• 제목/요약/키워드: Probability Density Function( PDF)

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로렌쯔-95 모델을 이용한 앙상블 섭동 비교: 브레드벡터, 직교 브레드벡터와 앙상블 칼만 필터 (Comparison of Ensemble Perturbations using Lorenz-95 Model: Bred vectors, Orthogonal Bred vectors and Ensemble Transform Kalman Filter(ETKF))

  • 정관영;바커 데일;문선옥;전은희;이희상
    • 대기
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    • 제17권3호
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    • pp.217-230
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    • 2007
  • Using the Lorenz-95 simple model, which can simulate many atmospheric characteristics, we compare the performance of ensemble strategies such as bred vectors, the bred vectors rotated (to be orthogonal to each bred member), and the Ensemble Transform Kalman Filter (ETKF). The performance metrics used are the RMSE of ensemble means, the ratio of RMS error of ensemble mean to the spread of ensemble, rank histograms to see if the ensemble member can well represent the true probability density function (pdf), and the distribution of eigen-values of the forecast ensemble, which can provide useful information on the independence of each member. In the meantime, the orthogonal bred vectors can achieve the considerable progress comparing the bred vectors in all aspects of RMSE, spread, and independence of members. When we rotate the bred vectors for orthogonalization, the improvement rate for the spread of ensemble is almost as double as that for RMS error of ensemble mean compared to the non-rotated bred vectors on a simple model. It appears that the result is consistent with the tentative test on the operational model in KMA. In conclusion, ETKF is superior to the other two methods in all terms of the assesment ways we used when it comes to ensemble prediction. But we cannot decide which perturbation strategy is better in aspect of the structure of the background error covariance. It appears that further studies on the best perturbation way for hybrid variational data assimilation to consider an error-of-the-day(EOTD) should be needed.

LRB 면진장치를 적용한 원전구조물의 지진응답에 따른 확률론적 연구 (A Probabilistic Study on Seismic Response of Seismically Isolated Nuclear Power Plant Structures using Lead Rubber Bearing)

  • 김현정;송종걸;문지호
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.45-54
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    • 2018
  • The seismically isolated nuclear power plants shall be designed for design basis earthquake (DBE) and considered to ensure safety against beyond design basis earthquake (BDBE). In order to limit the excessive displacement of the seismic isolation system of the seismically isolated structure, the moat is installed at a certain distance from the upper mat supporting the superstructure. This certain distance is called clearance to stop (CS) and is calculated from the 90th percentile displacement of seismic isolation system subjected to BDBE. For design purposes, the CS can be obtained simply by multiplying the median displacement of the seismic isolation system against DBE by scale factor with a value of 3. The DBE and BDBE used in this study were generated by using 30 sets of artificial earthquakes corresponding to the nuclear standard design spectrum. In addition, latin hyper cube sampling was applied to generate 30 sets of artificial earthquakes corresponding to maximum - minimum spectra. For the DBE, the median displacement and the 99th percentile displacement of the seismic isolation system were calculated. For the BDBE, the suitability of the scale factor was assessed after calculating the 90th percentile displacement of the seismic isolation system.

셀룰러 시스템의 셀 경계에서의 하향 링크 성능 향상을 위한 Joint SD-MRC 수신 방식 (A Joint SD-MRC Method for Downlink Performance Improvement at Coverage Boundaries of Cellular Systems)

  • 이상대;장재원;성원진
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.506-514
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    • 2008
  • WiBro 시스템과 같은 최근 통신 시스템에서 대역폭 효율을 증가시키기 위해 모든 셀에서 주파수를 재사용하는 경우, 셀 경계에 위치하는 수신기는 인접 셀로부터 오는 간섭 신호로 인해 수신 성능이 열화된다. 본 논문에서는 셀룰러 시스템에서 셀 경계에서의 하향 링크 성능 향상을 위해, 다수 개의 안테나를 가진 단말기에서 활용할 수 있는 수신 방식을 제안한다. 성능 검증을 위하여 인접 셀의 간섭 신호 세기 및 단말기의 안테나 개수의 변화에 따른 유효 신호 대 간섭 잡음비의 화률 밀도 함수와 대역폭 효율을 산출한다. 제안하는 방식은 MRC(Maximum Ratio Combining) 및 SD(Spatial Multiplexing) 방식 대비 유효 신호 대 간섭 잡음비와 대역폭 효율을 큰 폭으로 향상시킴을 분석 결과로 확인할 수 있으며, 실험을 통해 그 결과를 검증한다.

직교 시공간 블록 부호를 적용한 듀얼 홉 MIMO Decouple-and-Forward 릴레이에 대한 정확한 비트 에러율 분석 (An Exact BER Analysis of Dual-Hop MIMO Decouple-and-Forward Relaying with Orthogonal Space-Time Block Codes)

  • 이재훈;김동우
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권12A호
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    • pp.1147-1155
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    • 2008
  • 본 논문에서는 듀얼-홉 MIMO(Miltiple-Input Miltiple-Output) DCF(decouple-and-forward) 릴레이 시스템의 성능 분석을 위한 확률 밀도 함수를 유도한다. 확률 밀도 함수를 사용하여 정확한 BER 분석을 할 수 있다. 분석할 수 있는 안테나 조합은 (1,8,1), (8,1,8), (2,4,2), (4,2,4)이며 괄호 안의 숫자는 송신국의 송신 안테나, 릴레이 안테나, 수신국의 수신 안테나 개수이다. M-ary PSK일 때 MIMO DCF 릴레이 시스템의 모의 실험을 통해 얻은 평균 BER과 확률 밀도 함수를 통해 유도한 BER식에 의한 평균 BER이 서로 일치함을 확인할 수 있다. DCF 릴레이 시스템을 썼을 때 공간 다이버시티를 얻을 수 있다.

OFDM 통신 시스템에서 비선형 왜곡분석의 새로운 분석기법 (A New Method on the Nonlinear Distortion Analysis in the OFDM Communication System)

  • 이동훈;정기호;유흥균
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제13권6호
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    • pp.538-545
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    • 2002
  • OFDM 통신 시스템에서는 피크전력 대 평균전력비(Peak to Average Power Ratio, PAPR)가 커짐에 따라 전력증폭기에서 비선형 왜곡이 발생되므로 이를 포함한 전송 성능평가가 중요하다. 본 논문에서는 전력증폭기에서 비선형 왜곡이 있는 OFDM 시스템의 성능을 평가하는 새로운 혼합 분석기법을 제안한다. 즉, 제안된 혼합 분석기법은 시뮬레이션을 이용하여 먼저 PAPR의 확률밀도함수와 비선형 잡음의 분산과 평균을 구하고, 이를 이용하여 해석적(analytical) 방법으로 전체 BER을 구하는 방법이다. QPSK 또는 16-QAM 변조방식의 OFDM 시스템에서, 반도체전력증폭기(Solid-State-Power Amplifier, SSPA)의 등가모델을 적용하고, PAPR을 파라미터로 사용하여 IBO 크기에 따른 BER을 분석한다. 제안 방법이 기존의 Monte-Carlo 시뮬레이션에 의한 BER과 거의 동일한 분석 결과를 보이고, 기존 방법보다 BER곡선을 얻는데 필요한 시간이 상당히 감소됨을 보인다

모집단 약물동태학 방법에 의한 겐타마이신 약물동태에 미치는 환경의 영향 (Enviromental Influences on Gentamicin Pharmacokinetics by Using Population Pharmacokinetic Methods)

  • 범진필
    • 약학회지
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    • 제56권1호
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    • pp.48-54
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    • 2012
  • Enviromental differences in gentamicin pharmacokinetics by using population pharmacokinetic methods were compared with 20 Korean patients and 24 Korean-American appendicitis patients. Two to six blood specimens were collected from all patients at the following times : just before a regularly scheduled infusion and at 0.5 hour after the end of a 0.5 hour infusion. Nonparametric expected maximum (NPEM) algorithm for population modeling was used. The estimated parameters were the elimination rate constant (K), the slope (KS) of the relationship between K versus creatinine clearance ($C_{cr}$), the apparent volume of distribution (V), the slope (VS) of the relationship between V versus weight, gentamicin clearance (CL) and the slope (CS) of the relationship between CL versus $C_{cr}$ and the V. The output includes two marginal probability density function (PDF), means, medians, modes, variance and CV%. The mean K (KS) were $0.402{\pm}0.129\;h^{-1}(0.00486{\pm}0.00197\;[h{\cdot}ml/min/1.73\;m^2]^{-1})$ and $0.411{\pm}0.135\;h^{-1}(0.00475{\pm}0.00180\;[h{\cdot}ml/min/1.73\;m^2]^{-1})$ for Korean and Korean-American populations, respectively. The mean V (VS) were not different at $14.3{\pm}3.6l(0.241{\pm}0.0511l/kg)$ and $15.1{\pm}3.84l(0.239{\pm}0.0492l/kg)$ for Korean and Korean-American populations, respectively (p>0.2). The mean CL (CS) were $5.68{\pm}1.69l/h(0.0714{\pm}0.0222l/kg[h{\cdot}ml/min/1.73\;m^2])$ and $5.70{\pm}1.77l/h(0.0701{\pm}0.0215l/kg[h{\cdot}ml/min/1.73\;m^2])$ for Korean and Korean-American populations, respectively. There were no enviromental differences in gentamicin pharmacokinetics between Korean and Korean-American appendicitis patients.

중심이동과 상호정보 추정에 의한 효과적인 얼굴인식 (An Efficient Face Recognition by Using Centroid Shift and Mutual Information Estimation)

  • 조용현
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.511-518
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    • 2007
  • 본 논문에서는 영상의 중심이동과 상호정보 추정에 의한 효과적인 얼굴인식 기법을 제안하였다. 여기서 중심이동은 영상의 1차 모멘트에 의해 계산된 중심좌표로 얼굴영상을 이동하는 것이며, 이는 인식에 불필요한 배경을 배제시킴으로써 인식성능을 개선시키기 위함이다. 상호정보 추정은 상관관계를 나타내는 척도로 영상간의 유사성을 효과적으로 측정하기 위함이다. 특히 영상의 상호정보 추정을 위한 확률밀도함수 계산에 동일한 량의 샘플분할을 이용한 적응분할의 추정 방법을 이용함으로써 영상 상호간의 종속성을 더욱 더 정확하게 구하였다. 제안된 기법을 64*64 픽셀의 48장(12명*4장) 얼굴영상을 대상으로 실험한 결과, 제안된 기법은 중심이동을 거치지 않는 단순히 상호정보 추정만을 이용하는 기법보다 우수한 인식성능(인식률, 인식속도)이 있음을 확인하였다. 또한 얼굴의 표정, 위치, 그리고 각도 등의 변화에도 매우 강건한 인식성능이 있음을 확인하였다.

고정점 알고리즘의 독립성분분석과 적응분할의 상호정보 추정에 의한 입력변수선택 (Input Variable Selection by Using Fixed-Point ICA and Adaptive Partition Mutual Information Estimation)

  • 조용현
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.525-530
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    • 2006
  • 본 논문에서는 고정점 알고리즘의 독립성분분석과 적응분할의 상호정보 추정을 조합한 입력변수선택 기법을 제안하였다. 여기서 고정점 알고리즘의 독립성분분석은 할선법에 기반을 둔 방법으로 입력변수 간의 독립성을 빠르게 찾기 위함이고, 적응분할의 상호정보 추정은 입력변수의 확률밀도함수 계산에서 동일한 량의 샘플분할을 가능하게 하여 변수상호간의 종속성을 좀 더 정확하게 구하기 위함이다. 제안된 기법을 인위적으로 제시된 각 500개의 샘플을 가지는 7개의 신호와 특정지역을 대상으로 측정된 각 55개의 샘플을 가진 24개의 환경오염신호를 대상으로 실험한 결과, 빠르고 정확한 변수의 선택이 이루어짐을 확인하였다. 또한 할선법의 고정점 알고리즘 독립성분분석을 수행하지 않을 때와 정규분할의 상호정보 추정 때보다 각각 우수한 선택성능이 있음을 확인하였다.

Structural modal identification and MCMC-based model updating by a Bayesian approach

  • Zhang, F.L.;Yang, Y.P.;Ye, X.W.;Yang, J.H.;Han, B.K.
    • Smart Structures and Systems
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    • 제24권5호
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    • pp.631-639
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    • 2019
  • Finite element analysis is one of the important methods to study the structural performance. Due to the simplification, discretization and error of structural parameters, numerical model errors always exist. Besides, structural characteristics may also change because of material aging, structural damage, etc., making the initial finite element model cannot simulate the operational response of the structure accurately. Based on Bayesian methods, the initial model can be updated to obtain a more accurate numerical model. This paper presents the work on the field test, modal identification and model updating of a Chinese reinforced concrete pagoda. Based on the ambient vibration test, the acceleration response of the structure under operational environment was collected. The first six translational modes of the structure were identified by the enhanced frequency domain decomposition method. The initial finite element model of the pagoda was established, and the elastic modulus of columns, beams and slabs were selected as model parameters to be updated. Assuming the error between the measured mode and the calculated one follows a Gaussian distribution, the posterior probability density function (PDF) of the parameter to be updated is obtained and the uncertainty is quantitatively evaluated based on the Bayesian statistical theory and the Metropolis-Hastings algorithm, and then the optimal values of model parameters can be obtained. The results show that the difference between the calculated frequency of the finite element model and the measured one is reduced, and the modal correlation of the mode shape is improved. The updated numerical model can be used to evaluate the safety of the structure as a benchmark model for structural health monitoring (SHM).

BPSK 변조의 최대 전송률 분석: 상관 정보원의 비직교 다중 접속 관점에서 (Analysis of Achievable Data Rate under BPSK Modulation: CIS NOMA Perspective)

  • 정규혁
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.995-1002
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    • 2020
  • 본 논문은 연속 가우시안 입력 변조를 사용하는 대부분의 기존 NOMA 설계와는 대조적으로, BPSK 변조하에서 상관 정보원의 NOMA에 대한 최대 전송률을 분석한다. 먼저, BPSK 변조와 상관 정보원의 NOMA에 대한 최대 전송률의 폐쇄형 표현식을 유도한다. 다음, 수치적 결과를 통해, 강 채널 사용자에 대해서는, 독립 정보원의 최대 전송률과 비교하여, 상관 정보원의 최대 전송률이 감소하는 것을 보여준다. 또한, 약 채널 사용자에 대해서는, 독립 정보원의 최대 전송률과 비교하여, 상관 정보원의 최대 전송률이 증가하는 것을 입증한다. 추가로, 수신 신호와 사용자 간 간섭의 확률 분포 함수의 심도 있는 분석을 통해 이론적 결과를 입증한다.