• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권1호
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• pp.149-168
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• 2015

In cognitive radio networks (CRNs), hybrid overlay and underlay sharing transmission mode is an effective technique for improving the efficiency of radio spectrum. Unlike existing works in the literature, where only one secondary user (SU) uses overlay and underlay modes, the different transmission modes should be allocated to different SUs, according to their different quality of services (QoS), to achieve the maximal efficiency of radio spectrum. However, hybrid sharing mode allocation for heterogeneous services is still a challenge in CRNs. In this paper, we propose a new resource allocation method for hybrid sharing transmission mode of overlay and underlay (HySOU), to achieve more potential resources for SUs to access the spectrum without interfering with the primary users. We formulate the HySOU resource allocation as a mixed-integer programming problem to optimize the total system throughput, satisfying heterogeneous QoS. To decrease the algorithm complexity, we divide the problem into two sub-problems: subchannel allocation and power allocation. Cutset is used to achieve the optimal subchannel allocation, and the optimal power allocation is obtained by Lagrangian dual function decomposition and subgradient algorithm. Simulation results show that the proposed algorithm further improves spectrum utilization with a simultaneous fairness guarantee, and the achieved HySOU diversity gain is a satisfactory improvement.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.451-455
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• 2017

ZPP와 THPP 화약의 압력 카트리지가 밀폐용기에 장착되어 연소될 때의 현상을 반응성 오일러리안-라그랑지안 이상 유동 해석 코드를 통해 모사 하였다. ZPP와 THPP는 압력 카트리지 내에서 boron nitride 판으로 격리되어있고, ZPP만 열선에 의해 직접 점화되기 때문에 THPP의 연소지연효과가 발생할 가능성이 높다. 실험을 통한 THPP의 점화지연 측정은 힘들기 때문에 기존의 연구를 통해 검증된 수치해석 코드를 통해 점화지연에 대한 케이스 스터디를 수행하고 현상학적 분석을 수행하였다. 해석 결과 THPP의 점화지연 정도에 따라 초기 충격파의 강도가 변하여 압력선도의 초기 피크특성 뿐만 아니라 주파수에도 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제18권6호
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• pp.1638-1658
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• 2024

As a crucial development direction for the sixth generation of mobile communication networks (6G), Low Earth Orbit (LEO) satellite networks exhibit characteristics such as low latency, seamless coverage, and high bandwidth. However, the frequent changes in the topology of LEO satellite networks complicate communication between satellites, and satellite power resources are limited. To fully utilize resources on satellites, it is essential to determine the association between satellites before power allocation. To effectively address the satellite association problem in LEO satellite networks, this paper proposes a satellite association-based resource allocation algorithm. The algorithm comprehensively considers the throughput of the satellite network and the fairness associated with satellite correlation. It formulates an objective function with logarithmic utility by taking the logarithm and summing the satellite channel capacities. This aims to maximize the sum of logarithmic utility while promoting the selection of fewer associated satellites for forwarding satellites, thereby enhancing the fairness of satellite association. The problems of satellite association and power allocation are solved under constraints on resources and transmission rates, maximizing the logarithmic utility function. The paper employs an improved Kuhn-Munkres (KM) algorithm to solve the satellite association problem and determine the correlation between satellites. Based on the satellite association results, the paper uses the Lagrangian dual method to solve the power allocation problem. Simulation results demonstrate that the proposed algorithm enhances the fairness of satellite association, optimizes resource utilization, and effectively improves the throughput of LEO satellite networks.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권11A호
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• pp.878-891
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• 2011

본 논문에서는 사용자들 간의 간섭이 존재하는 무선망에서 상하향 링크의 수율 최대화를 동시에 고려한다. 상향 링크에서는 라그랑지안 완화기법에 기반으로 하는 분산적이고 반복적인 알고리즘을 제안하다. 상향 링크에서의 라그랑지 곱수와 네트워크 쌍대성 성질을 이용하여 채널 이득과 최대 전력 제약이 상향 링크와 동일한 듀얼 하향 링크에서의 수율 최대화를 얻을 수 있다. 본 논문에서 증명한 네트워크 쌍대성 성질은 기존의 연구에 비해 보다 일반적인 형태를 가진다. 또한, 모의실험 결과는 채널의 상관 계수가 ${\theta}{\in}$(0.5, 1] 일 때, 상하향 링크에서 제안된 기법들이 각각 최적값에 근접하다는 것을 보여준다. 반면에 채널의 상관 계수가 낮을 때 (${\theta}{\in}$(0, 0.5]), 하향 링크에서의 성능 열화를 관찰할 수 있다. 네트워크 쌍대성 성질은 상향 링크에 비해 채널 이득과 최대 전력 제약이 다른 실제 하향 링크로 확장된다. 이러한 쌍대성 성질에 기반으로 하는 기법은 실제 하향 링크에서도 충분히 적용될 수 있음이 모의실험 결과로 보여진다. 기존에 제안된 알고리즘의 복잡도를 고려하였을때, 본 논문의 결과는 일반화된 네트워크 쌍대성 성질의 성능과 실제 적용면에서 상당히 유용하다고 할 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권6호
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• pp.2595-2618
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• 2018

In this paper, we investigate secure communication with the presence of multiple eavesdroppers (Eves) in a two-tier downlink dense heterogeneous network, wherein there is a macrocell base station (MBS) and multiple femtocell base stations (FBSs). Each base station (BS) has multiple users. And Eves attempt to wiretap a macrocell user (MU). To keep Eves ignorant of the confidential message, we propose a physical-layer security scheme based on cross-layer cooperation to exploit interference in the considered network. Under the constraints on the quality of service (QoS) of other legitimate users and transmit power, the secrecy rate of system can be maximized through jointly optimizing the beamforming vectors of MBS and cooperative FBSs. We explore the problem of maximizing secrecy rate in both non-colluding and colluding Eves scenarios, respectively. Firstly, in non-colluding Eves scenario, we approximate the original non-convex problem into a few semi-definite programs (SDPs) by employing the semi-definite relaxation (SDR) technique and conservative convex approximation under perfect channel state information (CSI) case. Furthermore, we extend the frame to imperfect CSI case and use the Lagrangian dual theory to cope with uncertain constraints on CSI. Secondly, in colluding Eves scenario, we transform the original problem into a two-tier optimization problem equivalently. Among them, the outer layer problem is a single variable optimization problem and can be solved by one-dimensional linear search. While the inner-layer optimization problem is transformed into a convex SDP problem with SDR technique and Charnes-Cooper transformation. In the perfect CSI case of both non-colluding and colluding Eves scenarios, we prove that the relaxation of SDR is tight and analyze the complexity of proposed algorithms. Finally, simulation results validate the effectiveness and robustness of proposed scheme.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권5호
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• pp.2233-2252
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• 2018

For the problem of cross-layer joint resource allocation (JRA) in the Long-Term Evolution (LTE)-Advanced standard using carrier aggregation (CA) technology, it is difficult to obtain the optimal resource allocation scheme. This paper proposes a joint resource allocation algorithm based on the weights of user's average quality of experience (JRA-WQOE). In contrast to prevalent algorithms, the proposed method can satisfy the carrier aggregation abilities of different users and consider user fairness. An optimization model is established by considering the user quality of experience (QoE) with the aim of maximizing the total user rate. In this model, user QoE is quantified by the mean opinion score (MOS) model, where the average MOS value of users is defined as the weight factor of the optimization model. The JRA-WQOE algorithm consists of the iteration of two algorithms, a component carrier (CC) and resource block (RB) allocation algorithm called DABC-CCRBA and a subgradient power allocation algorithm called SPA. The former is used to dynamically allocate CC and RB for users with different carrier aggregation capacities, and the latter, which is based on the Lagrangian dual method, is used to optimize the power allocation process. Simulation results showed that the proposed JRA-WQOE algorithm has low computational complexity and fast convergence. Compared with existing algorithms, it affords obvious advantages such as improving the average throughput and fairness to users. With varying numbers of users and signal-to-noise ratios (SNRs), the proposed algorithm achieved higher average QoE values than prevalent algorithms.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제28권6호
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• pp.1229-1244
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• 2017

최근 여러 분야에서 데이터에 근거한 분석방법론에 대한 수요가 증대됨에 따라 이를 처리할 수 있는 최적화 방법이 발전되고 있다. 특히 통계학과 기계학습 분야의 문제들에서 요구되는 다양한 제약 조건은 볼록 최적화 (convex optimization) 방법으로 해결할 수 있다. 본 논문에서 리뷰하는 alternating direction method of multipliers (ADMM) 알고리즘은 선형 제약 조건을 효과적으로 처리할 수 있으며, 합의 방식을 통해 병렬연산을 수행할 수 있어서 범용적인 표준 최적화 툴로 자리매김 되고 있다. ADMM은 원래의 문제보다 최적화가 쉬운 부분문제로 분할하고 이를 취합함으로써 복잡한 원 문제를 해결하는 방식의 근사알고리즘이다. 부드럽지 않거나 복합적인 (composite) 목적 함수를 최적화할 때 유용하며, 쌍대이론과 proximal 작용소 이론을 토대로 체계적으로 알고리즘을 구성할 수 있기 때문에 통계 및 기계학습 분야에서 폭 넓게 활용되고 있다. 본 논문에서는 최근 통계와 관련된 여러 분야에서 ADMM알고리즘의 활용도를 살펴보고자 하며 주요한 두 가지 주제에 중점을 두고자 한다. (1) 목적식의 분할 전략과 증강 라그랑지안 방법 및 쌍대문제의 설명과 (2) proximal 작용소의 역할이다. 알고리즘이 적용된 사례로, 별점화 함수 추정 등의 조정화 (regularization)를 활용한 방법론들을 소개한다. 모의 자료를 활용하여 lasso 문제의 최적화에 대한 실증결과를 제시한다.