본 논문에서는 정보보안 실습 훈련 과정 동안에 참여자들이 보이는 행동 패턴들을 관찰 분석하고 주어진 실습 미션의 성패를 결정짓는 행위 패턴을 추정하는 마코브체인 행위 모델링 기법과 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 미션의 성공에 가장 큰 공헌을 하는 행위 패턴은 어떤 것이고 반대로 실패를 유도하는 행위 패턴용 어떤 것인가를 분석 평가하는데 활용된다. 제안 방법의 적용 및 실효성 검증을 위해 사례연구로서 "불필요한 네트워크 서비스 차단"에 관한 미션 수행 데이터를 분석하였다.
본 논문에서는 n개의 버스트 입력 트래픽을 처리하는 이산 시간 큐잉 모형을 분석하기 위한 근사 계산 알고리즘을 제안한다. 입력되는 각각의 버스트 트래픽은 IBP(Interrupted Bernoulli Process)로 모형화된다. 이 알고리즘은 n 개의 입력 프로세스를 하나의 상태 변수로 표시하여 n 개의 입력 프로세스로 표현된 마코프 체인(Markov Chain)의 확률 전이 상태를 단순화한다. 이렇게 단순화된 하나의 상태 변수를 이용하여 큐잉모형의 상태 전이를 표현하고 이를 완전 수치 계산에 의해 해를 구한다. 이러한 절차를 통해 구한 큐 길이, 대기 시간 분포를 시뮬레이션에 의해 구한 값과 비교하여 알고리즘의 타당성을 검증한다.
본 논문에서는 이동 컴퓨팅 환경에서 셀 내부 영역에 기반을 둔 이동성 예측 모델과 모바일 호스트들의 이동성을 토대로 하는 이동성 등급을 동적으로 조정할 수 있는 자원 예약 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 이동성 예측 모델은 셀 내부의 각각 다른 영역을 기반으로 가약 마코프 체인을 이용하여 모델링 하였으며, 새로운 방법으로 핸드오프 확률을 추정한다. 그리고 모바일 호스트들이 셀 내부에 머물 가능성이 있는 셀 내부 존재 시간을 제공하며, 그 셀 내부 존재 시간은 동적인 자원 예약 기법의 새로운 인자로 활용된다. 동적인 자원 예약 기법은 모바일 호스트들의 내부 존재 시간의 마감에 따라서 변화하는 이동성 등급을 이용하여 이웃 셀의 자원을 동적으로 예약한다. 이 기법들은 신규 호 블록킹율과 핸드 오프 호 종료율을 개선시켰다.
This paper proposes a selectively cumulative sum(S-CUSUM) control chart for detecting shifts in the process mean. The basic idea of the S-CUSUM chart is to accumulate previous samples selectively in order to increase the sensitivity. The S-CUSUM chart employs a threshold limit to determine whether to accumulate previous samples or not. Consecutive samples with control statistics out of the threshold limit are to be accumulated to calculate a standardized control statistic. If the control statistic falls within the threshold limit, only the next sample is to be used. During the whole sampling process, the S-CUSUM chart produces an 'out-of-control' signal either when any control statistic falls outside the control limit or when L -consecutive control statistics fall outside the threshold limit. The number L is a decision variable and is called a 'control length'. A Markov chain approach is employed to describe the S-CUSUM sampling process. Formulae for the steady state probabilities and the Average Run Length(ARL) during an in-control state are derived in closed forms. Some properties useful for designing statistical parameters are also derived and a statistical design procedure for the S-CUSUM chart is proposed. Comparative studies show that the proposed S-CUSUM chart is uniformly superior to the CUSUM chart or the Exponentially Weighted Moving Average(EWMA) chart with respect to the ARL performance.
The stochastic properties of variation in fatigue crack growth are important in reliability and stability of structures. In this study,the stochastic model for the variation of fatigue crack growth rate was proposed in consideration of nonhomogeneity of materials. For this model, experiments were ocnducted on 7075-T6 aluminum alloy under the constant stress intensity factor range. The variation of fatigue crack growth rate was expressed by random variables Z and r based on the variation of material coefficients C and m in the paris-Erodogan's equation. The distribution of fatigue life with respect to the stress intensity factor range was evaluated by the stochastic Markov chain model based on the Paris-Erdogan's equation. The merit of proposed model is that only a small number of test are required to determine this this function, and fatigue crack growth life is easily predicted at the given stress intensity factor range.
Reliability analysis is of great importance in the advanced product design, which is to evaluate reliability due to the associated uncertainties. There are three types of uncertainties: the first is the aleatory uncertainty which is related with inherent physical randomness that is completely described by a suitable probability model. The second is the epistemic uncertainty, which results from the lack of knowledge due to the insufficient data. These two uncertainties are encountered in the input variables such as dimensional tolerances, material properties and loading conditions. The third is the metamodel uncertainty which arises from the approximation of the response function. In this study, an integrated method for the reliability analysis is proposed that can address all these uncertainties in a single Bayesian framework. Markov Chain Monte Carlo (MCMC) method is employed to facilitate the simulation of the posterior distribution. Mathematical and engineering examples are used to demonstrate the proposed method.
In this paper, the directional carrier sense multiple access/collision avoidance (CSMA/CA) protocol in the immediate acknowledgement mode for IEEE 802.15.3c is analyzed under saturation environments. For the analysis, a sensing region and an exclusive region with a directional antenna are computed probabilistically and a Markov chain model in which the features of IEEE 802.15.3c and the effects of using directional antennas are incorporated is analyzed. An algorithm to find the maximal number of concurrently transmittable frames is proposed. The system throughput and the average transmission delay are obtained in closed forms. The numerical results show the impact of directional antennas on the CSMA/CA media access control (MAC) protocol. For instance, the throughput with a small beamwidth of antenna is more than ten times larger than that for an omnidirectional antenna. The overall analysis is verified by a simulation. The obtained results will be helpful in developing an MAC protocol for enhancing the performance of mmWave wireless personal area networks.
DCF 성능 분석 모델에 사용되는 Bianchi의 2차원 Markov Chain 모델은 오류가 없는 이상적 채널에서 충돌 문제만을 다루므로 페이딩, 간섭, 잡음 등 실제 채널의 특성을 반영하지 못한다. 802.11 DCF는 전송실패가 충돌에 의한 것이든, 채널 전송오류에 의한 것이든 경쟁윈도우(CW) 크기를 두 배로 증가시키는 2진 지수후퇴 알고리즘을 작동시킨다. 이상적으로 경쟁윈도우 증가는 혼잡에 의한 충돌방지 때에만 사용되어져야 한다. 통신오류에 의한 경쟁윈도우 증가는 데이터 처리율을 떨어뜨리고 전송지연의 증가를 야기 시킨다. 오류 채널에서는 전송실패 증가가 과도한 이진 지수후퇴를 야기하므로 초기 경쟁윈도우(CW) 크기를 줄여줄 필요가 있다. 본 논문에서는 경쟁윈도우(CW), 타임슬롯에서 전송 확률(${\Im}$), 전송 실패 확률($p_f$) 등이 시스템 성능에 미치는 영향을 정량적, 정성적으로 분석을 하고 등가적으로 CW 값을 얼마큼 줄여야 할지를 제시한다.
마르코프체인 시뮬레이션으로 추출한 점을 기반으로 커널 밀도함수를 구성하고 중요도 추출함수로 가정하였다. 크리깅 근사모델은 한계상태식 근방에서 상세히 구성되었다. 고장확률은 크리깅 근사모델에 대해 중요도 추출법을 수행하여 계산하였다. 커널 밀도함수가 한계상태식의 근방에서 더 많은 점을 추출할 수 있도록 기존의 방법을 개선하였다. 커널 밀도함수의 파라메터를 찾기 위한 안정적인 수치계산 방안이 제시된다. 크리깅 근사모델의 불확실성으로 인해 계산된 고장확률이 변경될 가능성을 계산하여, 크리깅 근사모델의 완성도를 평가하였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제11권7호
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pp.3446-3464
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2017
Backoff mechanism serves as one of the key technologies in the MAC-layer of wireless mobile networks. The traditional Binary Exponential Backoff (BEB) mechanism in IEEE 802.11 Distributed Coordination Function (DCF) and other existing backoff mechanisms poses several performance issues. For instance, the Contention Window (CW) oscillations occur frequently; a low delay QoS guarantee cannot be provided for real-time transmission, and services with different priorities are not differentiated. For these problems, we present a novel Multi-Priority service differentiated and Adaptive Backoff (MPAB) algorithm over IEEE 802.11 DCF for wireless mobile networks in this paper. In this algorithm, the backoff stage is chosen adaptively according to the channel status and traffic priority, and the forwarding and receding transition probability between the adjacent backoff stages for different priority traffic can be controlled and adjusted for demands at any time. We further employ the 2-dimensional Markov chain model to analyze the algorithm, and derive the analytical expressions of the saturation throughput and average medium access delay. Both the accuracy of the expressions and the algorithm performance are verified through simulations. The results show that the performance of the MPAB algorithm can offer a higher throughput and lower delay than the BEB algorithm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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