석탄화력발전소 이산화탄소 배출량 산정을 위한 연료분석법과 연속측정법의 특성

최현호,유호선,Choi, Hyun-Ho,Yoo, HoSeon 한국플랜트학회 2017 플랜트 저널 Vol.13 No.1

500 MW급 석탄화력발전소를 대상으로 연료분석법 및 연속측정법을 사용하여 이산화탄소 배출량을 산정하고 특성을 알아보았다. 연료분석법은 산정방법 중 배출량이 가장 낮게 산정되는 것을 확인하였다. 이는 순발열량이 낮게 분석되기 때문으로 저열량탄을 사용하는 경우 연료분석법을 활용하는 것이 유리하다. 또한 입하탄 보다 소비탄을 시료로 사용하였을 때 배출량이 낮게 산정되는 특성을 보인다. 하지만 차이는 2% 미만으로 미미하여, 분석 인력 및 장비가 한정된 현 여건에서는 입하탄을 연료분석에 사용하여도 적정하다고 판단된다. 연속측정법은 연료분석법 대비 배출량이 다소 높게 산정되지만 국내외 제시된 배출계수를 사용한 산정량보다 낮게 산정된다. 따라서 석탄 탄종 변화로 연료분석법에 의한 산정량이 증가할 경우, 유량 측정방법을 보완하여 사용한다면 배출량 산정 시 유리할 것이다. This study calculates carbon dioxide emissions using the fuel analysis and the continuous measurement from 500 MW-class coal-fired power plants and evaluates the characteristics of each method. The emissions calculation using fuel analysis was the lowest calculation among the emissions calculation methods. This is because of low net calorific value analysis. When using the low calorific coals, it is beneficial to utilize the fuel analysis. Also it showed the characteristics of the lower calculation emissions when used the as fired coals than the as received coals. However, the difference is negligible to less than 2%. As sample analysis personnel and equipment are limited in the present circumstances, it is also deemed appropriate to use the as received coals to fuel analysis. Continuous measurement showed somewhat higher emissions than the fuel analysis, and lower emissions than calculation method using domestic emission factors. Thus, if the calculated emission using fuel analysis increases with the coal type changes, it is beneficial to using modified flow rate measurement method.

이동 애드혹 네트워크에서 생존시간 최대화를 위한 전력절감과 라우팅 결합 알고리즘

최현호,Choi, Hyun-Ho 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.12

In mobile ad hoc networks (MANET), power-saving technology of mobile nodes is divided into transmit power control (TPC), power-saving mode (PSM), and routing. TPC and PSM are operated in physical layer but the routing is managed in network layer, so the design of a joint algorithm is needed to provide better performance. Therefore, in this paper, we propose a joint power-saving and routing algorithm for maximizing the network lifetime while satisfying the end-to-end data rate in ad hoc networks. The proposed algorithm first applies the TPC or PSM to reduce the power consumption of mobile nodes and then performs the routing by considering the decided node lifetime in order to maximize the path lifetime. Simulation results show that the proposed algorithm maximize the lifetime while satisfying the required rate according to the number of mobile nodes and the level of interference. 이동 애드혹 네트워크에서 단말의 전력절감과 관련된 기술은 송신전력제어(transmit power control; TPC), 전력절감모드(power-saving mode; PSM), 라우팅(routing)으로 나뉠 수 있다. TPC와 PSM은 주로 하위 물리 및 데이터링크 계층에서 담당하는 반면 라우팅은 상위 네트워크 계층에서 담당하므로 이들 알고리즘들이 하나의 목적을 위해 보다 나은 성능을 제공하기 위해서는 통합된 관점에서의 알고리즘 설계가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 애드혹 네트워크에서 주어진 종단간 전송률을 만족시키면서 전송 경로의 생존시간을 최대화하는 것을 목적으로 전력절감과 라우팅의 결합 알고리즘을 제안한다. 제안 방안은 먼저 단말의 송신전력을 줄이기 위하여 TPC 또는 PSM을 적용하여 개별 단말의 생존시간을 증가시키고, 이후 결정된 노드 생존시간을 고려하여 라우팅을 수행함으로써 멀티홉 전체 경로의 생존시간을 극대화한다. 시뮬레이션 결과 제안방식은 네트워크의 단말 수 및 간섭량의 변화에 따라 요구 전송률을 만족시키면서 생존시간을 극대화시킨다.

분산 무선 네트워크에서 컨센서스 알고리즘의 트레이드오프 분석

최현호,Choi, Hyun-Ho 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.5

본 논문에서는 CSMA/CA기반의 분산 무선 네트워크에 컨센서스 알고리즘을 적용할 때 발생하는 트레이드오프 성능을 분석한다. 컨센서스 알고리즘 자체는 협력 이웃 노드가 많을수록 빠른 수렴 속도를 갖지만, 무선 네트워크상에서는 협력 이웃 노드가 많을수록 접속 충돌로 인하여 전송 지연이 증가한다. 따라서 두 성능 간에 트레이드오프가 존재하며, 이로 인하여 컨센서스 달성 시간을 최소화하는 최적의 협력 이웃 노드 수가 존재한다. 시뮬레이션을 통하여 컨센서스 참여 노드 수에 따라 최적 이웃 노드 수를 도출한 결과, 네트워크 규모가 작을 때에는 모든 노드가 다 같이 협력하는 것이 최적이지만 네트워크 규모가 어느 이상으로 커질 경우에는 이웃 노드 수를 일정 값으로 제한하는 것이 최적 운용 전략이 된다. In this paper, we analyze the tradeoff performance of a consensus algorithm when it is applied to the CSMA/CA-based distributed wireless network. The consensus algorithm has a faster convergence speed as the number of cooperating neighbors increases, but the transmission delay on the wireless network increases due to access collisions as the number of cooperating neighbors increases. Therefore, there exists a tradeoff relationship between these two performances and so there exists an optimal number of cooperating neighbors that minimizes the consensus time. The result for the optimal number of neighbors according to the number of nodes that participate in the consensus shows that it is optimal for all nodes to cooperate together in the small-scale network but it is optimal to limit the number of neighbors to a fixed value in the large-scale network with nodes greater than a certain value.

밀집 무선랜 환경에서 적응적 충돌 검출 기반의 분산 매체접속제어 프로토콜

최현호,Choi, Hyun-Ho 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.12

Recently dense wireless local area networks (WLANs) emerge as the number of WLAN cells and stations increases. In such dense WLAN environment, this paper proposes a new distributed medium access control (MAC) protocol. The proposed MAC protocol extends the previous CSMA with collision resolution (CSMA/CR) that uses a single collision detection (CD) phase and employs multiple CD phases to resolve more collisions. It checks the collision detection in each CD phase and stops the CD phase if consecutive non-detected CD phases occur more than the threshold. Therefore, the proposed protocol can control the number of CD phases adaptively according to the number of accessing stations and increase the probability of collision resolution while decreasing the packet overhead. The simulation results show that the proposed adaptive CSMA/CR protocol employs a variable number of CD phases according to the number of stations and achieves a greater throughput than the previous CSMA/CR protocol using the fixed number of CD phases. 최근 꾸준히 증가하는 무선랜 셀 및 단말의 증가로 제한된 공간 내에 매우 많은 무선랜 접속이 발생하는 밀집 무선랜 환경이 도래하고 있다. 본 논문은 이러한 밀집 무선랜 환경에서 수많은 단말의 접속으로 인한 기존 매체접속제어 프로토콜의 성능 저하를 막기 위하여 새로운 분산 매체접속제어 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 하나의 collision detection (CD) 단계만을 사용하는 기존 carrier sense multiple access with collision resolution (CSMA/CR) 프로토콜을 확장하여 여러 개의 CD 단계를 사용하여 높은 확률로 충돌을 해소한다. 각 CD 단계마다 충돌 검출 여부를 확인하는데 충돌이 검출되지 않은 CD 단계가 연속적으로 발생하여 임계치를 넘으면 CD 단계를 멈추는 방식으로 동작한다. 따라서 제안 방안은 접속하는 단말 수에 따라 적응적으로 CD 단계의 개수를 조절하여 다수의 CD 단계의 사용에 의한 전송 오버헤드를 줄이면서 충돌 해결 확률을 높일 수 있다. 모의실험 결과 제안하는 적응형 CSMA/CR 프로토콜은 단말 수에 따라 가변적으로 CD 단계를 운영하며 고정 개수의 CD 단계를 사용하는 기존 CSMA/CR 프로토콜보다 향상된 처리율을 보여준다.

전이중 셀룰라 네트워크에서 아웃티지 최소화를 위한 신호 품질과 사용자간 간섭량 기반의 사용자 스케쥴링 알고리즘

최현호,Choi, Hyun-Ho 한국정보통신학회 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.11

전이중(full-duplex) 셀룰라 네트워크에서 상향링크 사용자는 하향링크 사용자에게 간섭을 유발하므로 같은 무선 자원을 동시에 사용하는 상 하향링크 사용자 쌍을 어떻게 결정하는 지가 시스템 성능에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 사용자의 서비스의 질을 보장하기 위한 목적으로 아웃티지(outage) 발생의 최소화를 위한 최적화 문제를 제시하고, 낮은 복잡도를 갖는 차선의 사용자 스케쥴링 알고리즘을 제안한다. 제안하는 스케쥴링 방식은 나쁜 신호 품질을 갖는 하향링크 사용자에게 간섭을 덜 미치는 상향링크 사용자를 먼저 선택할 수 있도록 우선권을 주는 방식으로 동작한다. 시뮬레이션 결과 제안하는 사용자 스케쥴링 방식을 사용하는 전이중 시스템은 최적에 가까운 아웃티지 성능을 달성하면서 기존 반이중 모드의 셀룰라 시스템 대비 아웃티지 발생을 현저히 줄인다. In a full-duplex (FD) wireless cellular network, uplink (UL) users induce the severe inter-user interference to downlink (DL) users. Therefore, a user scheduling that makes a pair of DL user and UL user to use the same radio resource simultaneously influences the system performances significantly. In this paper, we first formulate an optimization problem for user scheduling to minimize the occurrence of outage, aiming to guarantee the quality of service of users, and then we propose a suboptimal user scheduling algorithm with low complexity. The proposed scheduling algorithm is designed in a way where the DL user with a worse signal quality has a higher priority to choose its UL user that causes less interference. Simulation results show that the FD system using the proposed user scheduling algorithm achieves the optimal performance and significantly decreases the outage probability compared with the conventional half-duplex cellular system.

전이중 무선 셀룰라 네트워크에서 셀 용량 최대화를 위한 사용자 스케쥴링 방식

최현호,Choi, Hyun-Ho 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.11

본 논문에서는 전이중(full duplexing) 모드로 동작하는 기지국과 시분할 이중(TDD: Time Division Duplexing) 모 드로 동작하는 사용자들이 통신하는 전이중 무선 셀룰라 네트워크를 고려한다. 전이중 모드 사용시 상향링크 사용자 는 하향링크 사용자에게 간섭을 유발하므로 시스템 성능을 극대화하기 위해서는 같은 무선 자원을 동시에 사용하는 상 하향링크 사용자 쌍을 어떻게 결정하는 지가 매우 중요하다. 본 논문은 셀 용량을 최대화하기 위한 최적화 문제 를 제시하고 낮은 복잡도를 갖는 차선의 사용자 스케쥴링 알고리즘을 제안한다. 제안하는 스케쥴링 방식은 더 좋은 신호 품질을 갖는 하향링크 사용자가 자신에게 간섭을 덜 미치게 하는 상향링크 사용자를 먼저 선택할 수 있도록 우 선권을 갖는 방식으로 동작한다. 시뮬레이션 결과 제안 사용자 스케쥴링 방식을 사용하는 전이중 시스템은 최적 성 능을 달성하면서 기존 TDD 시스템의 셀 용량을 현저히 개선한다. In this paper, we consider a full duplexing (FD) wireless cellular network where a central base station (BS) works in the FD mode while the downlink (DL) and uplink (UL) users work in the time division duplexing (TDD) mode. Since this FD system induces the inter-user interference from UL user to DL user, the main challenge for maximizing the system performances is user scheduling that makes a pair of DL user and UL user to use the same radio resource simultaneously. We formulate an optimization problem for user pairing to maximize the cell capacity and propose a suboptimal user scheduling algorithm with low complexity. This scheduling algorithm is designed in a way where the DL user with a better signal quality has a higher priority to choose its UL user that causes less interference. Simulation results show that the FD system using the proposed user scheduling algorithm achieves the optimal performance and significantly outperforms the conventional TDD system in terms of the cell capacity.

위험도 개념을 적용한 교량 자산관리의 성능평가방법 연구

최현호,선종완,박경훈,Choi, Hyun-Ho,Sun, Jong-Wan,Park, Kyung-Hoon 한국건설관리학회 2013 한국건설관리학회 논문집 Vol.14 No.3

일반적인 사회기반시설물 자산관리 절차는 기존 자산의 명확한 정보획득, 서비스수준의 설정, 요구수준의 분석, 재정상태와 가용예산의 분석, 자산관리 계획의 준비, 수정된 자산의 정보 획득 순으로 구성될 수 있다. 본 연구에서는 실제적인 위험도분석 기반의 개선된 교량 자산관리를 위하여 필요한 상태평가 및 성능측정, 성능척도의 설정, 파손형태 및 위험도 분석 등에 대한 방법론을 제시하였다. 보다 효율적인 교량 관리를 위하여 위험도 고려가 필요한 교량 기본현황정보 및 성능척도 항목을 설정하였고, 정량적 정성적 위험도를 고려한 성능평가방법을 제안하였다. 위험정도와 발생가능성을 고려한 위험도 매트릭스를 이용한 성능평가방법은 교량의 서비스수준을 보다 합리적으로 추정할 수 있다. 제안된 위험도분석 절차와 방법이 접목된 교량 서비스수준 평가방법을 이용하면 보다 합리적인 자산관리 의사결정이 가능하며, 향후 최적의 유지관리 의사결정을 위한 자산관리 체계구축 및 시스템 개발에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. Generally, asset management procedure consists of exact information collection, decision of service level, analysis of aspiration level, analysis of financial condition and available budget, preparation of asset management plan, and value of modified asset. In this study, for the risk-based asset management, condition assessment and performance measuring, assessment of failure modes and risks, evaluation/selection of treatment options, and implementation of optimum solution are additionally included. For this, bridge inventory and performance measure considering risks are classified and method of quantitative/qualitative performance measure is suggested. Also, evaluation method of risk analysis for bridge asset management is suggested and basic research is carried out for applicable method of risk-based asset management. Using suggested risk procedure and method of risk-based bridge service level evaluation, it is possible to perform resonable asset management. Moreover, it is concluded that the proposed applicable method of risk-based asset management will provide a solution to contribute the development of systematical asset management for optimal decision making and prototype asset management system.

무선전력 통신 네트워크에서 공평성 향상을 위한 우선순위 기반 랜덤 접속 제어

최현호,Choi, Hyun-Ho 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.1

단말의 수가 증가하고 사물 인터넷 환경이 분산화 됨에 따라 랜덤 접속 기반의 무선전력 통신 네트워크에 관한 연구가 필요하다. 랜덤 접속 기반 무선전력 통신 네트워크에서 단말은 주어진 프레임 내에서 늦게 접속할수록 전송 전에 더 많은 에너지를 하베스팅하여 더 높은 파워로 송신할 수 있기 때문에 접속 성공시 더 높은 처리율을 얻을 수 있다. 이러한 특성에 기반하여 제안하는 랜덤 접속 제어 프로토콜은 채널 값에 따라 단말에게 우선순위를 부여하고 우선순위에 따라 랜덤 슬롯을 구분함으로써 접속점과의 근거리 단말이 원거리 단말보다 먼저 접속하게 만든다. 이를 통하여 근거리 단말의 처리율을 낮추고 원거리 단말의 처리율을 높이는 방식으로 이중 원근 문제를 완화시키고 사용자 공평성을 향상시킨다. 수학적 분석 및 모의실험 결과 제안 접속 제어 방식은 우선순위 레벨에 따라 채널 처리율 및 사용자 공평성 성능을 향상시킨다. As Internet of things with a large number of nodes emerges, wireless-power communication networks (WPCN) based on a random access protocol needs to be investigated. In the random access-based WPCN, a terminal accessing later in given random access (RA) slots can harvest more energy before transmission and thus can transmit data with higher power and achieve higher throughput if the access is successful. On the basis of this property, the proposed random access control protocol gives the terminals priority and distinguishes the RA slots according to the priority level, so that a near terminal with access point allows to access preferentially other than a remote terminal. This operation decreases the throughput of near terminal and increases the throughput of remote terminal, and then, the doubly near-far problem in WPCN is resolved and the user fairness is improved. Results show that the proposed random access control improves both channel throughput and user fairness according to the priority level.

멀티홉 셀룰러 네트워크에서 억제 및 우선순위 접속 제어기반의 이웃노드 탐색 프로토콜

최현호,Choi, Hyun-Ho 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.11

In multihop cellular network environments, the mobility of nodes is a major obstacle to find a reliable routing path between a mobile node (MN) and the access node (AN). Therefore, in this paper, we propose a fast and reliable neighbor discovery protocol that enables the fast and reliable neighbor discovery by considering the node mobility in the multihop cellular network. The proposed neighbor discovery protocol inhibits the transmission of unnecessary control messages to quickly find a suitable neighbor node (NN) and performs a priority-based access control to transmit control messages without collision in the order of NN desirable to be selected. Simulation results show that the proposed neighbor discovery protocol can discover the NNs faster than the conventional scheme and select a more reliable relay node although the number of neighbor nodes increases and the node mobility increases. 멀티홉 셀룰러 네트워크 환경에서 노드의 이동성은 이동 노드와 액세스 노드 사이에 안정적인 경로를 찾고 유지하는데 악영향을 미친다. 따라서 본 논문에서는 멀티홉 셀룰러 네트워크 환경에서 단말의 이동성을 고려하여 빠르고 신뢰할 수 있는 이웃노드 탐색 프로토콜을 제안한다. 제안하는 이웃노드 탐색 프로토콜은 적합한 이웃노드를 신속하게 찾기 위해 각 링크 간 품질을 비교하여 불필요한 제어 메시지의 송수신을 막고, 선택 가능성이 높은 이웃노드 순으로 충돌 없이 제어 메시지를 전달 할 수 있도록 우선순위 기반 접속 제어를 수행한다. 시뮬레이션 결과, 제안한 이웃노드 탐색 프로토콜은 기존 방식보다 빠른 시간 내에 이웃노드를 찾을 수 있으며, 검색해야 하는 이웃노드 수가 증가하거나 노드의 이동성이 증가함에도 불구하고 더 좋은 중계 노드를 선택할 수 있다.

무선전력 통신 네트워크에서 최적의 멀티홉 전송 방식

최현호,Choi, Hyun-Ho 한국정보통신학회 2022 한국정보통신학회논문지 Vol.26 No.11

In this paper, we propose an optimal multi-hop transmission scheme to maximize the end-to-end data rate from the source to the destination node in a wireless powered communication network. The frame structure for multi-hop transmission is presented to transmit multi-hop data while harvesting energy. Then, the transmission time of each node that maximizes the end-to-end transmission rate is determined through mathematical analysis in consideration of different harvested energy and link quality among nodes. We derive an optimization problem through system modeling of the considered wireless powered multi-hop transmission, and prove that there is a global optimal solution by verifying the convexity of this optimization problem. This analysis facilitates to find the optimal solution of the considered optimization problem. The proposed optimal multi-hop transmission scheme maximizes the end-to-end rate by allocating the transmission time for each node that equalizes the transmission rates of all links.