A utility-based power allocation scheme is proposed for uplink interference management in cellular networks. In the proposed scheme, each user terminal maximizes its utility, defined as profit minus penalty, by adaptively finding an optimal power allocation vector. In the objective function, the data rate is set to be the profit that the user terminal expects, and the weighted interference power is a penalty function. An optimal power allocation vector yields a good compromise between selfish strategy and altruistic strategy in power allocation while the weight of the penalty function is adaptively changed to the active power constraint which can be set either by user terminals or the serving base stations. The proposed scheme improves system throughput, compared with the conventional water-filling method, enables user terminals to use its power more efficiently and, thus, achieves higher date rate.
이 논문에서는 다중 반송파 접속 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서 다중 셀간 상향 링크 간섭을 완화하기 위하여 효용함수를 기반으로 하는 전력 할당 방식을 제안한다. 제안된 방법에서는 각 단말은 자신의 효용함수를 최대화하는데 효용함수는 각 단말의 이득요소에서 벌칙요소를 뺀 값으로 정의된다. 더욱 구체적으로 효용함수는 각 단말이 예상하는 전송률을 이득 요소로 정의하며, 각 단말이 네트워크에 부과하는 간섭의 양의 상수배를 벌칙 요소로 정의한다. 각 단말은 이 효용 함수를 최적화 기법을 이용하여 전력 제한 조건을 만족시키는 최적 전력 할당 벡터를 구한다. 이 최적 전력 할당 벡터는 단말이 자신의 전송률만을 최대화하려는 전력 할당 벡터와 다른 단말에게 가하는 간섭을 최소화하려는 이타적 전력 할당 벡터의 적절한 타협점으로 해석할 수 있다. 이때 효용 함수의 벌칙요소에 곱해지는 벌칙 상수는 자신의 이익과 자신이 야기하는 피해 중 어느 쪽에 가중치를 부여할 것인가를 결정하는 요소이며, 적절한 벌칙 상수는 채널 상황에 따라 달라진다. 벌칙 상수는 각 단말에 의해 독자적으로 결정될 경우 간섭 관리 기법은 완전히 분산화된다. 제안하는 간섭 관리 기법은 간섭 환경에서 각 단말이 자신의 전력을 더욱 효율적으로 사용하도록 하여 각 전송률을 향상시킨다. 특히 제안하는 간섭 관리 기법과 기지국에 의한 전력 제어 기법이 결합되면 각 단말은 기존의 water-filling에 비하여 전력을 적게 사용하면서 보다 높은 전송률을 얻을 수 있다.
