• 제목/요약/키워드: Markov-chain

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베이지안 기법을 이용한 제주지역 극치풍속의 비정상성 빈도해석 (A Nonstationary Frequency Analysis of Extreme Wind Speed in Jeju using Bayesian Approach)

  • 김경민;권현한;권순덕
    • 대한토목학회논문집
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    • 제39권6호
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    • pp.667-673
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    • 2019
  • 지구 온난화로 인해 기후변화가 가속화되고 이에 따라 강풍에 대한 재해가 늘어날 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 시간에 따른 선형 경향성을 고려한 비정상성 빈도해석 모형을 구축하기 위한 방법으로 Bayesian 기법을 적용하였다. 그리고 제주공항 지점의 연 최대풍속자료를 이용하여 극치분포 매개변수들의 사후분포를 추정하고 비정상성 빈도해석을 수행하였다. 재현기간 100년 빈도의 풍속을 추정한 결과를 보면, 경향성이 통계적으로 유의하며 이로 인해 비정상성 빈도해석에 의한 기본풍속이 정상성 빈도해석의 기본풍속보다 크게 추정되고 있다. 이처럼 기상자료의 정상성을 가정한 현재의 빈도해석 절차는 경향성이 존재하는 지역의 경우에 미래의 기본풍속을 과소 추정할 가능성이 크다고 판단된다.

확률적 방법에 기반한 화학 반응 모형의 모수 추정 방법 (An estimation method for stochastic reaction model)

  • 최보승
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제26권4호
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    • pp.813-826
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    • 2015
  • 본 연구는 화학 반응 모형의 추정 문제를 다루고 있다. 화학 반응 모형이란 생화학 분야에서 종(species) 들 간의 상호작용을 통한 변화 과정을 설명하기 위한 모형으로 생화학 분야 뿐 만 아니라 질병의 확산과정을 설명하는데 적용하는 모형이다. 본 연구에서는 화학 반응 모형 안에서 종들의 움직임이 확률적이라는 가정하에 Gillespie 알고리즘을 이용하여 모형 추정을 위한 우도함수를 구축하였다. 제한적인 자료구조 하에서 베이지안 접근법에 기반하여 MCMC (Markov chain Monte Carlo)방법에 기반한 모수의 추정 방법을 제안하였다. 제안된 방법들은 생태계 포식자-피식자 관계를 설명하기 위한 Lotka-Volterra 모형과 유전자 전사 (gene transcription) 과정을 설명하기 위한 L1 retrotransposition 모형에 적용하였다. 그 결과 우수한 추정 결과를 보였다.

Modelling of Differentiated Bandwidth Requests in IEEE 802.16m Systems

  • Yoon, Kang Jin;Kim, Ronny Yongho;Kim, Young Yong
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제7권4호
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    • pp.726-747
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    • 2013
  • In order to support a large number of mobile stations (MSs) with statistical multiplexing in cellular networks, a random access scheme is widely used for uplink (UL) bandwidth request (BR). In the design of a random access based BR scheme, there are two important requirements: short connection delay and diverse Quality of Services (QoSs) support. Such requirements are crucial for IMT-Advanced systems like IEEE 802.16m to provide various types of fourth generation (4G) data services. IEEE 802.16m provides advanced UL BR schemes for non-real time polling service (nrtPS) and best-effort (BE) service to meet the requirements of short connection time and multiple QoS level support. In order to provide short connection time and multiple QoS support, three-step and differentiated BR procedures are adopted. In this paper, a novel modelling of IEEE 802.16m contention based BR scheme is proposed that uses a 2-dimensional discrete time Markov chain. Both the short access delay three-step BR procedures and normal five-step BR procedure are considered in the model. Our proposed model also incorporates the IEEE 802.16m differentiated BR procedure. With the proposed model, we extensively evaluate the performance of IEEE 802.16m BR for two different service classes by changing QoS parameters, such as backoff window size and BR timer. Computer simulations are performed to corroborate the accuracy of the proposed model for various operation scenarios. With the proposed model, accurate QoS parameter values can be derived for the IEEE 802.16m contention-based BR scheme.

준모수적 계층적 선택모형에 대한 베이지안 방법 (A Bayesian Method to Semiparametric Hierarchical Selection Models)

  • 정윤식;장정훈
    • 응용통계연구
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    • 제14권1호
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    • pp.161-175
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    • 2001
  • 메타분석(Meta-analysis)은 서로 독립적으로 연구되어진 결과들을 전체적인 하나의 결과로 도출하기 위해 사용되어지는 통계적 방법이다. 이러한 통계적 방법을 설명할 모형으로는 선택모형(selection model)을 포함한 계층적 모형(hierarchical model)을 사용하며, 이러한 모형들은 베이지안 메타분석에 유용한 것으로 알려져 있다. 그러나, 메타분석의 자료들은 일반적으로 출판편의(publication bias)를 갖고 있으므로 이를 극복하고자 가중함수(weight function)를 이용하여 분포함수를 새롭게 정의하여 사용한다. 최근에 Silliman(1997)은 계층적 모형(hierarchical model)에 가중함수를 첨부한 계층적 선택모형(hierarchical selection model)을 정의하고 모수적 베이지안 방법을 제시하였다. 본 연구에서는 미관측된 연구효과에 디리슈레 과정 사전분포(Dirichlet process prior)를 적용한 준모수적 계층적 선택모형(semiparametric hierarchical selection models)을 소개한다. 여기서 제시된 준모수적 계층적 선택모형을 베이지안 방법으로 추정하기 위하여 마코프 연쇄 몬테칼로(Markov chain Monte Carlo)방법을 이용한다. 제시된 방법을 적용하기 위하여 실제 자료(Johnson, 1993)인 충치를 예방하기 위한 두 가지의 예방약의 효과에 대한 차이를 비교하기 위해 얻어진 12개의 연구를 이용하여 메타분석을 한다.

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영과잉 포아송 회귀모형에 대한 베이지안 추론: 구강위생 자료에의 적용 (Bayesian Analysis of a Zero-inflated Poisson Regression Model: An Application to Korean Oral Hygienic Data)

  • 임아경;오만숙
    • 응용통계연구
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    • 제19권3호
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    • pp.505-519
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    • 2006
  • 셀 수 있는 이산 자료(discrete count data)에 대한 분석은 여러 분야에서 활용되고 있지만 영(zero)을 과도하게 포함하고 있는 영과잉 자료는 자료의 성격상 포아송 분포를 따르지 못할 때가 있어 분석에 어려움이 따른다. Zero-Inflated Poisson(ZIP)모형은 이런 어려움을 극복하기 위하여 영에 대한 점확률을 가지는 분포와 포아송 분포를 합성하여 과도한 영과 영이 아닌 자료를 설명하는 모형이다. 설명 변수가 존재할 때는 포아송 분포 부분에서 반응변수의 평균과 공변량사이에 로그선형 연결함수를 사용한 Zero-Inflated Poisson Regression(ZIPR)모형이 사용될 수 있다. 본 논문에서는 Markov Chain Monte Carlo 기법을 이용한 ZIPR모형의 베이지안 추론방법을 제안하고, 이를 실제 구강위생 자료에 적용하며 다른 모형들과 비교한다. 그 결과 베이지안 추론 방법을 적용한 영과잉 모형의 추정오차가 다른 모형들의 추정오차보다 작았고, 예측치가 더 정확했다는 점에서 우수함을 알 수 있었다.

모바일 엣지 클라우드 환경에서 인공지능 기반 모니터링 기법 (A Monitoring Scheme Based on Artificial Intelligence in Mobile Edge Cloud Computing Environments)

  • 임종범;최희석;유헌창
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제7권2호
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    • pp.27-32
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    • 2018
  • 모바일 엣지 클라우드 환경에서 중요하게 다루어야 할 사항 중 하나는 모바일 장치에 대한 모니터링이다. 모바일 장치는 장치의 특성상 불안정한 상태가 발생하여 결함이 발생할 수 있기 때문에 모바일 엣지 클라우드의 SLA (Service Level Agreement)를 만족시키기 위해서는 모바일 장치의 모니터링 기법을 통해 결함을 측정하여 이에 대한 조치를 수행하여야 한다. 이 논문에서는 모바일 엣지 클라우드 환경에서 인공지능 기반 모바일 장치 모니터링 기법을 제안한다. 제안하는 모니터링 기법은 모바일 장치에 대한 이전 모니터링 정보와 현재 모니터링 정보를 기반으로 모바일 장치의 결함 발생을 측정할 수 있도록 설계 되었다. 이를 위해 인공지능 기법 중 하나인 은닉 마르코프 체인 모델을 모바일 장치에 대한 모니터링 기법에 적용하였다. 실험 평가를 통해 제안하는 모니터링 기법에 대한 검증을 수행하였다. 제안하는 기법은 모바일 장치뿐만 아니라 일반적인 클라우드 환경에서의 가상 머신을 모니터링 하는 방법으로도 활용할 수 있도록 설계되었다.

가변 샘플링 간격(VSI)을 갖는 적응형 이동평균 (A-MA) 관리도 (An Adaptive Moving Average (A-MA) Control Chart with Variable Sampling Intervals (VSI))

  • 임태진
    • 대한산업공학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.457-468
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    • 2007
  • This paper proposes an adaptive moving average (A-MA) control chart with variable sampling intervals (VSI) for detecting shifts in the process mean. The basic idea of the VSI A-MA chart is to adjust sampling intervals as well as to accumulate previous samples selectively in order to increase the sensitivity. The VSI A-MA chart employs a threshold limit to determine whether or not to increase sampling rate as well as to accumulate previous samples. If a standardized control statistic falls outside the threshold limit, the next sample is taken with higher sampling rate and is accumulated to calculate the next control statistic. If the control statistic falls within the threshold limit, the next sample is taken with lower sampling rate and only the sample is used to get the control statistic. The VSI A-MA 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 control length L is introduced to prevent small mean shifts from being undetected for a long period. A Markov chain model is employed to investigate the VSI A-MA sampling process. Formulae related to the steady state average time-to signal (ATS) for an in-control state and out-of-control state are derived in closed forms. A statistical design procedure for the VSI A-MA chart is proposed. Comparative studies show that the proposed VSI A-MA chart is uniformly superior to the adaptive Cumulative sum (CUSUM) chart and to the Exponentially Weighted Moving Average (EWMA) chart, and is comparable to the variable sampling size (VSS) VSI EWMA chart with respect to the ATS performance.

사물인터넷 환경을 위한 IEEE 802.15.4 프로토콜 모델링과 최적화 방안 (Modeling and Optimization of the IEEE 802.15.4 Protocol for Internet of Things)

  • 김태석
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제16권10호
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    • pp.299-310
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    • 2016
  • 본 논문에서는 사물인터넷 환경에서 사용되는 저전력 통신 기술인 IEEE 802.15.4 MAC (Media Access Control) 프로토콜의 성능 분석을 수행한다. 사물인터넷 환경에서는 기기 종류가 다양하고 생성되는 트래픽 특성도 상이하기 때문에 기존 연구와는 달리 트래픽이 혼재되어 있는 heterogeneous traffic 환경을 고려한다. 마코프 체인을 통해 프로토콜의 성능을 MAC 파라미터의 함수로 도출하였고 이를 기반으로, 사용되고 있는 애플리케이션을 위한 에너지 효율적인 최적 MAC 파라미터를 실시간으로 찾는 프레임워크를 설계하였다. 제안 방식은 기존의 파라미터를 고정시켜 운용하는 방법 대비 에너지 이득이 있음을 애플리케이션 시나리오별 비교를 통해 보였고, 제안된 프레임워크가 연산 능력의 한계를 가지는 소형 기기에서도 충분히 사용될 수 있음을 정확도와 속도 측면에서 검증하였다.

가변 샘플링 간격(VSI)을 갖는 선택적 누적합 (S-CUSUM) 관리도 (A Selectively Cumulative Sum (S-CUSUM) Control Chart with Variable Sampling Intervals (VSI))

  • 임태진
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 한국경영과학회 2006년도 추계학술대회
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    • pp.560-570
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    • 2006
  • This paper proposes a selectively cumulative sum (S-CUSUM) control chart with variable sampling intervals (VSI) for detecting shifts in the process mean. The basic idea of the VSI S-CUSUM chart is to adjust sampling intervals and to accumulate previous samples selectively in order to increase the sensitivity. The VSI S-CUSUM chart employs a threshold limit to determine whether to increase sampling rate as well as to accumulate previous samples or not. If a standardized control statistic falls outside the threshold limit, the next sample is taken with higher sampling rate and is accumulated to calculate the next control statistic. If the control statistic falls within the threshold limit, the next sample is taken with lower sampling rate and only the sample is used to get the control statistic. The VSI 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 model is employed to describe the VSI S-CUSUM sampling process. Some useful formulae related to the steady state average time-to signal (ATS) for an in-control state and out-of-control state are derived in closed forms. A statistical design procedure for the VSI S-CUSUM chart is proposed. Comparative studies show that the proposed VSI S-CUSUM chart is uniformly superior to the VSI CUSUM chart or to the Exponentially Weighted Moving Average (EWMA) chart with respect to the ATS performance.

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두개의 임계치를 갖는 부분 버퍼공유 우선도 방식의 성능 분석에 관한 연구 (A Study on the Performance Analysis for Partial Buffer Sharing Priority Mechanism with Two Thresholds)

  • 박광채;이재호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.381-389
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    • 1994
  • 고품질 음성, 고속의 데이터 및 영상 등과 같은 멀티미디어 서비스는 통신망에서 기존에 제공하는 서비스에 부가될 것이다. 이와같은 서비스는 통신망에 대해서 새로운 요구를 발생시킨다. 우선순위 제어 메카니즘은 많은 통신 시스템에서 발생된 멀티미디어 서비스를 제어하는데 사용될 수 있다. 우선순위 메카니즘은 서비스 품질에 따라 발생된 정보에 우선순위를 부여하는 트래픽 제어 방식중의 하나로서 우선순위의 할당은 손실 민감도와 지연 민감도등과 같은 트래픽 특성에 대한 우선순위 기준에 의해서 나누어질 수 있다. 본 논문에서는 손실을 줄이는 트래픽 제어로서 부분버퍼 공유(PBS:Partial Buffer Sharing)방식을 이용하고 Markov Chain을 이용한 해석 방법을 제안한다. 제안한 해석 방법을 검증하기 위해서 시뮬레이션 전용 언어인 SIMSCRIPT 11.5를 이용해서 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과 제안한 해석방법이 타당함을 검증하였다. 또한 ATM 망에 결과를 적용했을때 ATM 망의 셀(CELL) 손실 확률을 구하였다.

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