• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.8 no.1
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• pp.44-50
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• 2007

In this paper generating algorithms of the conventional chaos code sequences and a new chaos code sequence derived from the real and imaginary parts of FFT of one chaos code sequence, and the time-frequency function characteristics of generated code sequences to measure the signal resolution, are considered. And two chaos based QCSK digital communication systems-one with two different chaos code sequences, the other with FFT of one chaos code sequence-are analyzed in AWGN and fading communication channels. After analyzing the correlation functions of such sequences, the delta-like autocorrelation and near zero crosscorrelation functions of them are very suitable for chaos based spread spectrum communication systems, is verified. Through evaluating the performance of two chaos based QCSK systems above using Monte-Carlo simulation, the improvement of performance in the latter QCSK system compare favorably with that of the former system, is shown.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.4
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• pp.355-363
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• 2009

The purpose of this paper is to investigate the influence of noise on chaotic time series. We used two time series of Lorenz system and of Great Salt Lake's volume data which are well known as chaotic systems. This study investigated the attractors, correlation dimensions, and Close Returns Plots and Close Returns Histograms of two time series to investigate the influence of noise as increasing noise level. We performed Chi-square test to the relative frequency of Close Returns Histogram from Close Returns Plot for the investigation of stochastic process of chaotic time series as increasing noise level of time series. As the results, two time series were changed from chaotic to stochastic series as noise level is increased. Finally, we analyzed the effect of noise cancellation by using Simple Moving Average method. The results of applications of Simple Moving Average method to Lorenz and GSL time series showed that we could effectively cancel the noise. Then we could confirm the applicability of Simple Moving Average method to cancel the noise for the hydrologic time series having chaotic characteristics.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.178-183
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• 2008

지구온난화로 인한 기후변화가 기정사실화 되면서 이러한 기후변화에 대비하기 위한 다양한 연구가 진행중이다. 수자원과 관련된 기후변화 연구를 살펴보면 초기에는 장기적 관점에서 기후변화가 유출에 미치는 영향에 대한 연구가 대부분을 이루고 있었으나 2003년을 기점으로 유럽을 중심으로 기후변화가 홍수량에 미치는 영향에 대한 연구가 시작되었다. 기후변화가 홍수에 미치는 영향을 평가하는데 가장 중요한 것은 수문시계열 자료의 해상도라고 할 수 있다. 이러한 시공간적 해상도 문제를 해결하기 위해서 세계 각국은 각국의 상황에 맞는 RCM을 개발하고 있으며 자국에 적합한 축소기법을 개발하고자 노력하고 있다. 따라서 본 연구에서는 고해상도 수문기상자료의 생성을 위하여 기후변화 모형으로부터 생성된 일 단위 강우자료를 시자료로 분해하기 위한 기법을 제시하고자한다. 지난 수십년 동안 강우나 기타 수문시계열 자료를 다양한 해상도의 자료로 변환하기 위한 연구가 진행되어왔다. 그러나 이러한 연구의 가장 큰 한계점은 대부분의 시계열 자료가 추계학적 특성을 가지고 있다고 가정한 후, 분석을 진행했다는 것이다. 이렇게 되면 강우발생에 따른 물리적 과정을 모형의 구조에 반영하는데 한계점을 드러내게 된다. 따라서 본 연구에서는 해상도를 변화시키는데 따른 강우의 운동역학적 특성을 고려하기 위하여 카오스를 기반으로 한 분해기법을 제시하고자 한다. 우선 카오스 분석을 통해서 지점 강우자료의 카오스 특성을 확인한 후, 현재까지 관측된 강우를 기반으로 $2CO_2$에서의 일 강우를 일 단위 보다 작은 단위로 분해하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Communication Sciences Conference
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• 2004.11a
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• pp.360-360
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• 2004

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.31 no.1B
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• pp.37-45
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• 2011

We studied noise influence on nonlinear chaotic system by using Logistic data series which is known as a typical nonlinear chaotic system. We regenerated Logistic data series by the method of adding noise according to noise level. And, we performed some analyses such as phase space reconstruction, correlation dimension, BDS statistics, and DVS Algorithms which are known as the methods of nonlinear deterministic or chaotic analysis. If we see the results of analysis, the characteristics of data series are gradually changed from nonlinear chaotic data series to random stochastic data series according to increasing noise level. We applied Low Pass Filter (LPF) and Kalman Filter techniques for the investigation of removing effect of the added noise to data series. Typical nonparametric method cannot distinguish nonlinear random series but the BDS statistic can distinguish the nonlinear randomness of the time series. Therefore this study used the BDS statistic which is well known as nonlinear statistical method for the investigation of randomness of time series for the effect of removing noise of data series. We found that Kalman filter is better method to remove the noise of chaotic data series even for high noise level.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.1178-1182
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• 2004

시계열 자료의 분석과 예측은 수문학분야에서 매우 중요하면, 최근 들어 특정한 수문시계열에서 카오스 특성이 발견되고 있다. 카오스 특성을 갖는 수문시계열의 예측에 있어, 기존의 거의 모든 연구는 시스템의 특성을 파악한 뒤 예측을 실시하는 표준접근법이 채택되어왔다. 그러나 Phoon 등은 시스템의 특성분석에 앞서 예측을 실시하고, 상태공 매개변수가 시스템의 특성분석단계가 아닌 예측단계에서 평가되는 가역접근법을 제안하였다. 본 연구에서는 Phoon 등이 제안한 가역접근법과 기존에 널리 적용되어온 표준접근법을 실제 일유출량 자료에 적용함으로써, 가역접근법의 적용성을 검토하고 카오스 시계열의 특성을 파악하였다. 본 연구에서 사용한 비선형 예측 기법으로는 카오스이론이 적용된 부분근사화 기법을 이용하였다. 카오스 특성분석을 통해, Bear 강 일유출량 시계열 자료에서 카오스 특성이 나타남을 알 수 있었다. 표준접근법과 가역접근법을 이용하여 Bear 강의 일유출량 자료에 대하여 예측을 실시한 결과, 카오스 특성을 갖는 일유출량 시계열 자료의 단기 예측의 우수성을 알 수 있었으면, 가역접근법이 표준접근법에 비해 좋은 결과를 나타내었다. 특히, 가역접근법은 예측단계에서 예측시간(T)에 대하여 예측매개변수를 최적화시킴으로써 보다 정밀한 예측을 할 수 있었으며, 시스템에 대한 정보손실이 발생하였을 경우 예측에 대한 상태공간 매개변수를 다시 추정해야 하는 표준접근법에 비해 실제적 적용성이 매우 우수하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.614-618
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• 2005

수문시계열 분석과 예측은 대부분 ARMA(AutoRegressive Moving Average) 형태의 선형적인 추계학적인 모형을 이용하였으나 자현현상이 복잡해지고 비선형적인 특성을 가짐에 따라 선형적인 해석은 수문시계열의 분석과 예측에 있어서 많은 오류를 내포하고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위한 시도로 Chaos이론이란 개념이 사용되기 시작하였으며, 수자원분야에서는 1980년대 후반부터 물수지 방정식 및 강우유출에 대한 카오스적 특성분석 등 많은 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 영산강유역의 본류를 대표하는 나주지점을 대상으로 2003년 1월 1일 00시부터 2004년 12월 31일 23시까지 17,544개의 시수위 자료에 대하여 해당 년도의 Rating-Curve식을 적용 환산한 유출량자료에 데한 카오스적 특성을 분석하였다. 카오스적 특성을 분석하기에 앞서 원자료에 대하여 이동평균법과 Savitzky-Golay Filter를 적용하여 잡음을 제거하였으며, 1차원의 단일변량의 자료에 대한 상태공간(Phase Space)의 재건을 통하여 비교검토 하였다. 이러한 일련의 과정을 거친 자료에 대하여 상관차원법을 이용하여 영산강 유역의 나주지점의 시유출량 자료에 대한 카오스적 특성을 분석한 결과 저차원의 수렴으로 카오스 특성을 가졌다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.22 no.12
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• pp.1698-1704
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• 2018

This paper presents a implementation of a chaotic Lorenz system for data secure communication applications. Here we have used PIC18F family-based microcontroller to generate the chaotic signal, and simulated waveform patterns confirm that the chaotic behavior of the microcontroller based discrete time chaotic Lorenz system. There are three R-2R ladder type A/D converters have been implemented for conversion of direct microcontroller digital output into analog waveform, utilizing this specific microcontroller relevant to this experiment work, microcontroller ports B, C and D have been utilized for its time waveform outputs X, Y and Z respectively. XC8 compiler used for the compilation of the program. MATLAB and PROTEUS software platforms are used for simulation. Finally, chaotic time wave forms, 2D chaotic attractors were obtained and secure communication analog waveforms were also verified by experimental measurement.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.41 no.9
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• pp.959-967
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• 2008

Disaggregation techniques are widely used to transform observed daily rainfall values into hourly ones, which serve as important inputs for flood forecasting purposes. However, an important limitation with most of the existing disaggregation techniques is that they treat the rainfall process as a realization of a stochastic process, thus raising questions on the lack of connection between the structure of the models on one hand and the underlying physics of the rainfall process on the other. The present study introduces a nonlinear deterministic (and specifically chaotic) framework to study the dynamic characteristics of rainfall distributions across different temporal scales (i.e. weights between scales), and thus the possibility of rainfall disaggregation. Rainfall data from the Seoul station (recorded by the Korea Meteorological Administration) are considered for the present investigation, and weights between only successively doubled resolutions (i.e., 24-hr to 12-hr, 12-hr to 6-hr, 6-hr to 3-hr) are analyzed. The correlation dimension method is employed to investigate the presence of chaotic behavior in the time series of weights, and a local approximation technique is employed for rainfall disaggregation. The results indicate the presence of chaotic behavior in the dynamics of weights between the successively doubled scales studied. The modeled (disaggregated) rainfall values are found to be in good agreement with the observed ones in their overall matching (e.g. correlation coefficient and low mean square error). While the general trend (rainfall amount and time of occurrence) is clearly captured, an underestimation of the maximum values are found.

• The KIPS Transactions:PartB
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• v.9B no.4
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• pp.421-428
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• 2002

The local prediction method utilizing embedding vector loses the prediction power when the parameter r estimation is not exact for predicting the chaos time series induced from the high order differential equation. In spite of the fact that there have been a lot of suggestions regarding how to estimate the delay time ($\tau$), no specific method is proposed to apply to any time series. The inclinded linear model, which utilizes inclinded netter, yields satisfying degree of prediction power without estimating exact delay time ($\tau$). The usefulness of this approach has been indicated not only theoretically but also in practical situation when the method w8s applied to economical time series analysis.