머신 타입 통신을 위한 송신 전력의 제어를 위한 평균장 게임 프레임워크 기반 기법
MEAN FIELD GAME FRAMEWORK BASED TECHINIQUE FOR CONTROL OF TRANSMISSION POWER FOR MACHINE TYPE COMMUNICATION
특허 요약
머신 타입 통신(Machine Type Communication: MTC)을 위한 송신 전력 제어 방법이 제공된다. 개시된 송신 전력 제어 방법은, 네트워크 환경 내에 위치된 다수의 MTC 디바이스에 걸친 시스템 상태의 통계적 분포를 나타내는 평균장의 Fokker-Planck-Kolmogorov (FPK) 방정식이 시간 구간에 걸친 다수의 MTC 디바이스 각각의 송신 전력의 최적 제어 정책의 판정을 좌우하는 Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB) 방정식에 제약으로서 결합된 평균장 게임의 해를 유한 차분법을 사용하여 획득하는 단계를 포함한다.
청구항
번호청구항
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머신 타입 통신(Machine Type Communication: MTC)을 위한 송신 전력 제어 방법으로서,네트워크 환경 내에 위치된 다수의 MTC 디바이스에 걸친 시스템 상태의 통계적 분포를 나타내는 평균장(mean field)의 Fokker-Planck-Kolmogorov (FPK) 방정식 및 상기 다수의 MTC 디바이스 각각과 상기 평균장과의 관계를 모델링하여 시간 구간에 걸친 상기 각각의 MTC 디바이스의 송신 전력의 최적 제어 정책의 판정을 좌우하는 Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB) 방정식의 결합으로 정의된 평균장 게임의 해를 유한 차분법을 사용하여 획득하는 단계를 포함하되, 상기 시스템 상태는 잔여 배터리 에너지 및 연관된 간섭에 의해 정의된 2차원 상태이고, 상기 해를 획득하는 단계는,상기 시간 구간과 더불어, 상기 잔여 배터리 에너지의 구간 및 상기 연관된 간섭의 구간에 의해 정의된 3차원 도메인 공간이 이산화된(discretized) 격자 공간 내의 복수의 격자점 각각에 대해, 상기 FPK 방정식의 이산화된 버전(version)을 사용하여 시간에 있어서 순방향으로 상기 평균장의 갱신치(updated value)를 계산하는 단계와,상기 각각의 격자점에 대해, 상기 평균장 게임을 위한 이산화된 라그랑지안(Lagrangian)에 기반하여 시간에 있어서 역방향으로 상기 송신 전력의 갱신치를 계산하는 단계를 포함하는,송신 전력 제어 방법.

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제1항에 있어서,상기 네트워크 환경은 상기 각각의 MTC 디바이스의 통신 외에도 인간 타입 통신(Human Type Communication: HTC) 디바이스의 액세스를 위해 구성되고, 상기 연관된 간섭은 상기 각각의 MTC 디바이스에 의해 유발되어 다른 MTC 디바이스가 겪는 간섭은 물론, 상기 각각의 MTC 디바이스에 의해 유발되어 상기 HTC 디바이스가 겪는 간섭도 나타내는,송신 전력 제어 방법.

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제1항에 있어서,상기 FPK 방정식의 상기 이산화된 버전은 상기 송신 전력에 의존하는 항 및 간섭 이득에 의존하는 항을 포함하되, 상기 연관된 간섭은 상기 송신 전력에 상기 간섭 이득이 곱해진 것인,송신 전력 제어 방법.

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제1항에 있어서,상기 각각의 MTC 디바이스의 상기 송신 전력의 상기 최적 제어 정책은 해당 MTC 디바이스로부터의 송신의 신호 대 간섭 및 잡음 비율(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio: SINR) 및 상기 송신 전력에 기반한 비용 함수가 상기 시간 구간에 걸쳐 누적된 비용 값을 최소화하고, 상기 이산화된 라그랑지안은 상기 비용 함수에 의존하는,송신 전력 제어 방법.

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제1항에 있어서,상기 송신 전력의 상기 갱신치를 계산하는 단계는,오직 상기 평균장에 대한 상기 이산화된 라그랑지안의 변화율이 0이 되도록 라그랑주 승수(Lagrange multiplier)의 갱신치를 계산하는 단계와,오직 상기 송신 전력에 대한 상기 이산화된 라그랑지안의 변화율이 0이 되도록 상기 송신 전력의 상기 갱신치를 계산하는 단계를 포함하는,송신 전력 제어 방법.

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제5항에 있어서,상기 해를 획득하는 단계는,상기 평균장, 상기 라그랑주 승수 및 상기 송신 전력 각각의 초기치(initial value)를 획득하는 단계와,상기 초기치를 획득하는 단계 후에, 상기 평균장의 상기 갱신치를 계산하는 단계와, 상기 라그랑주 승수의 상기 갱신치를 계산하는 단계와, 상기 송신 전력의 상기 갱신치를 계산하는 단계를 반복하는 루프 반복(loop iteration)을 하는 단계를 더 포함하되, 상기 평균장의 상기 갱신치 및 상기 평균장의 이전 값의 차이가 사전설정된 값보다 작은 경우에 상기 루프 반복은 종료되는,송신 전력 제어 방법.

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제1항에 있어서,상기 해는 장래의 참조를 위해 상기 다수의 MTC 디바이스에 대해 일괄 처리(batch processing)을 수행하는 방식으로 획득되는,송신 전력 제어 방법.

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머신 타입 통신(Machine Type Communication: MTC)을 위한 송신 전력 제어 장치로서,프로세서와,프로세서 실행가능 명령어가 저장된 메모리를 포함하되,상기 프로세서 실행가능 명령어는 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우 상기 프로세서로 하여금 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 송신 전력 제어 방법을 수행하게 하는,송신 전력 제어 장치.