• 융합신호처리학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.44-50
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• 2007

본 논문에서는 통상적인 카오스 부호계열 그리고 한 카오스 부호계열의 FFT의 실수와 허수부로부터 발생되는 새로운 카오스 부호계열의 발생 알고리즘과 발생된 부호계열의 명료도를 측정할 수 있는 시간-주파수 함수 특성을 검토하였다. 그리고 서로 다른 카오스 부호계열을 이용한 시스템과 동일한 카오스 부호계열의 FFT를 이용하는 두 종류의 카오스 기저 QCSK 디지털 통신시스템을 AWGN과 페이딩 통신 채널에서 분석하였다. 분석결과 이러한 카오스 부호계열은 델타함수와 같은 자기상관함수와 영과 같은 상호상관함수 특성을 가지며 카오스 기저 대역확산통신시스템에 적합함을 보였다. Monte-Carlo 시뮬레이션을 이용한 두 카오스 기저 QCSK 시스템의 성능평가결과 부호계열의 FFT를 이용한 시스템이 서로 다른 카오스 부호계열을 이용한 시스템에 비하여 성능이 개선됨을 보였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권4호
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• pp.355-363
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• 2009

본 연구에서는 카오스 특성을 보이는 수문시계열에 대한 잡음의 영향을 검토하기 위하여 카오스 특성을 보이는 자료로 알려져 있는 Lorenz 시계열과 미국 Great Salt Lake의 용적 자료계열을 이용하였다. 잡음의 영향을 고려하기 위한 방법으로 잡음의 비율을 증가시키면서 끌개, 상관차원, Close Returns Plot의 변화 특성을 살펴보면서 카오스의 특성이 어떻게 변화하는지를 검토하였다. 또한 Close Returns Plot의 점들의 도수에 의해 표현되는 Close Returns Histogram의 상대도수에 대하여 $X^2$ 검정을 수행하였다. 그 결과, Lorenz 시계열과 GSL 용적 자료계열 모두 잡음의 비율이 증가함에 따라 카오스 특성이 사라지고 선형 추계학적인 과정의 자료로 변화됨을 확인하였다. 또한 단순 이동평균 방법에 의하여 Lorenz 시계열과 GSL 용적 자료계열에 대한 잡음의 제거 효과가 있는지에 대하여 검토한 결과 단순 이동평균 방법으로 자료의 잡음을 효과적으로 제거할 수 있었고, 카오스 특성을 보이는 실측 수문시계열에 적용성이 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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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.

• 한국통신학회:학술대회논문집
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• 한국통신학회 2004년도 추계종합학술대회 논문 초록집
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• pp.360-360
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• 2004

• 대한토목학회논문집
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• 제31권1B호
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• pp.37-45
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• 2011

본 연구에서는 비선형 카오스 계열에 대한 잡음의 영향 분석을 위하여 대표적인 비선형 카오스 특성을 보이는 것으로 알려진 Logistic Map 자료계열을 이용하여 연구를 수행하였다. 잡음을 임의로 추가하여 잡음 수준에 따라 자료계열을 재생성 하였으며 비선형 자료의 분석 방법으로 활용되고 있는 상태공간 재건, 상관차원 추정, BDS 통계, DVS 알고리즘 분석을 실시하였다. 분석 결과 자료계열은 잡음의 수준이 높아짐에 따라 비선형 카오스적 특성을 보이는 원시자료의 특성이 사라지고 무작위한 추계학적 특성을 보이는 자료로 변화하였다. 그리고 잡음의 영향을 받고 있는 자료에 대한 잡음제거 방법으로 Low Pass Filter와 Kalman Filter 기법을 적용하였다. 전통적인 비모수 통계기법은 비선형 무작위 시계열 또는 비선형 시계열을 구분하는데 어려움이 있지만 비선형 통계기법인 BDS 통계는 비선형 시계열을 구분할 수 있는 것으로 알려져 있다. 분석을 수행한 결과 잡음 수준이 높을 경우 Low Pass Filter는 잡음을 효과적으로 제거하지 못하여 비선형 자료를 선형자료로 판정하였지만 Kalman Filter의 경우 잡음을 효과적으로 제거하는 것으로 나타나 적용성이 우수함을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권12호
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• pp.1698-1704
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• 2018

본 논문에서는 암호통신 응용을 위한 로렌츠 카오스 회로를 구현한다. 이산형 카오스 로렌츠 시스템을 구현하기 위하여, PIC18F 계열의 마이크로 콘트롤러가 사용되었으며, 제안하는 카오스 회로는, 연산증폭기 기반 아날로그 회로와는 다르게, 8 비트PIC 마이크로 콘트롤러 칩과 3개 R-2R 타입의 디지털-아날로그 변환기로 이루어진다. 마이크로 컨트롤러 포트 B, C 및 D에서 시간 파형 X, Y 및 Z가 출력되도록 하였다. 모의실험을 위하여 MATLAB 및 PROTEUS 소프트웨어 플랫폼이 사용되었다. 제안하는 회로에 대하여, MATLAB 및 프로테우스 프로그램에 의한 모의실험을 통하여 시간파형, 주파수 특성, 2차원 위상특성 해석을 실시하였다. 최종적으로, 카오스 시간파형, 2차원(2D) 어트랙터 가 얻어졌고, 카오스 신호에 기반한 아날로그 신호의 암호통신 검증을 실험을 통하여 확인 하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권9호
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• pp.959-967
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• 2008

분해기법은 일 단위 강수시계열 자료를 시간단위로 분해하는 데 주로 사용되고 있으며, 시단위 자료는 홍수예측을 위하여 주요하게 사용될 수 있다. 그러나 현재까지 제시된 대부분의 분해기술은 강우데이터가 추계학적 특성을 가지고 있다는 기본 가정을 전제로 하고 있기 때문에 모형을 구성하는데 있어서 강우자료의 물리적 특성을 반영하는 데는 한계를 보이고 있다. 이에 본 연구에서는 강우자료를 각기 다른 해상도로 변환하는데 따른 가중치의 동역학적 거동이 카오스 특성을 보이는지와 카오스적 분해가 가능한지를 비선형의 확정론적 방법(카오스이론)을 이용하여 규명하는 방안을 소개하였다. 우선, 기상청 산하 서울지점을 대상으로 24h-12h, 12h-6h, 6h-3h으로 해상도를 변환하는데 따른 가중치를 계산하여 사용하였다. 가중치 시계열자료의 카오스 특성을 규명하는 데는 상관차원방법을 이용하였으며, 부분근사화 기법을 이용하여 강우를 분해하였다. 서울 지점의 모든 해상도 변환에 따른 가중치는 저차원의 상관 차수를 가지는 카오스 특성을 보임을 확인하였으며, 분해결과 실제 관측치와 유사한 값을 보임을 확인하였다(높은 상관계수와 작은 평균제곱근오차를 보임). 또한 강우의 일반적인 경향성(총량, 강우의 발생 시점)은 보존되나 극값의 경우 대부분 과소 추정됨을 알 수 있었다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제9B권4호
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• pp.421-428
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• 2002

지금까지 삽입(Embedding)백터를 이용한 국소적예측방법은 고차미분방정식으로부터 생성된 카오스 시계열을 예측할 때, 파라메타 $\tau$의 추정이 정확하지 않으면 예측성능은 떨어졌다. 지금까지 지연시간 ($\tau$)의 값을 추정하는 방법은 많이 제안되어있지만 실제로 고차원미분방정식부터 생성되어진 수많은 시계열에 모두 적용 가능한 방법은 아직 없다. 이것을 기울기 백터를 이용한 기울기 선형모델을 도입하는 것에 의해 정확한 지연시간 ($\tau$)의 값을 추정하지 않아도 예측성능에 만족할 수 있는 결과를 표시했다. 이것을 이론뿐이 아니고 경제시계열에도 적용해서 종래의 예측방법과 비교해서 그 유효성을 표시했다.