Low Complexity Nash Bargaining Solution Algorithm for Time Resource Allocation in V2I Multimedia Communication Systems

Abstract

게임 이론에서, 협상 해법 기법 중 하나인 내쉬 협상 해법(NBS)은 공학 연구에서의 자원 분배 알고리즘에 이용될 수 있다. NBS 를 이용하면 다수의 사용자가 한정된 자원을 나누어 사용하는 통신 상황에서 자원을 효과적으로 이용하면서 공평성까지 확보할 수 있다. 최근, 5G 가 상용화되면서 자율 주행을 위한 차량 통신 (V2X) 대한 관심 또한 높아지고 있다. 이에 따라, 본 학위 논문에서는 다수의 사용자가 멀티미디어 콘텐츠를 스트리밍하는 차량과 인프라 간 통신(V2I) 환경에서 효율적이고 공평한 자원 분배를 위한 NBS 기반 자원 할당 알고리즘을 제안하였다. NBS 를 자원 분배에 적용하고자 하는 선행 연구들이 지속되어 왔으나, 여러 한계점에 의해 차량 통신 환경에 적용하는 것에는 어려움이 있었다. 이러한 한계점을 극복하기 위해, 본 논문에서는 비디오 시퀀스를 기준으로 사용자를 그룹 짓는 방법과 확률적 모델링을 이용하여 초기 NBS 를 계산하는 방법을 제안하였다. 시뮬레이션을 통해 확인한 결과, 제안된 알고리즘은 기존의 알고리즘들에 비해 복잡도를 낮추면서도 계산의 정확성을 크게 잃지 않는 것을 확인하였다.;Nash Bargaining Solution (NBS), which is one of the bargaining solutions in game theory, can be used in resource allocation algorithm in engineering research. Using NBS, it is possible to utilize the limited resource efficiently and fairly in multiuser communication system. Recently, as the commercialization of 5G, the interest in vehicle to everything (V2X) communication technology for autonomous driving is increasing. In this thesis, we propose an NBS based resource allocation algorithm for multiuser vehicle to infrastructure (V2I) multimedia streaming. Although there are several advance researches that apply NBS to the resource allocation algorithms, there are some limitations in those algorithms to apply them to V2I. In order to overcome the limitations of advance researches, we propose user grouping according to the video sequences and initialization using probabilistic model. By using proposed algorithm, the simulation results confirm that the complexity is reduced while the computational accuracy of NBS is maintained.