فهرست مطالب

مجله رایانش نرم و فناوری اطلاعات
سال یکم شماره 1 (بهار 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/04/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • طراحی و تحلیل ظرفیت کانال های چند- ورودی چند- خروجی مرتبه ی بالای دید مستقیم در شبکه های حسگر ترابری
    محمدرضا علی مددی، عباس محمدی، عبدالعلی عبدی پور صفحه 2
    این مقاله روشی برای طراحی بهینه ی یک سیستم چند- ورودی چند- خروجی (MIMO) که برای مخابره ی داده بین خودرو و ایستگاه کنار جاده ای در یک شبکه ی حسگر ترابری به کار می رود، را معرفی می نماید، تحت شرایطی که یک مولفه ی دید مستقیم (LoS) بین فرستنده و گیرنده وجود داشته باشد. معیار بهینه سازی، مرتبه ی ماتریس کانال و به تبع آن، ظرفیت شنون خواهد بود. نشان می دهیم که با انتخاب مناسب مکان آنتن ها در یک آرایه ی یکنواخت خطی، می توان ظرفیت را در نقاط زیادی از مسیر حرکت خودرو، بیشینه نمود. خواهیم دید که مدل ارائه شده در اینجا، جامع تر از مدل های قبلی است و این امکان را فراهم می آورد که ظرفیت را تحت هر نوع مسیر دلخواهی که برای حرکت خودرو در نظر گرفته می شود، بررسی کرد. ماتریس LoS حاصل، در کانالی با مدل محو شوندگی رایسی به کار برده می شود و عملکرد سیستم بر مبنای معیار های ظرفیت Ergodic و ظرفیت Outage ارزیابی می گردد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که به کمک این طراحی بهینه، در بیشتر زمان ها ظرفیت در حالت وجود LoS نسبت به ظرفیت کانال رایلی بیشتر است.

    کلیدواژگان: سیستم MIMO، شبکه های حسگر ترابری، آرایه ی یکنواخت خطی، کانال رایسی، مولفه ی
  • محمد حامد مظفری، حامد عبدی، سید حمید ظهیری صفحه 3
    در چند دهه اخیر الگوریتم های هوشمند یا ابتکاری در بسیاری از زمینه های علوم مهندسی و علمی به کار رفته است. بسیاری از این روش ها بر گرفته از پدیده های طبیعی مانند رفتار بیولوژیکی بدن هستند و یا با استفاده از اصول و قوانین مربوط به علم فیزیک طراحی شده اند. در این مقاله یک روش ابتکاری جدید بر مبنای دینامیک حرکت اجسام بر روی صفحات شیبدار بدون اصطکاک، مطرح خواهد شد. در الگوریتم مطرح شده مجموعه ای از اجسام با همکاری یکدیگر بر اساس قانون دوم نیوتن و معادلات حرکت به سمت بهترین جواب مساله حرکت می کنند. عملکرد الگوریتم ارائه شده، با عملکرد دیگر الگوریتم های متداول، بر روی 23 تابع محک استاندارد، مقایسه شده که کارایی و اثربخشی آن در اغلب موارد نشان داده شده است.

    کلیدواژگان: الگوریتم های ابتکاری، بهینه سازی سیستم صفحات شیبدار، بهینه سازی، هوش جمعی
  • یک الگوریتم مدیریت خرابی سلسله مراتبی مبتنی بر خوشه بندی برای شبکه های حسگر بی سیم
    شهرام بابایی، احمد خادم زاده، کامبیز بدیع صفحه 6
    بدلیل بکارگیری حسگرها در محیطهای دور از دسترس، عوامل مخرب محیطی و عملیات خرابکارانه دشمن، ایجاد هرگونه خرابی در شبکه های حسگر بی سیم امری اجتاب ناپذیر است. اغلب روش های کشف خرابی مبتنی بر مقایسه محلی، در مواقعی که بیش از نصف گره های همسایه معیوب باشند و علت خرابی گره های شبکه مشترک باشد؛ قادر به شناسایی صحیح حسگرهای معیوب نخواهند بود. لذا در این مقاله یک رویکرد کشف خرابی سلسله مراتبی مبتنی بر خوشه بندی ارائه می شود که شرایطی فراهم می کند تا برای تعیین وضعیت حسگرهای شبکه به مقایسه داده هر حسگر با داده حسگرهای همسایه اکتفا نکرده و با بررسی داده حسگرهای غیر همسایه در لایه بالاتر، تصمیم درستی در مورد وضعیت حسگرها اتخاذ شود. همچنین بدلیل ناکارآمدی رویکردهای کشف خرابی ایستا، یک رویکرد هوشمند به منظور تعیین زمان مناسب برای اجرای الگوریتم پیشنهادی ارائه می شود که بصورت پویا تعداد دفعات اجرای الگوریتم را کاهش و موجب افزایش طول عمر شبکه می شود. نتایج شبیه سازی های انجام شده در نرم افزار متلب حاکی از دقت کشف خرابی بالا و نرخ اخطار نادرست پایین رویکرد پیشنهادی دارد. شبیه سازی ها در چگالی های مختلف و با احتمال های مختلف خرابی و تعداد همسایه های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته و مقیاس پذیر بودن آن و توانایی آن در کشف خرابی اثبات می شود.

    کلیدواژگان: شبکه های حسگر بی سیم، تحمل پذیری خرابی، کشف خرابی سلسله مراتبی، دقت کشف خرابی، نرخ اخطار نادرست
  • مجتبی احمدی، سید محمدرضا موسوی میرکلایی صفحه 35
    امروزه از مزیت های GPS در صنایع مختلف از جمله صنعت هوافضا و نقشه برداری بسیار استفاده می شود. برای محاسبه موقعیت با استفاده از داده های دریافتی در گیرنده GPS، روش های مختلفی ارائه شده است که هر کدام به نوعی سعی در افزایش دقت تعیین موقعیت دارند. شبکه های عصبی مصنوعی روشی تقریبا جدید برای تقریب توابع و پیش بینی حالت آینده سیستم های مختلف می باشند. این شبکه ها برای حالتی که بین ورودی و خروجی سیستم روابط غیرخطی برقرار است، به خوبی به نتایج قابل قبول منتج می شوند و از این رو در بسیاری از حوزه های علمی مورد استفاده قرار می گیرند. در این مقاله روشی مبتنی بر شبکه های عصبی برای حل دقیق معادلات موقعیت در گیرنده های GPS پیشنهاد شده و عملکرد آن ها با یکدیگر و همچنین با روش مرسوم حداقل مربعات خطا مقایسه می گردد. با استفاده از نتایج بدست آمده روشن است که دقت و سرعت روش پیشنهادی از روش های موجود بیشتر است. همچنین این روش در بیشتر حالات و از جمله حالاتی که روش حداقل مربعات خطا جوابی بدست نمی دهد نیز به جواب قابل قبولی منتج می شود.

    کلیدواژگان: شبه فاصله، فاز حامل، گیرنده های GPS، شبکه های عصبی، حداقل مربعات خطا
  • سمیه اربابی، رضا قادری، عطاءالله ابراهیم زاده صفحه 47
    هرگاه از یک مدرک کاغذی تصویری گرفته شود، مثلا در حین اسکن کاغذ، تصویری که در پشت صفحه کاغذ وجود دارد اثری در صفحه جلویی از خود برجای می گذارد. تصاویر صفحه پشت و روی کاغذ ترکیبی غیرخطی ایجاد می کنند و بنابراین یک مساله با کاربرد عملی برای جداسازی کور منابع (BSS) فراهم می آید. در اینجا، یک نسخه از ترکیبات شدیدا غیرخطی که در آن از کاغذ "پوست پیازی" استفاده شده، بکار گرفته شده است. جداسازی توسط InfoMax بسط یافته و با اعمال یک روش پیش پردازش غیرخطی ابتکاری مبتنی بر رقابت بین اجزاء فرکانس بالای تجزیه موجک تصاویر انجام شد. نتایج جداسازی توسط معیارهای کیفی و کمی مورد ارزیابی قرارگرفت که بیانگر دقت، سرعت و کیفیت بالای تصاویر تخمینی است. به منظور ارزیابی دقیق تر الگوریتم جداسازی غیرخطی و مقایسه کیفیت تصاویر تخمینی با منابع اولیه، علاوه بر معیارهای ارزیابی معمول، معیار سنجش فاصله اقلیدسی بین انحراف معیار تصاویر و شباهت Line Profile معرفی شده است. نتایج جداسازی غیرخطی با الگوریتم پیشنهادی توسط معیارهای مذکور مورد بررسی قرار گرفت و بهبود قابل ملاحظه ای مشاهده شد.

    کلیدواژگان: جداسازی کور منابع (BSS)، ترکیبات غیرخطی تصاویر، آنالیز مولفه مستقل (ICA)، InfoMax بسط یافته، تبدیل موجک
|
  • Design and Capacity Analysis of Vehicle-to-Roadside High-Rank LOS MIMO Channels in Vehicular Sensor Networks
    Mohammad Reza Ali Madadi, Abbas Mohammadi, Abdolali Abdiour Page 2
    In the last decades huristic algorithms optimization are used in various fiels of science and engineering problems. Most of these methods are inspired by natural phenomena, such as biological behaviors or physical principles. In this paper, a new optimization method based on the dynamic of sliding motion along a frictionless inclined plane is introduced. In the proposed algorithm, a collection of agents cooperate with each other and move toward better positions in the search space by employing Newton’s second law and equations of motion. Our method is compared with other popular optimization algorithms and the results on 23 standard benchmark functions show its effectiveness in most cases.
    Keywords: Huristic Algorithms, Inclined Planes system Optimization, Optimization, Swarm Inteligent
  • Mohammad Hamed Mozaffari, Hamed Abdi, Seyyed Hamid Zahiri Page 3
    In the last decades huristic algorithms optimization are used in various fiels of science and engineering problems. Most of these methods are inspired by natural phenomena, such as biological behaviors or physical principles. In this paper, a new optimization method based on the dynamic of sliding motion along a frictionless inclined plane is introduced. In the proposed algorithm, a collection of agents cooperate with each other and move toward better positions in the search space by employing Newton’s second law and equations of motion. Our method is compared with other popular optimization algorithms and the results on 23 standard benchmark functions show its effectiveness in most cases.
    Keywords: Huristic Algorithms, Inclined Planes system Optimization, Optimization, Swarm Inteligent
  • A Hierarchical Cluster-Based Fault Management Approach for Common Mode Failure Diagnosis in Wireless Sensor Networks
    Shahram Babaii, Ahmad Khademzadeh, Seyyed Kambiz Badie Page 6
    Inasmuch as sensor nodes are typically used in inaccessible environments, they are vulnerable and insecure against environmental destructive factors and against deliberate devastating attempts of enemies. Hence, fault occurrence in wireless sensor networks (WSNs) is deemed to be an unavoidable phenomenon. The main drawback of comparative fault detection methods are that in case more than half of the neighboring nodes are faulty or the nodes become faulty due to a common mode failure (CMF), they will fail to detect faulty nodes properly. Thus, in order to address this issue, the authors introduced a cluster-based hierarchical fault detection method which increases the influence of non adjacent sensor nodes’ data in determining of sensor’s status. Therefore the proposed method not only compares the data of neighboring nodes but also compares the data of non-neighboring nodes at an upper layer in order to adopt the proper decision upon the status of the nodes. Since applying fault detection methods in determined intervals and static manner are considered as inefficient, in this paper, we put forward an intelligent and dynamic method to determine the appropriate time for the implementation of the fault detection algorithm; hence, the right time and the required number of the implementation of the algorithm are intelligently and dynamically specified and as a result, the network lifetime increases. The related simulations were carried out by means of Matlab software was conducted under different densities of the nodes and with differing probability of being faulty nodes. The simulations results indicated that the fault detection accuracy of the proposed algorithm is significantly high and its false alarm rate is noticeably low. The results obviously demonstrate that the proposed method is scalable.
    Keywords: wireless sensor networks (WSNs), fault tolerance, fault detection, hierarchical fault detection, clustering
  • M. Ahmadi, M. R. Mosavi Page 35
    The Global Positioning System (GPS) is a space-based satellite navigation system that provides location and time information in all weather, anywhere on or near the Earth, where there is an unobstructed line of sight to four or more GPS satellites. The GPS program provides critical capabilities to military, civil and commercial users around the world. Traditionally GPS navigation equations can be solved using iterated methods, difference linearization, and extended Kalman filter. All these techniques attempt to linearize the equations and then solve them by traditional means such as Least Squares (LS) solvers. The linearization introduces a small error in the equations as the higher order terms are neglected from the equations to be solved. Neural Networks (NNs) are used to approximate non-linear functions using a training set composed of past data to learn NN weights from data. In this paper, an approach to solving the GPS pseudo-range carrier phase measurements equations using multi-layer perceptron NNs is proposed. The experimental results obtained from a Coarse Acquisition (C/A)-code single-frequency GPS receiver are provided to confirm the efficacy of the proposed method to provide a high level of positioning accuracy. The results of comparison by LS method show NN approach has less RMS error, less calculation volume and more precision. Also, simulations demonstrate that NN has stable behavior even under bad geometry conditions.
    Keywords: Least Squares (LS) solvers, Neural Networks, Global Positioning System, Carrier Phase
  • Somaye Arbabi, Reza Ghaderi, Ataollah Ebrahim Zadeh Page 47
    When an image is taken from a paper-based documents, such as scanned paper, the picture on the back page of the front page of the paper leaves effect behind. Pictures of the back and the front page of the paper, make a nonlinear combination and thus a practical problem of blind source separation (BSS) provides. Here a version of the highly nonlinear mixtures using onion skin paper, is used. Separation was performed by applying an enhanced InfoMax algorithm based on a novel nonlinear preprocessing method, and competition between high frequency components of the wavelet decomposition of the images. Separation results with proposed algorithm were evaluated by objective and subjective criteria. that indicate the precision, speed and quality of the estimated image with proposed algorithm, outperform the other nonlinear BSS methods. In order to accurately evaluate the separating algorithms and comparison the quality of estimated images with original sources, in addition to the usual criteria, the similarity Line Profile and measure of Euclidean distance between standard deviation of images introduced. Nonlinear separation results with the proposed algorithm was tested by the quantitive and qualitative measures, and a significant improvement was observed.
    Keywords: Blind Source Separation, Nonlinear mixture of images, Independent Component Analysis, Enhanced InfoMax, Wavelet transform
  • Zahra Moslehi, Alireza Bagheri Page 63
    Given a set P of red points and a set Q of blue points in the plane of total size n, we investigate the problem of finding two discrete axis-align boxes that (a) contain all points of Q, (b) avoid any point of P. Intersection of these rectangles is empty and the sides of them are parallel to x-y coordinate. Such rectangles are called separating rectangles. Our algorithm reports them in O(n log n) time.
    Keywords: Computational Geometry, Covering, Separating, Point Set, Rectangle
  • Hamid. Hassanpour, Ali. Ghanbari Sorkhi Page 87
    In the recent years, cameras with disjoint views are often used in surveillance system to cover a wide area to reduce the cost posed by utilizing many cameras. Tracking in surveillance systems is performed in two distinct steps. During the first step, identification and tracking of persons is done in the field of view (FOV) of one camera. In the second step, re-identification of persons is carried out in the other available cameras to measure performance of the tracking system. Various conventional features such as clothes and appearance of person have been used to identify peoples in the cameras. However, similarity between appearance and clothes can cause tracking system to give unreliable results. Thus, much sophisticated features are required to increase the ability of tracking system. The aim of this paper is to propose a suitable method to identify peoples in a network of cameras with disjoints views. In our proposed methodology, according to relative distance of various parts, human body has been partitioned into three portions of head, torso and bottom part. Histograms of these portions are used to match and distinguish between persons in FOV of cameras. Since the color space is one of the effective parameters to use histograms, experiments have been conducted in RGB, YCbCr and HSV color spaces. It was found that RGB color space has a superior efficiency compared to those color spaces used in this study.
    Keywords: People tracking, Camera networks, Disjoint view, Color histogram