[논문]가변길이부호화이론과 이분검색법을 적용한 새로운 한글자모 모르스 부호

홍완표

doi:10.13067/jkiecs.2018.13.4.803

[국내논문] 가변길이부호화이론과 이분검색법을 적용한 새로운 한글자모 모르스 부호
A New Hangul Jamo Morse Code According to The Variable Length Coding Theory and Dichotomic Search Method 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.13 no.4, 2018년, pp.803 - 812

초록
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1844년 5월에 미국에서 유선전신업무에 모르스 부호를 사용하기 시작하였다. 우리나라는 그 후 약40여년이 지난, 1884년에 모르스 부호를 개발하여, 1885년 9월에 처음으로 유선전신업무에 사용하였다. 이때 제정된 국문자모 호마타법 모르스 부호는 현재까지 큰 개정 사항 없이 현재까지 약 130년 이상 사용되어 오고 있다. 모르스 부호는 자모들의 부호 길이가 상이한 가변길이 부호체계이다. 로마자 알파벳의 경우에는 알파벳의 발생빈도를 고려한 가변길이 부호화이론을 적용한 것으로 기록되어 있다. 그러나 한글 자모 모르스 부호를 분석해 본 결과 가변길이 부호화이론을 적용하지 않은 것으로 나타났다. 본 논문에서는 한글 자모 모르스 부호를 가변길이 부호이론을 적용하여 분석하였다. 이 분석결과에 의하면 한글 자 모모르스 부호를 가변길이 부호이론에 의하여 부호화할 경우, 현재의 부호에 비하여 약 33%의 전송효율을 높일 수 있는 것으로 나타났다. 본 논문은 이 분석결과를 토대로 새로운 한글 자모 모르스 부호를 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Morse code was firstly used for a wire telegraph service on May 1884 in USA. After about 10 years Korean researchers developed the Morse code in 1884 and the Morse code was firstly introduced in Korea for the wire telegraph service in September 1885. For about 130 years later, the Hangul Jamo Morse code has been used without any serious modification up to now. The Morse code is the variable length code system which each codes have a different code length. The related reference shows that English alphabet Morse code was applied in the coding theory. However, a result of analysis showed that the Hangul Jamo Morse code was not applied in the coding theory as the english alphabet code system. This paper presents the analysis result of Hangul Jamo Morse code according to the variable length coding theory. As a result of the analysis, when Hangul Jamo are coded with application of the variable length coding theory, the transmission data rate could be increased up to 25% compare to the existing code system. This paper shows a new Hangul Jamo Morse code system based on the analysis result.

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

이 24자의 한글자모 모르스 부호는 후에 “ㅔ”와 “ㅐ”를 추가하여 26개가 되었다. 본 논문에서는 한글자모 24자와 26자에 대하여 분석하고 새로운 한글 자모 모르스부호를 제시하였다. 표 4와 표 5는 한글자모 26와 현대 한글자모 24자에 대한 새로운 한글 자모 모르스부호를 제시하고 있다.
본 논문은 130년 전인 1884년에 제정된 한글 자모 모르스 부호에 대한 새로운 부호체계를 제시하였다. 본 논문은 새로운 한글 모르스 부호체계를 제시하기위해 가변길이 부호이론과 이분적 검색법을 적용하였다.
본 논문은 한글 자모의 모르스 부호가 가변길이 부호이론을 적용하지 않았음을 입증한 기 연구결과를 토대로 하여 가변길이 부호이론을 적용한 새로운 모르스 부호체계를 제시하였다. 허프만 부호방식은 대표적인 가변길이 부호방식이다.
이 검증결과 각 자모에 대한 부호어 길이 측면에서 약 33%의 전송효율을 제고시킬 수 있는 것으로 나타났다. 한편 본 논문에서는 한글 자모 24자와 26자의 두 종류에 대한 새로운 모르스 부호체계를 제시하였다. 본 논문에서 한글 자모두 종류를 분석한 결과, 두 종류에서 상이한 모음“ㅔ”와 “ㅐ”로서는 전건시간의 차이는 없는 것으로 나타났다.
다만 전건 동작의 측면에서 볼 때는 “ㅔ”와“ㅐ”대신에 복모음을 단모음으로 풀어서 전건할 경우 더 유리한 것으로 판단되었다. 또한 본 논문에서는 한글 자음과 모음을 통합하여 하나의 그룹안에서 부호화하는 방식과 자음과 모음을 각각 구분하여 두 개의 그룹으로 부호화하는 방식을 연구하였다. 이 연구결과 자음과 모음 각각을 구분하여 두 개의 그룹으로 부호화는 것이 메시지의 전송효율측면이나 부호의 인지측면에서 유리한 것으로 나타났다.

제안 방법

기록에 의하면 모르스가 부호화한 최초의 모르스 부호는 모르스의 사업 파트너였던 알프레드 베일에 의하여 현대적 모르스 부호로 보완되었다[4]. 베일은 가변길이에 따라 알파벳을 부호화하기 위해 지역신문으로부터 알파벳의 사용빈도를 조사하여 적용하였다.
이 논문에서는 현재의 한글 자모 모르스 부호체계를 가변길이부호화이론을 적용하여 분석하였다. 이 분석결과를 토대로 전송효율을 증가시킬 수 있는 새로운 한글 자모 모르스 부호체계를 제시하였다.
이 최초의 모르스 부호는 모르스의 사업 파트너였던 알프레드 베일에 의하여 문자와 기호를 부호화하였다[3]. 알프레드 베일은 부호를 장단펄스(dashes and dots)로 부호화하였다.
본 논문은 130년 전인 1884년에 제정된 한글 자모 모르스 부호에 대한 새로운 부호체계를 제시하였다. 본 논문은 새로운 한글 모르스 부호체계를 제시하기위해 가변길이 부호이론과 이분적 검색법을 적용하였다. 본 연구의 타당성을 검증하기 위해 가변길이부호화 이론을 적용한 것으로 기록된 로마자 영어 알파벳의 모르스 부호를 분석하였다.
본 논문은 새로운 한글 모르스 부호체계를 제시하기위해 가변길이 부호이론과 이분적 검색법을 적용하였다. 본 연구의 타당성을 검증하기 위해 가변길이부호화 이론을 적용한 것으로 기록된 로마자 영어 알파벳의 모르스 부호를 분석하였다. 분석결과 로마자 영어알파벳의 모르스 부호는 가변길이 부호이론을 적용하였음을 확인하였다.
즉 허프만 부호방식은 모르스 부호화에 적합하지 않은 것을 발견하였다. 따라서 본 연구에서는 모르스 부호의 긴 마크(dash)와 짧은 마크(dot)를 양분화하여 부호화하는 이분적 검색법을 적용하였다. 이분적 검색법을 적용하기 위해 자모 각각의 모르스 부호에 대한 부호어길이, 즉 전건시간을 산출하였다.
따라서 본 연구에서는 모르스 부호의 긴 마크(dash)와 짧은 마크(dot)를 양분화하여 부호화하는 이분적 검색법을 적용하였다. 이분적 검색법을 적용하기 위해 자모 각각의 모르스 부호에 대한 부호어길이, 즉 전건시간을 산출하였다. 전건시간을 산출한 결과 전건시간은 1, 3, 5, 7, 9, 13, 15의 7개 군으로 구성되어 있었다.
전건시간을 산출한 결과 전건시간은 1, 3, 5, 7, 9, 13, 15의 7개 군으로 구성되어 있었다. 이렇게 산출된 각 자모의 모르스 부호에 대한 전건시간과 자모의 발생빈도에 의하여 각 자모 부호에 대한 가중부호어 길이를 산출하였다. 이 결과에 의하여 새로운 부호체계가 기존의 부호체계에 비하여 전송효율 측면에서 유리한 지를 검증하였다.

이론/모형

이 논문에서는 현재의 한글 자모 모르스 부호체계를 가변길이부호화이론을 적용하여 분석하였다. 이 분석결과를 토대로 전송효율을 증가시킬 수 있는 새로운 한글 자모 모르스 부호체계를 제시하였다.
표 1은 영어 알파벳에 대한 미국의 모르스부호와 국제표준모르스부호의 길이(전송시간)를 분석한 것이다. 표 1의 모르스부호의 길이(전송시간)은 국제전기통신연합의 모르스 부호작성 권고에 따라 계산하였다. 즉, 짧은 마크(o)는 1로, 긴 마크(-)는 3으로, 마크와 마크간의 간격(space)는 1로 하였다[6][7].

성능/효과

즉, 짧은 마크(o)는 1로, 긴 마크(-)는 3으로, 마크와 마크간의 간격(space)는 1로 하였다[6][7]. 표 1에서 보듯이 부호어길이의 종류가 국제표준모르스부호에는 7종, 미국모르스부호에는 9종이다. 부호어길이는 국제표준모르스부호가 214, 미국모르스부호가 178이다.
부호어길이는 국제표준모르스부호가 214, 미국모르스부호가 178이다. 즉 미국모르스부호의 경우 국제표준모르스부호에 비하여 부호어길이의 종류가 2개 많지만, 부호어길이에 있어서는 36이 짧은 것으로 나타났다. 이것은 국제표준모르스부호의 부호어총길이(전건시간)가 미국모르스부호의 총길이(전건시간)에 비하여 약16.
이 공식에 의하여 국제표준 모르스 부호가 미국 모르스 부호에 비하여 가중 심볼 길이측면에서 볼 때 약 17%정도 증가하는 것으로 나타났다. 즉 심볼의 발생빈도측면에서도 부호어길이의 경우와 같이 전건시간이 증가하였음을 알 수 있다.
이것은 발생빈도가 높은 심볼(알파벳)이 상대적으로 짧은 길이(짧은 전건시간)의 부호어로 부호화되었음을 의미하는 것이다. 결론적으로 분석결과에 의하면 로마자 영어의 알파벳 모르스 부호는 알파벳의 발생빈도를 고려하여 부호화되었음을 나타내었다.
이러한 방식으로 한글 허프만 부호를 모르스 부호로 표현하게 되면 모르스 부호의 부호어 길이, 즉 전건길이가 기존의 모르스 부호의 부호어 길이에 비하여 매우 길어짐을 알 수 있다. 따라서 허프만 부호화방식으로 한글자모를 모르스 부호화하는 것은 적합지 않은 것으로 분석되었다. 또한 한글자모를 허프만 부호화방식으로 부호화할 경우 매우 번잡한 과정을 거치게 되어서 부호화과정이 효율적이지 않은 것으로 분석되었다.
따라서 허프만 부호화방식으로 한글자모를 모르스 부호화하는 것은 적합지 않은 것으로 분석되었다. 또한 한글자모를 허프만 부호화방식으로 부호화할 경우 매우 번잡한 과정을 거치게 되어서 부호화과정이 효율적이지 않은 것으로 분석되었다. 특히 모르스 부호체계는 가변길이부호화이론에서 요구되는 각 부호간을 식별하기 위한 특별한 접두사(prefix)조건이 요구되지 않는다.
이 표 5에서 알 수 있듯이 가중 부호어 길이 측면에서 기존 부호체계와 새로운 부호체계를 비교하면, 새로운 부호체계를 적용할 경우에 약 –3.71의 감소율을 보이고 있다.
표 4에서 전체 부호에 대한 전건시간은 214이다. 한글자모의 사용빈도와 부호 길이에 의하여 산출된 부호 어 길이의 경우에, 기존의 부호체계는 7.67, 새로운 부호체계는 5.74로 나타났다. 이와 같이 부호어 길이의 경우에 새로운 부호체계가 기존부호체계에 비하여 약34%의 감소율을 보이고 있다.
본 연구의 타당성을 검증하기 위해 가변길이부호화 이론을 적용한 것으로 기록된 로마자 영어 알파벳의 모르스 부호를 분석하였다. 분석결과 로마자 영어알파벳의 모르스 부호는 가변길이 부호이론을 적용하였음을 확인하였다.
허프만 부호방식은 대표적인 가변길이 부호방식이다. 이 허프만 부호방식을 적용하여 한글자모 26자와 24자를 부호화하는 것은 그 절차가 매우 복잡하고, 또한 부호길이가 매우 길어진다는 것을 확인하였다. 즉 허프만 부호방식은 모르스 부호화에 적합하지 않은 것을 발견하였다.
본 논문에서 한글 자모두 종류를 분석한 결과, 두 종류에서 상이한 모음“ㅔ”와 “ㅐ”로서는 전건시간의 차이는 없는 것으로 나타났다.
다만 전건 동작의 측면에서 볼 때는 “ㅔ”와“ㅐ”대신에 복모음을 단모음으로 풀어서 전건할 경우 더 유리한 것으로 판단되었다.
이렇게 산출된 각 자모의 모르스 부호에 대한 전건시간과 자모의 발생빈도에 의하여 각 자모 부호에 대한 가중부호어 길이를 산출하였다. 이 결과에 의하여 새로운 부호체계가 기존의 부호체계에 비하여 전송효율 측면에서 유리한 지를 검증하였다. 이 검증결과 각 자모에 대한 부호어 길이 측면에서 약 33%의 전송효율을 제고시킬 수 있는 것으로 나타났다.
이 결과에 의하여 새로운 부호체계가 기존의 부호체계에 비하여 전송효율 측면에서 유리한 지를 검증하였다. 이 검증결과 각 자모에 대한 부호어 길이 측면에서 약 33%의 전송효율을 제고시킬 수 있는 것으로 나타났다. 한편 본 논문에서는 한글 자모 24자와 26자의 두 종류에 대한 새로운 모르스 부호체계를 제시하였다.
또한 본 논문에서는 한글 자음과 모음을 통합하여 하나의 그룹안에서 부호화하는 방식과 자음과 모음을 각각 구분하여 두 개의 그룹으로 부호화하는 방식을 연구하였다. 이 연구결과 자음과 모음 각각을 구분하여 두 개의 그룹으로 부호화는 것이 메시지의 전송효율측면이나 부호의 인지측면에서 유리한 것으로 나타났다.

후속연구

본 논문은 만약에 한글 모르스 부호가 오래 전에 이러한 이론적 바탕에서 분석되고 개정되었다면 메시지 전달에 지대한 영향을 주었을 것임을 확증해 주고 있다. 본 논문의 연구결과가 한글 모르스 부호 통신의 발전에 기여하기를 기대한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	모르스부호의 전보장정에는 무엇이 기록되어 있는가?	1884년 제정된 모르스부호는 전보장정에 기록되어 있다. 이 전보장정에는 국제표준모르스부호를 바탕으로 한 영문자모호마타법, 기호호마타법, 숫자호마타법 등이 기록되어 있다. 영문자모호마타법에는 영어알파벳외에 독일어와 프랑스어의 고유 알파벳이 추가되어 있다.
	허프만 부호화방식으로 한글자모를 모르스 부호화하는 것은 적합지 않은 것으로 분석된 이유는?	따라서 “O”과 “1”의 사이에는 스페이스(space)로 하여야 한다. 예를 들어 허프만부호“11O”를 모르스 부호로 표현하고자 할 때 “–-.”으로 표현할 수 있다. 이러한 방식으로 한글 허프만 부호를 모르스 부호로 표현하게 되면 모르스 부호의 부호어 길이, 즉 전건길이가 기존의 모르스 부호의 부호어 길이에 비하여 매우 길어짐을 알 수 있다. 따라서 허프만 부호화방식으로 한글자모를 모르스 부호화하는 것은 적합지 않은 것으로 분석되었다.
	모르스가 부호화한 최초의 모르스 부호가 현대적 모르스 부호로 보완되게 만든 사람은?	기록에 의하면 모르스가 부호화한 최초의 모르스 부호는 모르스의 사업 파트너였던 알프레드 베일에 의하여 현대적 모르스 부호로 보완되었다[4]. 베일은 가변길이에 따라 알파벳을 부호화하기 위해 지역신문으로부터 알파벳의 사용빈도를 조사하여 적용하였다.

참고문헌 (13)

Lavina, S. Keith, L. Baron, and J. Barrows, What Hath God Wrought - Samuel Finley Brees e Morse - May 24, 1844. Morse Telegraph Club, Inc. Oct. 2002, p.1 (http://www.morsetelegraphclub.org/files/MTC-DI-Telegram-Blanks%282%29.pdf)
Emrah C ICEK, Asim Egemen YILMAZ "A new Morse code scheme optimized according to the statistical properties of Turkish," Turkish J. of Electrical Engineering & Computer Sciences, vol. 27, no. 05, 2013, p.1.
James Gleick, The Information: A History", A Theory, A Flood. Vintage. 2011.(http://babele .io/the-nformation#378-85).
Coe, Lewis, The Telegraph: A History of Morse's Invention and Its Predecessors in the United States. McFarland, 2003. (https://en.wikipedia.org/wiki/American_Morse_code)
Lavina, Shaw Keith, Le Baron, John Barrows, What Hath God Wrought - Samuel Finley Breese Morse - May 24, 1844. Morse Telegraph Club, Inc. Oct. 8, 2002 p.2. ((http://www.morsetelegraphclub.org/files/MTC-DI-Telegram-Blanks%282%29.pdf))
ITU-R RECOMMENDATION M.1677-1*, International Morse code, ITU Oct. 2009, pp.2-3.
IITU-R RECOMMENDATION M.1677-1*, International Morse code, ITU Oct. 2009, pp.2-3.
D. Huffman, "A method for the construction of minimum-redundancy codes," Proceedings of the Institute of Radio Engineers, vol. 40, 1952, pp. 1098-1102
J. Woo and W. Hong, "A Study on the Hangul Character Code System for KS X 1001 Information Interchange considering AMI/HDB-3 Line Encoding and HDLC Flag," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 10, no. 1, 2015, pp. 65-72.

원문보기 상세보기
W. Hong, "An Analysis on the Korean Language for Optimum Transmission of Hangul Code," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 10, no. 1, 2015, pp. 33-38,

원문보기 상세보기
W. Hong, "Compatibility of UTF-8 Encoding System to HDB-3 Scrambling Method," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 8, no. 2, 2015, pp.227-240.
W. Hong, "Applicability of Hangul Jamo Morse Codes to the variability coding theories," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, conference May 2018.
S. Ng, Y. Li, and L. Hanzo, "Distributed turbo trellis coded modulation for cooperative communications," In Proc. IEEE Int. Conf. Communications, Dresden, Germany, June 2009, pp. 1-5.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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