• 제목/요약/키워드: Markov probability

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A Novel Spectrum Access Strategy with ${\alpha}$-Retry Policy in Cognitive Radio Networks: A Queueing-Based Analysis

  • Zhao, Yuan;Jin, Shunfu;Yue, Wuyi
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제16권2호
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    • pp.193-201
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    • 2014
  • In cognitive radio networks, the packet transmissions of the secondary users (SUs) can be interrupted randomly by the primary users (PUs). That is to say, the PU packets have preemptive priority over the SU packets. In order to enhance the quality of service (QoS) for the SUs, we propose a spectrum access strategy with an ${\alpha}$-Retry policy. A buffer is deployed for the SU packets. An interrupted SU packet will return to the buffer with probability ${\alpha}$ for later retrial, or leave the system with probability (1-${\alpha}$). For mathematical analysis, we build a preemptive priority queue and model the spectrum access strategy with an ${\alpha}$-Retry policy as a two-dimensional discrete-time Markov chain (DTMC).We give the transition probability matrix of the Markov chain and obtain the steady-state distribution. Accordingly, we derive the formulas for the blocked rate, the forced dropping rate, the throughput and the average delay of the SU packets. With numerical results, we show the influence of the retrial probability for the strategy proposed in this paper on different performance measures. Finally, based on the trade-off between different performance measures, we construct a cost function and optimize the retrial probabilities with respect to different system parameters by employing an iterative algorithm.

ANALYZING THE DURATION OF SUCCESS AND FAILURE IN MARKOV-MODULATED BERNOULLI PROCESSES

  • Yoora Kim
    • 대한수학회지
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    • 제61권4호
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    • pp.693-711
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    • 2024
  • A Markov-modulated Bernoulli process is a generalization of a Bernoulli process in which the success probability evolves over time according to a Markov chain. It has been widely applied in various disciplines for modeling and analysis of systems in random environments. This paper focuses on providing analytical characterizations of the Markovmodulated Bernoulli process by introducing key metrics, including success period, failure period, and cycle. We derive expressions for the distributions and the moments of these metrics in terms of the model parameters.

First-Passage Time Distribution of Discrete Time Stochastic Process with 0-state

  • Park, Young-Sool
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제8권2호
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    • pp.119-125
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    • 1997
  • We handle the stochastic processes of independent and identically distributed random variables. But random variables are usually dependent among themselves in actual life. So in this paper, we find out a new process not satisfying Markov property. We investigate the probability mass functions and study on the probability of the first-passage time. Also we find out the average frequency of continuous successes in from 0 to n time.

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Relay Station 기반 최적 핸드오프 우선화 제어 알고리즘 (Relay Station based Optimal Handoff Prioritization Control Algorithm)

  • 유혜인;강해린;김낙명
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제46권7호
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    • pp.24-31
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    • 2009
  • 차세대 멀티미디어 이동통신 시스템에서 자원 예약 기법은 핸드오프 call의 Qos를 보장하기 위한 효과적인 방법이다. 그러나 핸드오프를 위한 자원 예약은 new call의 blocking 확률에는 부정적인 영향을 미친다. 본 논문에서는 핸드오프 dropping 확률과 new call의 blocking확률 사이의 tradeoff관계를 최적화하기 위하여 relay station을 기반으로 한 새로운 핸드오프 우선화 제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘에서는, relay가 핸드오프 과정에 개입하여 핸드오프 직후의 단말에게 고효율의 데이터 전달 전송을 가능하게 함으로써 신속한 서비스를 제공해줄 수 있다. 본 논문에서는, 제안된 알고리즘을 Markov chain을 통해 모델링 하고, 핸드오프 패킷의 dropping 확률과 new 패킷의 blocking 확률의 성능을 도출한다. 수치 해석 결과를 통해, 제안된 핸드오프 알고리즘이 기존의 핸드오프 우선화 기법들에 비해 핸드오프 패킷의 dropping 확률과 신규 패킷의 blocking 확률 측면에서 우수한 성능을 가짐을 보였다.

접합 영상 검출을 위한 마르코프 천이 확률 및 동시발생 확률에 대한 선택적 특징 추출 방법 (Selective Feature Extraction Method Between Markov Transition Probability and Co-occurrence Probability for Image Splicing Detection)

  • 한종구;엄일규;문용호;하석운
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.833-839
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    • 2016
  • 본 논문에서는 효율적인 접합 영상 검출을 위한 마르코프 천이 및 동시발생 확률에 대한 선택적 특징 추출 방법을 제안한다. 제안하는 방법에서는 이산 코사인 변환 영역에서 블록간 계수의 차이를 이용하여 특징들을 구성하고, 특징들의 각 위치에서 원 영상과 접합영상의 특징 분포의 상이성을 확인하기 위해 Kullback-Leibler 수렴값을 구한다. 이를 바탕으로, 마르코프 확률 특징과 동시발생 확률 특징 가운데 해당 위치에서 가장 큰 차이값을 갖는 특징을 선택하여 최종 특징으로 선택하고, SVM 분류기를 이용하여 학습 및 테스트한 후 그 유효성을 판별한다. 실험 결과를 바탕으로 제안하는 방법이 기존의 방법보다 제한된 특징수로 높은 영상접합 조작 결과를 보임을 확인하였다.

가뭄관리를 위한 수문학적 의사결정에 관한 연구 : 1. 마코프연쇄를 이용한 PDSI의 추계학적 거동분석 (A Study on the Hydrologic Decision-Making for Drought Management : 1. An Analysis on the Stochastic Behavior of PDSI using markov chain)

  • 강인주;윤용남
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제35권5호
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    • pp.583-595
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    • 2002
  • 본 연구에서는 월 Palmer 가뭄심도지수(PDSI)를 산정하여 목표지역을 중심으로 가뭄 관리 및 감시를 수행하고자 하였으며, 이에 이용한 자료는 1906년부터 1999년까지 94개년의 목포기상대 자료를 이용하였다. 월 Palmer 지수를 7개의 추계학적 등급으로 분류하고 마코프연쇄(markov chain)를 이용해 월전이확률을 산정함으로써 동적인 확률변화를 살펴보고자 하였으며, 가뭄의 정상상태확률 또한 산정하였다. 본 연구를 통하여 전체 7등급 중 가장 자주 발생하는 등급은 4등급으로 약 49.6%의 발생횟수론 기록하였으며 가장 극심한 7등급의 가뭄에서는 경험적 확률보다 추계학적 분석 확률이 다소 커지는 경향을 나타내었다. 또한, 월 정상상태확률은 장래 대상지역의 가뭄의 크기 변화 양상을 예측하는데 이용될 수 있을 것으로 판단되었다.

경사제 피복재의 유지관리를 위한 추계학적 Markov 확률모형의 개발 (Development of Stochastic Markov Process Model for Maintenance of Armor Units of Rubble-Mound Breakwaters)

  • 이철응
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제25권2호
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    • pp.52-62
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    • 2013
  • 경사제 피복재의 시간에 따른 파괴확률을 산정할 수 있는 추계학적 Markov 확률모형을 개발하였다. 하중발생에 대한 CP/RP 해석과 누적피해사건에 대한 DP 해석을 결합하여 수학적 모형을 수립하고 경사제 피복재에 적용하였다. 피복재의 피해수준에 대한 정의와 MCS 기법을 이용하여 이행확률을 산정하고 분석하였다. 산정된 이행확률들은 확률적으로나 물리적으로 만족해야하는 제약조건들을 잘 충족한다. 또한 경사제 피복재의 설계와 관련하여 중요한 변수로 생각되는 재현기간 및 안전율의 변화에 따른 시간 의존 파괴확률을 산정하여 그 거동 특성을 자세히 비교 분석하였다. 특히 시간 의존 파괴확률이 이전단계의 피해수준에 의해 어떻게 달라지는지를 정량적으로 해석할 수 있었다. 마지막으로 유지관리에서 가장 중요한 보수보강 시점을 결정할 수 있는 두 가지 접근방법을 제시하고 경제성 분석을 포함한 다양한 해석이 수행되었다.

마코프 체인과 객체 판독키를 적용한 범죄 예측 확률지도 생성 기법 연구 (A Study on Generation Methodology of Crime Prediction Probability Map by using the Markov Chains and Object Interpretation Keys)

  • 노찬숙;김동현
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제17권11호
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    • pp.107-116
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    • 2012
  • 본 논문에서는 과거 발생했던 범죄 빈도수가 적용된 해당 지역의 도시 공간 정보를 구성하고 있는 객체를 바탕으로 육안으로 판별이 가능한 특징들을 판독키로 정하고, 위험도를 계량화하였으며, 미래 예측 기법인 마코프 체인 방식을 적용하여 래스터 형태의 위험도 확률지도를 생성하는 기법을 제안한다. 이때 객체 판독키는 일정 크기의 셀로 나누어 셀에 해당하는 계량화된 위험지수를 적용하고, 여러 계층의 범죄 예측 확률지도를 통합하여 통합된 위험도 확률지도를 생성한다. 이는 정적인 정보가 아닌 시간에 따라 위험도 확률지도가 변화될 수 있고, 객체 판독키의 추가 적용에 따라 달라질 수 있는 위험도 확률지도를 생성하여 범죄의 예방에 적용될 수 있는 모델 구성 방법을 제시한 것으로, 순찰 경로 및 감시 장비의 최적 배치에 활용될 수 있을 것이다.

SITE-DEPENDENT IRREGULAR RANDOM WALK ON NONNEGATIVE INTEGERS

  • Konsowa, Mokhtar-H.;Okasha, Hassan-M.
    • Journal of the Korean Statistical Society
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    • 제32권4호
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    • pp.401-409
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    • 2003
  • We consider a particle walking on the nonnegative integers and each unit of time it makes, given it is at site k, either a jump of size m distance units to the right with probability $p_{k}$ or it goes back (falls down) to its starting point 0, a retaining barrier, with probability $v_{k}\;=\;1\;-\;p_{k}$. This is a Markov chain on the integers $mZ^{+}$. We show that if $v_{k}$ has a nonzero limit, then the Markov chain is positive recurrent. However, if $v_{k}$ speeds to 0, then we may get transient Markov chain. A critical speeding rate to zero is identified to get transience, null recurrence, and positive recurrence. Another type of random walk on $Z^{+}$ is considered in which a particle moves m distance units to the right or 1 distance unit to left with probabilities $p_{k}\;and\;q_{k}\;=\;1\;-\;p_{k}$, respectively. A necessary condition to having a stationary distribution and positive recurrence is obtained.