템에서 실시간으로 자원을 활용하기에 아주 좋은 방법들이라 할 수 있다.

    연구결과의 활용방안을 살펴보면, 첫째, 한정되어 있는 주파수 자원을 효율적으로 활용하기 위해 전 세계적으로 이루어지고 있는 CDMA/TDD 이동통신시스템에 대한 연구 동향에 비추어 볼 때, 본 연구에서 제시하는 음성 및 데이터 서비스를 지원하는 CDMA/TDD 시스템을 위한 통합 타임슬롯 할당 및 호 수락 제어 체계는 관련 분야의 학문적 발전을 위해 상당한 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다. 둘째, 본 연구에서 제시한 통합 타임슬롯 할당 및 호 수락 제어 체계는 전 세계적으로 개발되고 있는 음성 및 데이터 서비스를 지원하는 CDMA/TDD 시스템의 용량을 극대화하여 시스템 성능을 향상시키고, 나아가 차세대 이동통신 분야의 대외 경쟁력을 강화하는데 있어서 매우 중요한 역할을 담당할 수 있을 것으로 사료된다. 셋째, 본 연구에서 제시한 최적화 모형 수립 과정과 라그랑지안 이완 기법과 서브그래디언트 최적화 기법을 이용한 모형 해결 방안 개발 과정은 경영과학 분야의 교육에 있어 좋은 응용 사례로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
  • Index terms
  • CDMA/TDD, 타임슬롯 할당, 코드 할당, 호 수락 제어, 라그랑지안 이완 기법, 서브그래디언트 최적화 기법
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