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MIMO 시스템의 가중합 전송률 최대화를 위한 최적 전송 전력의 닫힌 형태 표현
신석호(Sukho Shin),김재원(Jaewon Kim),박종현(Jonghyun Park),성원진(Wonjin Sung) 대한전자공학회 2010 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.47 No.7
다중 사용자 MIMO (multiple-input multiple-output) 시스템에서 사용자의 합 전송률을 최대화시키는 SRM (sum-rate maximization) 스케쥴러를 적용하는 경우, 셀 경계에 위치하거나 채널 환경이 좋지 않은 사용자는 선택받지 못하게 되는 공평성 문제를 발생시킬 수 있다. 본 논문에서는 사용자 간의 공평성을 향상시키기 위해 각 사용자 별 평균 전송률의 가중치를 고려한 합 전송률을 최대화하는 WSRM (weighted sum-rate maximization) 스케쥴러를 사용한다. 이를 활용하여 6-섹터 협력전송 시스템에서 WSRM을 위한 최적 전송 전력과 시스템의 WSR (weighted sum-rate)의 닫힌 형태 표현 수식을 유도하며, 유도한 수식을 기반으로 3-섹터 협력 전송 시스템에서 WSRM을 위한 최적 전송 전력을 찾는 알고리듬을 제안한다. 닫힌 형태 표현으로 유도한 수식과 제안한 알고리듬를 바탕으로 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 분산 MIMO 시스템에서 SRM 스케쥴러와 WSRM 스케쥴러의 합 전송률 및 평균 전송률의 로그 합 성능을 비교한다. 또한 WSRM 스케쥴러 방식이 하위 사용자 성능을 향상시킴을 보임으로써 사용자 간의 공평성 문제를 개선할 수 있는 방식임을 검증한다. When multi-user MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) systems utilize a sum-rate maximization (SRM) scheduler, the throughput of the systems can be enhanced. However, fairness problems may arise because users located near cell edge or experiencing poor channel conditions are less likely to be selected by the SRM scheduler. In this paper, a weighted sum-rate maximization (WSRM) scheduler is used to enhance the fairness performance of the MIMO systems. Closed-form expressions for the optimal transmit power allocation of WSRM and corresponding weighted sum-rate (WSR) are derived in the 6-sector collaborative transmission system. Using the derived results, we propose an algorithm which searches the optimal power allocation for WSRM in the 3-sector collaborative transmission system. Based on the derived closed-form expressions and the proposed algorithm, we perform computer simulations to compare performance of the WSRM scheduler and the SRM scheduler with respect to the sum-rate and the log-sum-of-average rates. We further verify that the WSRM scheduler efficiently improves fairness performance by showing the enhanced performance of average transmission rates in low percentile region.
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금호강 유역의 주요 지류 수질평가에 관한 종합수질지표의 적용성 검토
신석호(Shin Sukho),임태효(Im Taehyo),김상훈(Kim Sanghoon),신동석(Shin Dougsuk),권헌각(Kwon Heongak) 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.2
본 연구에서는 금호강 유역의 주요 지류에 관한 최근 2년간(2015~2016년) 월별 수질 모니터링 자료를 활용하여 2006년 국립환경과학원에 의해 개발된 5개 수질항목(pH, DO, BOD, SS, T-Coli)로 구성된 한국형 종합수질지표(K-CWQI)를 산정하고 수질평가에 관한 적용성을 검토하였다. 종합수질지표 산정결과, 5개 지류 모두에서 70~90점 사이의 범위를 나타내어 수질이 비교적 양호한 것으로 평가되었다. 지류별로 살펴보면 팔거천이 88점으로 가장 놓은 점수를 보인 반면, 남천은 77점으로 가장 낮게 나타났다. 또한 종합수질지표의 적용성 검토를 위해 K-CWQI 등급과 BOD 등급의 일치정도를 비교한 결과 완전일치 및 1등급 차이가 전체의 93%에 해당하였고, K-CWQI 등급이 BOD 등급에 비해 월별 변화정도가 상대적으로 낮게 나타났다. 따라서 K-CWQI는 현재의 단일항목 수질환경기준을 반영하면서 보완해 주는 기능이 있을 뿐만 아니라 지류의 수질환경을 종합적으로 평가할 수 있음이 검토되었다. In this study, K-CWQI (Korean-Comprehensive Water Quality Index) including five items such as pH, DO, BOD, SS and T-Coli developed by NIER (National Institute of Environmental Research) in 2006 is calculated by using the result of monitoring in the major tributaries of Gumho-River Basin from 2015 to 2016 and reviewed about applicability when evaluating water quality in the basin. The scope of calculated K-CWQI is from 70 to 90 points in five tributaries and water quality of major tributaries of Gumho-River Basin is evaluated above “slightly good grade”. The highest value of K-CWQI is 88 points of Palgeacheon on the other hand, the lowest value of K-CWQI is 77 points of Namcheon. Also, the grade evaluated by K-CWQI and BOD is compared in order to apply K-CWQI to assessment of water quality. The results of this comparison are summarized as follows. The degree of agreement between the grade evaluated by K-CWQI and BOD is reached to 93% when including 1st grade difference as well as exact match and the monthly variation of K-CWQI is relatively lower than BOD. Therefore, K-CWQI not only can complement current water quality standard consisting of a single item, but also assess water environment of tributary comprehensively.
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낙동강유역 논재배지 비점오염원 원단위 산정에 관한 연구
권헌각(Kwon, Heongak),신석호(Shin, Sukho),김광석(Kim, Gwangseok),김영규(Kim, Younggyu),신동석(Shin, Dongsuk),임태효(Im, Taehyo) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.3
본 연구에서는 낙동강유역 내 논재배지에 대한 모니터링 결과를 바탕으로 비점오염원의 강우 시 유출 특성을 분석하고, 유량가중평균농도를 산정한 후 비점오염원별 원단위를 산정하였다. 산정된 원단위의 신뢰성 확보를 위해 기존 연구사례와 비교하였다. 논 재배지 모니터링 결과,강우사상은 3.3~56.7 ㎜까지 다양하게 조사되었으며, 유출이 발생된 Event의 강우량은 22 ㎜ 이상의 강우사상으로 조사되었다. 유출이 발생된강우사상의 경우, 강우강도가 1.42~3.35 ㎜/hr로 유출이 발생되지 않은 다른 강우사상에 비해 2배 정도 높게 조사되었다. 조사 당시 총 유출량은 8.04 ㎥, 7.50 ㎥, 17.43 ㎥, 10.22 ㎥으로 유출율은 0.34 이상으로 조사되었다. 강우사상에 따른 비점오염물질 농도 변화는, 강우량 및 강우강도에따라 차이는 있으나, BOD, COD, TOC 항목의 경우 유출초기 높은 농도를 나타내다 후반부로 갈수록 농도가 낮아지는 경향을 나타내었다. 비점오염원별 산정된 유량가중평균농도는, BOD 3.3 ㎎/L, COD 9.8 ㎎/L, TOC 6.8 ㎎/L, SS 22.3 ㎎/L, T-N 1.791 ㎎/L, T-P 0.359 ㎎/L로 산정되었다. 강우계급별 산정된 EMCy 는 BOD의 경우 10~30 ㎜ 강우계급에서는 0.5 ㎎/L로 산정되었으며, 30~50 ㎜에서는 1.2 ㎎/L, 50 ㎜ 이상에서는2.9 ㎎/L로 산정되었다. 또한 COD는 10~30㎜ 강우계급에서는 1.6 ㎎/L로 산정되었으며, 30~50㎜에서는 2.9 ㎎/L, 50㎜이상에서는 12.2 ㎎/L,TOC는 10~30 ㎜ 강우계급에서는 1.2 ㎎/L로 산정되었으며, 30-50 ㎜에서는 1.6 ㎎/L, 50 ㎜이상에서는 9.2 ㎎/L로 산정되었다. 논재배지에 대해2014년에서 2016년 모니터링 강우사상을 대상으로 비점오염원별 원단위를 산정하였다. BOD, COD, TOC, SS, T-N, T-P 가 각각 2.0 ㎏/㎢/day, 8.05 ㎏/㎢/day, 6.0 ㎏/㎢/day, 7.59 ㎏/㎢/day, 1.96 ㎏/㎢/day, 0.30 ㎏/㎢/day로 산정 되었다. In this study, the characteristics of nonpoint sources pollution in paddy fields in Nakdong River basin were analyzed, EMCs was calculated, and the load per unit area was calculated. In order to secure the reliability of the calculated load per unit area, the comparison with prior research and etc. was conducted. As a results of the monitoring of paddy fields were surveyed to 3.3 ㎜ – 56.7 ㎜, and precipitation events with runoff were observed to have a precipitation of 20 ㎜ or more. Precipitation intensity of runoff was 1.42 ㎜/hr – 3.35 ㎜/hr, which was twice as high as that of runoff without runoff. The total runoff was 8.04 ㎥, 7.50 ㎥, 17.43 ㎥ and 10.22 ㎥ at the time of the survey, and the runoff rate was over 0.34. The variation of nonpoint source pollution concentration due to precipitation event was different according to precipitation and precipitation intensity. In the case of BOD, COD, and TOC items, high concentration was observed at the beginning of the runoff and the tendency to be decreased toward the latter part. The EMCs estimatedx for nonpoint sources were BOD 3.3 ㎎/L, COD 9.8 ㎎/L, TOC 6.8 ㎎/L, SS 22.3 ㎎/L, T-N 1.791 ㎎/L, and T-P 0.359 ㎎/L. The EMCy estimated by precipitation class was 0.5 ㎎/L at 10-30 ㎜ for BOD, 1.2 ㎎/L at 30-50 ㎜, and 2.9 ㎎/L at over 50㎜. Also, COD was measured 1.6 ㎎/L at 10-30 ㎜, 2.9 ㎎/L at 30-50 ㎜, and 12.2 ㎎/L at over 50 ㎜. TOC was measured as 1.2 ㎎/L at 10-30㎜, 1.6 ㎎/L at 30-50 ㎜, and 9.2 ㎎/L at over 50 ㎜. The nonpoint sources pollution load per unit area was calculated using the monitoring results of paddy fields from 2014 to 2016. BOD 2.0 ㎏/㎢/day, COD 8.05 ㎏/㎢/day, TOC 6.0 ㎏/㎢/day, SS 7.59 ㎏/㎢/day, T-N 1.96 ㎏/㎢/day and T-P 0.30 ㎏/㎢/day were calculated for the nonpoint sources load per unit area.
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