فهرست مطالب

مهندسی برق - سال چهل و نهم شماره 2 (پیاپی 88، تابستان 1398)
  • سال چهل و نهم شماره 2 (پیاپی 88، تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/05/01
  • تعداد عناوین: 40
|
  • وحید اسدزاده، علی دستفان*، احمد دارابی صفحات 463-473
    در این مقاله، کارایی درایو موتور سنکرون آهنربای دائم با کنترل مستقیم گشتاور ازطریق یک ساختار تنظیمی جدید وابسته به تاخیر بهبود یافته است. ساختار پیشنهادی مبتنی بر کنترل کننده مود لغزشی تاخیری با رسش نمایی در حلقه بیرونی سرعت است که با یک کنترل کننده خطی ساز فیدبک در حلقه داخلی شار و گشتاور ترکیب گشته است. کنترل مود لغزشی تاخیری به کمک رسش نمایی، همگرایی سریع حالت ها به سطح لغزش را تضمین می نماید و به سبب تقریب پیوسته ای که از تابع کلیدزن در قانون لغزش ارائه می دهد، از لرزش های ناخواسته جلوگیری کرده و خطای مانا را تقلیل می دهد. قانون فیدبک خطی ساز نیز به جبران سازی اثر غیرخطی دینامیک موتور پرداخته و امکان بهره گیری از کنترل کننده های خطی را برای حلقه شار و گشتاور ممکن می سازد. ساختار ترکیبی پیشنهادی از مدولاسیون بردار فضایی بهره برده، برمبنای تئوری لیاپانوف بنیان گذاری شده و ضرایب آن به صورت بهینه طراحی شده است که تمامی این ویژگی ها در کنار هم منجربه تولید گشتاور بالا در سرعت های پایین، کاهش ریپل شار و گشتاور و تقلیل اعوجاج جریانی در درایو موتور می شود. این روش ازطریق شبیه سازی بر روی موتور زیمنس (1FT7082-AF7) مورد آزمون قرارگرفته و با سایر روش های مشابه مبتنی بر کنترل مستقیم گشتاور مورد مقایسه قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: موتور سنکرون آهنربا دائم، کنترل مستقیم گشتاور، کنترل مود لغزشی تاخیردار، کنترل خطی ساز فیدبک
  • محمدشمس اسفندآبادی*، فاطمه باستی، محمدسعید شفیعی صفحات 475-484
    الگوریتم های تطبیقی نقش مهمی در جهت بهبود عملکرد شبکه های توزیع شده انتشاری دارند. الگوریتم های خانواده زیرباند انتشاری در مقایسه با الگوریتم حداقل میانگین مربعات نرمالیزه شده انتشاری (DNLMS) دارای سرعت همگرایی بالاتری در مواجهه با ورودی رنگی هستند. این مقاله به ارائه مساله تخمین توزیع شده در یک شبکه انتشاری برپایه الگوریتم زیرباند توسعه یافته (IMSAF) پرداخته و الگوریتم فیلتر تطبیقی زیرباند توسعه یافته انتشاری (DIMSAF) را معرفی می کند. در الگوریتم پیشنهادی برخلاف الگوریتم زیرباند نرمالیزه شده انتشاری (DNSAF)، به جای به کارگیری تک بردار رگرسور ورودی در هر زیرباند، از چند بردار رگرسورهای سیگنال ورودی استفاده می شود که این عمل منجر به بهبودی رفتار همگرایی الگوریتم پیشنهادی در مواجهه با ورودی رنگی خواهد شد. در این الگوریتم هرچه تعداد رگرسور ورودی بیشتر گردد، سرعت همگرایی نیز افزایش می یابد. عملکرد الگوریتم DIMSAF با الگوریتم های DLMS، DAPA، VSS-DAPA و DRLS مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد عملکرد الگوریتم ارائه شده دارای سرعت همگرایی بالاتری در مقایسه با الگوریتم های ذکرشده است.
    کلیدواژگان: فیلتر تطبیقی، شبکه های توزیع شده انتشاری، زیرباند نرمالیزه، زیرباند نرمالیزه توسعه یافته
  • محمدنبی امیدوار، صمد نجاتیان، حمید پروین، وحیده رضایی*، میلاد یثربی صفحات 485-501
    الگوریتم های فرا ابتکاری الهام گرفته از طبیعت که به تقلید از طبیعت می باشند، یک دوره جدید را در حل مسائل بهینه سازی باز کردند. در این مقاله با استفاده از رفتار یادگیری شرطی سازی کلاسیک پرندگان، ذرات یاد می گیرند یک رفتار طبیعی شرطی را در قبال یک محرک غیرشرطی انجام دهند. ذرات در فضای مسئله به چندین دسته تقسیم خواهند شد و هر ذره اگر تنوع دسته خود را در سطح پایینی دید، سعی خواهد کرد به سمت بهترین تجربه شخصی خود حرکت کند و اگر سطح تنوع دسته بالا بود ذره یاد خواهد گرفت که در این شرایط به سمت بهینه عمومی دسته خود متمایل شود. همچنین با استفاده از ایده حساسیت پرندگان نسبت به فضایی که در آن پرواز می کنند، سعی شده که ذرات در فضاهای نامناسب با سرعت بیشتری به حرکت درآمده تا ذره از آن فضا دور گردد و بالعکس در فضاهای پرارزش سرعت ذرات جهت جستجوی بیشتر، پایین خواهد آمد. در جمعیت دهی اولیه نیز با استفاده از رفتار غریزی پرندگان، یک جمعیت دهی براساس شایستگی ذرات انجام خواهد شد. روش پیشنهادی در نرم افزار متلب پیاده سازی شده و نتایج در چندین بخش با روش های مختلف مشابه مقایسه و نتایج حاکی از آن بوده که روش پیشنهادی یک الگوریتم قابل اتکا در حل مسائل بهینه سازی ایستا می باشد.
    کلیدواژگان: الگوریتم پرندگان، بهینه سازی، هزینه ذرات، معادله سرعت، شرطی سازی کلاسیک
  • سما بابایی، سهیلا مولایی، مصطفی صالحی* صفحات 503-515
    بسیاری از سیستم های اطلاعاتی را می توان به شکل شبکه ای چندلایه مدل کرد که هر لایه متشکل از تعدادی گره است و این گره ها با انواع مختلفی یال به یکدیگر مرتبط می شوند. اگرچه محققان در سال های اخیر به تحلیل انتشار اطلاعات در شبکه توجه نشان داده اند، اکثر این مطالعات به شبکه های تک لایه محدود بوده است. اما در دنیای واقعی به دلیل پیچیدگی روابط بین گره ها، عموما شاهد وجود شبکه های چندلایه هستیم. کارهای پیشین، اغلب با ساده سازی های زیاد فضای مساله همراه هستند، مثلا در بیشتر کارها تنوع گره ها و تاثیر متقابل آن ها نادیده گرفته شده است. روش پیشنهادی این مقاله با در نظر گرفتن تاثیر لایه های مختلف بر یکدیگر به پیش بینی انتشار در شبکه های چندلایه، می پردازد. مهم ترین ویژگی روش، این است که می تواند قدرت تاثیر تمامی لایه ها را مشخص کند و میزان این تاثیر را بدون توجه به شباهت یا تفاوت گره های هر لایه نسبت به هم، اندازه گیری نماید. مدل پیشنهادی بر روی دو مجموعه داده ی واقعی پیاده سازی و با سناریوهای مختلفی ارزیابی شده است. همچنین روند فعال شدن گره های مختلف را به دست آورده و با روند رشد واقعیشان در واقعیت مقایسه کردیم و نشان دادیم که روش پیشنهادی نسبت به روش های پیشین که تمامی گره ها را از یک نوع فرض می کردند، شباهت بیشتری به واقعیت دارد و می تواند راه مناسبی برای پیش بینی انتشار در شبکه های چندلایه باشد.
    کلیدواژگان: شبکه ی چندلایه، انتشار اطلاعات، شبکه ی چندگانه، شبکه ی به هم متصل، فرآیندهای انتشار
  • ابوالفضل بیجاری*، مهدی شیخی صفحات 517-529
    در این مقاله، یک تقویت کننده کم‏نویز (LNA) دوطبقه سورس‏‏مشترک با شبکه تطبیق ورودی جدید برای کاربردهای فرا پهن باند (UWB) ارائه شده است. شبکه تطبیق پیشنهاد‏شده با استفاده از فیدبک منفی فعال و یک شبکه سلفی، دستیابی همزمان به تطبیق امپدانس ورودی پهن‏باند، عدد نویز پایین و بهره یکنواخت بالا را فراهم کرده است. تقویت‏کننده کم‏نویز پیشنهادشده بر پایه فناوری µm 18/0 CMOS RF-TSMC طراحی و با استفاده از نرم‏افزار ADS شبیه سازی شده است. این تقویت‏کننده در پهنای باند GHz 3.10-1.6، دارای بهره توان مستقیم (S21) dB 1±15، عدد نویز (NF) کمتر از dB 3.5 و تلفات بازگشتی ورودی (S11) کمتر از dB 10- است. توان مصرفی آن نیز mW 10 از منبع تغذیه V 1 بوده و مساحت مصرفی تراشه در حدود mm2 0.85 است.
    کلیدواژگان: تقویت کننده کم‏نویز، تطبیق ورودی، آرایش سورس‏ مشترک، فیدبک فعال
  • فرید توتونچیان* صفحات 531-538
    ریزالور، یک حسگر تعیین موقعیت زاویه ای است. ریزالور معمولا به صورت پنکیک، روی محور موتور، نصب می شود تا دقت آن در اثر خطاهای ناهم محوری کاهش نیابد. این نوع نصب، سبب بروز خطای رانش محوری می شود. در این مقاله، تاثیر وقوع خطای رانش محوری، با استفاده از تحلیل اجزای محدود سه بعدی مورد بررسی قرار می گیرد. سپس، سهم جابه جایی رتور ریزالور و ثانویه ترانسفورماتور گردان، در خطای موقعیت مطالعه می شود . بر این اساس، راه کاری برای کاهش تاثیرپذیری دقت ریزالور، از خطای رانش محوری، ارائه می شود. در پایان، تاثیر بهینه سازی صورت گرفته با استفاده از آزمایش عملی روی نمونه آزمایشگاهی ریزالور تایید می شود.
    کلیدواژگان: حسگر موقعیت، ریزالور بدون جاروبک رتور سیم پیچی شده، ترانسفورماتور گردان، خطای رانش محوری
  • سجاد توحیدی*، بهروز ممی پور متنق، نقی رستمی صفحات 539-550
    این مقاله روش جدیدی برای کنترل گسسته زمان توان اکتیو و شار استاتور ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم در توربین بادی پیشنهاد می کند. ایده اصلی این روش کنترل گسسته زمان توان اکتیو و شار استاتور از دیدگاه بردار فضایی شار و زاویه بار است و تنها با دراختیارداشتن اطلاعات توان اکتیو و شار استاتور، بردار مطلوب شار استاتور برای لحظه بعد پیش بینی شده، سپس از مدولاسیون بردار فضایی به منظور تولید بردار ولتاژ مرجع استفاده می شود که این کار موجب تثبیت فرکانس کلیدزنی و کاهش ریپل توان و شار می شود. در این روش کلیه محاسبات تنها در قاب مرجع استاتور انجام می شود و نیازی به تبدیل در قاب مرجع های دیگر وجود ندارد. این روش در مقایسه با روش کنترل برداری سرعت پاسخ دینامیکی بالایی دارد و همچنین، شار روتور و چندین پارامتر ماشین از جمله اندوکتانس استاتور در معادلات دخالت داده نمی شوند که موجب بهبود استحکام کنترل کننده می شود. همچنین نیازی به کنترل کننده های تناسبی انتگرالی و تنظیم ضرایب آن نیست. در این مقاله برای شبیه سازی از نرم افزار MATLAB استفاده شده است. مقایسه نتایج بین روش پیشنهادی و روش کنترل برداری که توسط الگوریتم تجمع ذرات بهینه سازی شده است، تاییدکننده سرعت بالای پاسخ دینامیکی و کاهش ریپل و فراجهش در توان اکتیو و شار استاتور در روش پیشنهادی است.
    کلیدواژگان: کنترل مستقیم توان، کنترل برداری، بردار فضایی شار، تحلیل زاویه بار، ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم، توربین بادی
  • سید هانی حجتی، عطاالله ابراهیم زاده، علی خزایی*، عباس باباجانی فرمی صفحات 551-563
    بیماری آلزایمر (AD)، یک بیماری پیشرفته و غیرقابل برگشت است که اغلب در افراد مسن رخ می دهد و به تدریج مناطق مغز را که مسئول حافظه، تفکر، یادگیری و رفتار هستند، از بین می برد. در این مقاله پیش بینی AD  بر اساس تصاویر rs-fMRI و sMRI بررسی می شود. در این مطالعه سه الگوریتم انتخاب ویژگی بر اساس روش محاسبات نرم ارائه شده، که طبقه بندی MCI-C از MCI-NC با آموزش و آزمایش الگوریتم SVM انجام می شود. این اولین مطالعه ای است که از ادغام rs-fMRI و sMRI برای پیش بینی AD استفاده کرده است. نتایج حاصل از این مطالعه می تواند به مناطق شناخته شده مغز)عملکردی و ساختاری(که در بیماری آلزایمر دچار اختلال شده اند، منجر شود. علاوه بر این، روش NBS بر روی تقسیم بندی های عملکردی مغز، برای جداسازی MCI-C از MCI-NC و تشخیص زیر شبکه هایی که دارای قابلیت تشخیصی برای پیش بینی AD هستند، به کار گرفته شده است.
    کلیدواژگان: بیماری آلزایمر، پیش بینی، تئوری گراف، اطلاعات آماری مغز، تصویربرداری تشدید مغناطیسی، آنالیز مبتنی بر شبکه
  • مراد درخشان، حسین مروی*، حمید حسن پور صفحات 565-576
    کشف وقایع صوتی در محیط کار و زندگی یک نیاز مدرن جهت گردآوری اطلاعات است. تاکنون بیشتر تحقیق ها بر واقعه صوتی خاص و یا تعداد محدودی از وقایع صوتی برجسته متمرکز بوده است. در اینجا یک مدل سازی جدید جهت کشف تمام وقایع صوتی رخ داده در رکورد و تعیین محدوده زمانی برای هر یک از آن ها ارائه شده است. نوآوری شامل مدل سازی جدید همراه با پارامترهای تطبیقی در مدل است. پس از استخراج ویژگی ها و تعیین مقادیر دو پارامتر آلفا و بتا از دو قطعه بندی مجزا و ترکیب خروجی آن ها برای تعیین وقایع صوتی و محدوده زمانی آن ها استفاده شده است. این وقایع جهت رده بندی به الگوریتم KNN فرستاده می شوند. پارامترها امکان دقت بیشتر و یا میزان کشف حداکثری را ممکن می سازند. وقایع صوتی آزمایش شده شامل 16 نوع صدای اتاق کار اداری هستند که برخی شبیه هم و بعضی نیز مشابه نویز محیط هستند. در سنجش عملکرد برحسب واقعه، میزان درستی کشف 70.1 درصد، فراخوانی 75.8 درصد و میزان F1، 72.8 درصد بوده است. همچنین میزان F1 برحسب فریم 80.6 درصد حاصل شد. مقدار F1 برحسب واقعه، نسبت به قبل 10.8% بهبود داشته است که مویدکارآمدی مدل پیشنهادی است.
    کلیدواژگان: کشف وقایع صوتی، صداهای محیطی، الگوریتم های یادگیری بدون نظارت، سیستم های پارامتریک تطبیقی، سیستم های نظارت صوتی، سیستم های کسب اطلاعات مبتنی بر صدا
  • فرزاد دهقانی، جعفر پوررستم* صفحات 577-586
    در این مقاله روشی برای تخصیص توان سیستم های دسترسی چندگانه نامتعامد (NOMA) در لینک فروسو ارائه شده است، به گونه ای که عدالت بین کاربران از نظر ظرفیت هر کاربر تامین شده و هم چنین توان فرستنده نیز به صورت بهینه مصرف شود. در پژوهش های گذشته برای این منظور عمدتا به تعریف مسائل بهینه سازی و حل آن ها پرداخته شده است و یا مانند روشی با عنوان Fair-NOMA تنها به بیشینه کردن ظرفیت کاربران در مقایسه با یک سیستم دسترسی چندگانه متعامد (OMA) توجه شده اما اختلاف ظرفیت کاربران و هم چنین بهینه بودن مصرف توان فرستنده درنظر گرفته نشده است. در این مقاله یک سیستم NOMA در لینک فروسو با 2 و بیشتر از 2 کاربر در نظر گرفته شده است. در حالت 2 کاربری با مساوی قراردادن ظرفیت کاربران، شاخص عدالت جین بیشینه و عدالت بین کاربران در مصرف توان فرستنده برقرار گشته است و مشکل اختلاف ظرفیت کاربران حل شده است. هم چنین با شبیه سازی های رایانه ای نشان داده می شود که ظرفیت کاربر با شرایط کانال ضعیف تر با این روش بهبود قابل قبولی می یابد. علاوه براین، در سیستم NOMA با بیش از 2 کاربر با تخصیص یک ضریب توان ثابت به کاربری که ضعیف ترین شرایط کانال را دارد، توان به گونه ای به سایر کاربران تخصیص داده می شود که مصرف توان فرستنده بهینه شود. شبیه سازی های مختلف برای مقایسه و نشان دادن موثربودن ایده های پیشنهادی ارائه شده است.
    کلیدواژگان: دسترسی چندگانه نامتعامد، تخصیص توان، شاخص عدالت جین، ظرفیت متوسط، احتمال وقفه
  • محسن رحیمی*، علی حقی، محمد بلالی صفحات 587-599
    محور توربین- ژنراتورهای بادی نسبتا نرم بوده و سیستم مکانیکی عموما به صورت دو جرمه مدل می شود. مدل دو جرمه دارای مدهای پیچشی نوسانی است که در هنگام تغییرات سرعت باد و وقوع خطا در شبکه این مدها در پاسخ های خروجی ژنراتور ظاهر می شود. توربین-ژنراتورهای بادی سنکرون مغناطیس دائم دارای مبدل های سمت ماشین و سمت شبکه است که به وسیله مبدل سمت ماشین می توان سرعت/توان ژنراتور را در مقدار مطلوب جهت کارکرد در مد توان بهینه کنترل نمود. در حقیقت کنترل اصلی توربین بر عهده مبدل سمت ماشین است. همچنین به وسیله مبدل سمت شبکه ولتاژ لینک dc در مقدار مرجع ثابت نگه داشته می شود. هدف این مقاله، تبیین استراتژی های مختلف کنترلی مبدل سمت ماشین در توربین- ژنراتور بادی سنکرون مغناطیس دائم است. استراتژی های مختلف کنترلی شامل کنترل توربین-ژنراتور در مد کنترل سرعت، مد کنترل توان و یا مد نرخ سرعت نوک بهینه می باشد. سپس عملکرد روش های کنترلی شرح داده شده، در ازای تغییرات سرعت باد، نوسانات توان ناشی از سایه برج و افتادگی ولتاژ شبکه آزموده و مقایسه می شود. در ادامه با بهبود عملکرد کنترل کننده مبدل سمت ماشین، پاسخ توربین بادی بهبود داده می شود
    کلیدواژگان: توربین- ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم، نوسانات گشتاور پیچشی شفت، کنترل مبدل سمت ماشین، کنترل سرعت، سایه برج
  • وحید رشتچی*، سید حمیدرضا موسوی صفحات 601-612
    امروزه اشتراک اطلاعات در سیستم های مخابراتی و کامپیوترها نیازمند امنیت بسیار بالایی است. در این میان، حملات کانال جانبی همواره به عنوان یکی از چالش های امنیتی در رمزنگاری سیستم ها می باشد، که برای حمله به ادوات رمزنگاری ازجمله کارت های هوشمند بکار می رود. در این مقاله هدف ارائه طرح جدیدی برای مقاوم سازی الگوریتم های رمزنگاری است که به صورت سخت افزاری در FPGA  پیاده شده است. اساس این طرح استفاده از حلقه فاز قفل شده PLL در الگوریتم های رمزنگاری AES می باشد که با به هم زدن میزان توان مصرفی و زمان های اجرای بخش های مختلف الگوریتم، مقاومت الگوریتم های رمزنگاری را در برابر حملات توان بالا می برد. این روش از دو تکنیک masking و hiding برای حفاظت کلید خصوصی رمزنگاری استفاده می کند، طرح پیشنهادی در تکنولوژی TSMC 65nm شبیه سازی شده و موفقیت قابل توجه نشان داده است، به طوری که توانسته است در رمزنگاری AES با هزینه سربار  13% در فضای اشغالی CMOS و افزایش 15 درصدی توان مصرفی، تنها فرکانس کاری را به اندازه 2% کم کرده و امکان به دست آوردن کلید صحیح برای حمله کننده را بسیار سخت نماید. همچنین، روش پیشنهادی بر روی FPGA پیاده سازی شده است و نتایج رضایت بخشی بر روی تعداد قابل قبولی از نمودار توان به دست آمده است.
    کلیدواژگان: استاندارد رمزنگاری پیشرفته (AES)، پردازش توان تفاضلی، اندازه گیری توان، آرایه گیت های قابل برنامه ریزی(FPGA)
  • علیرضا رمضان قنبری، ابوالقاسم اسدالله راعی* صفحات 613-625
    در این مقاله روش کنترلی چندحالته ی جدیدی، با هدف بهینه سازی بازدهی مبدل نیم پل در تغییرات جریان بار پیشنهاد شده است. بهینه سازی بازدهی تنها با استفاده از تغییر حالت کنترلی و بدون اضافه کردن المان به ساختار اصلی مبدل صورت می گیرد. روش پیشنهادی از حالت های کنترلی مطرح، شامل حالت کنترلی نامتقارن، شیفت ضریب وظیفه، PWM متقارن و پالس منقطع استفاده می کند. برای اولین بار نقاط گذر بین حالت های کنترلی که مقادیر مشخصی از جریان بار هستند، به صورت تحلیلی و برمبنای مقایسه تلفات مبدل نیم پل در حالت های کنترلی مختلف، محاسبه می شوند. نقاط گذر به عنوان معیاری برای تغییر حالت کنترلی استفاده شده و تابعی از پارامترهای مبدل نیم پل هستند. در روش پیشنهادی، جریان بار در هر لحظه با نقاط گذر مقایسه شده و مبدل در حالت کنترلی با بالاترین بازدهی ممکن قرار می گیرد. بدین ترتیب بازدهی مبدل نیم پل، برحسب حالتهای کنترلی و در سراسر بازه تغییرات بار، بهینه می شود. صحت و دقت معادلات نقاط گذر و برتری روش پیشنهادی نسبت به روش های پیشین، با ارائه نتایج عملکرد آن نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: مبدل نیم پل، سوییچینگ در ولتاژ صفر(ZVS)، کنترل چندحالته، کنترل نامتقارن، کنترل شیفت ضریب وظیفه، کنترل PWM متقارن، کنترل پالس منقطع
  • مهرداد زبیری، بابک مظلوم نژاد میبدی* صفحات 627-644
    با گذشت زمان، کامپیوتر در امور بیشتری از زندگی انسان رخنه می کند، به همین سبب در عصر کامپیوتر نیاز به حفاظت از اطلاعات شخصی بیش از پیش احساس می شود. علم رمزنگاری برای حفاظت از این اطلاعات بکار می آید، طوری که اگر سیستمی تحت حمله قرار گرفت امکان دسترسی به اطلاعات غیرممکن باشد. در این مقاله یک روش جدید رمزنگاری برای متن معرفی می گردد که ایده آن، استفاده از روش های تئوری کدینگ در رمزنگاری می باشد. در این روش به کمک علم تئوری اعداد و محاسبات پیمانه ای، یک روش جهت تولید جعبه های جایگشت پویا و جعبه های جانشینی پویا بکار گرفته می شود. در ادامه به کمک علم تئوری اطلاعات و کدینگ، خطاهای تصادفی عمدی به متن اضافه می گردد. خطاهای عمدی ایجاد شده می بایست در زمان رمزگشایی به کمک روش های دی کدینگ کشف و تصحیح شود. تولید یک روش مستقل رمزنگاری با الگوی استفاده از خطای عمدی در کنار استفاده از کلید رمزکوتاه (256 بیت)، مزیت این روش نسبت به روش های هم الگو می باشد. بعلاوه این روش قادر خواهد بود در هر بار اجرای الگوریتم رمزنگاری، برای یک متن آشکار ثابت و یک کلید رمزنگاری ثابت، متن رمز شده متفاوتی، با فاصله همینگ نزدیک به 50 درصد، نسبت به اجرای قبل تولید نماید.
    کلیدواژگان: رمزنگاری بلوکی، محاسبات پیمانه ای، علم تئوری اطلاعات و کدینگ، جعبه جایگشت پویا، جعبه جانشینی پویا، اعداد اول، کلید رمزمتقارن
  • امیر سالارپور، حسن ختن لو* صفحات 645-656
    مهم ترین مسئله در آنالیز مسیر حرکت اجسام متحرک، به دست آوردن شباهت بین مسیرهای حرکت است. در این مقاله یک روش جدید برای اندازه گیری شباهت بین مسیرهای حرکت مبتنی بر هزینه تطبیق مجموعه پاره خط های مسیرهای حرکت به همراه تکنیک پیچ وتاب زمانی ارائه شده است. شباهت بین دو مسیر حرکت به عنوان حداقل هزینه لازم برای تطبیق یک مسیر حرکت به دیگری تعریف می شود. برای تطبیق یک مسیر حرکت به دیگری، فاصله پاره خطی به صورت میزان هزینه لازم برای تطبیق یک پاره خط به پاره خط دیگر، معرفی شده است. همچنین از تکنیک برنامه نویسی پویا برای پیاده سازی پیچ وتاب زمانی و حل مشکل انتقال مکانی استفاده شده است. معیار شباهت پیشنهادی به جای مقایسه مسیرها بر اساس مکان نقاط، از مقایسه پاره خط های مسیر سود می برد که کمک بیشتری به مقایسه ساختاری مسیرها می کند. به منظور ارزیابی روش پیشنهادی با روش های مشابه کاربرد آن را در طبقه بندی نزدیکترین همسایگی مسیر حرکت بررسی نموده ایم. نتایج آزمایش های انجام شده نشان می دهد معیار شباهت پیشنهادی در قیاس با روش های مشابه دارای صحت و میانگین رتبه بهتری است.
    کلیدواژگان: آنالیز مسیر حرکت، معیار شباهت، فاصله پاره خطی، پیچ وتاب زمانی
  • حمید صادقی، ابوالقاسم اسدالله راعی* صفحات 657-668
    مقایسه داده ها یک مساله بنیادی و پرکاربرد در یادگیری ماشین است. در دهه گذشته تحقیقات فراوانی در زمینه یادگیری متریک انجام شده است؛ از کاربردهای یادگیری متریک می توان به خوشه بندی و دسته بندی داده ها اشاره کرد. در این مقاله یک روش یادگیری متریک مناسب برای استفاده در مسائل بینایی ماشین ارائه می شود. اکثر ویژگی هایی که در بینایی ماشین استفاده می شوند، هیستوگرامی هستند؛ اما روش های یادگیری متریک اغلب بر مبنای فاصله ماهالانوبیس طراحی شده اند که در ویژگی های هیستوگرامی کارایی مناسبی ندارد. در این تحقیق یک روش جدید یادگیری متریک برای داده های هیستوگرامی بر مبنای فاصله مربع کای (χ2) اصلاح شده ارائه می شود. فاصله χ2 در دسته بندی داده های هیستوگرامی دارای دقت بالاتری نسبت به فاصله اقلیدسی است، اما هزینه محاسباتی آن نیز بالاتر است. در این مقاله یک رابطه تقریبی برای فاصله χ2 پیشنهاد می شود و بخشی از محاسبات را به مرحله استخراج ویژگی (که به صورت غیربرخط قابل محاسبه است) منتقل می کند؛ به این ترتیب سرعت مقایسه ویژگی ها افزایش می یابد. آزمایش ها بر روی پایگاه های داده مختلف نشان می دهد که روش یادگیری متریک پیشنهادی دارای دقت بالایی در دسته بندی داده های هیستوگرامی مختلف نسبت به روش های موجود است. همچنین معیار تقریبی برای فاصله χ2، با حفظ دقت، سرعت مقایسه داده ها را 2.5 برابر افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: یادگیری متریک، فاصله مربع کای سریع، دسته بندی هیستوگرام، دسته بندی کننده KNN
  • امیر صفدریان*، مهدی گنج خانی، سبحان بداخشان صفحات 669-680
    نیروگاه ها سهم عمده ای از مصرف آب های زیرزمینی را به خود اختصاص می دهند. به منظور کاهش آب مصرفی در نیروگاه ها، فعالیت های مختلفی نظیر تبدیل برج های تقطیر مرطوب نیروگاه های حرارتی به برج های تقطیر خشک و سرمایه گذاری بر روی منابع انرژی تجدیدپذیر در صنعت برق کشور موردتوجه واقع شده است. لیکن، راه کارهای مذکور به عنوان راه کار میان مدت و بلندمدت با چالش هایی نظیر هزینه سرمایه گذاری بالا و افت بازده نیروگاه های هدف همراه است. در این مقاله، کمینه سازی آب مصرفی مجموعه نیروگاه ها در شرایط بهره برداری به عنوان راه کار کوتاه مدت موردتوجه واقع شده است. بدیهی است که این راه کار پتانسیل محدودی در صرفه جویی آب داشته، لحاظ هدف مذکور افزایش هزینه تولید برق را در پی خواهد داشت. لذا، هدف این مقاله ارزیابی پتانسیل مذکور در صرفه جویی و تخمین هزینه های مربوطه است. به منظور اجتناب از افزایش چشم گیر هزینه ها، مسئله توزیع اقتصادی توان به صورت یک مدل چند تابع هدفه با هدف کاهش هزینه و آب مصرفی ارائه شده است. به این منظور، ابتدا مسئله توزیع اقتصادی توان با لحاظ آب مصرفی نیروگاه ها مدل سازی می شود. سپس، روش حل مدل پیشنهادی تشریح می گردد. در ادامه، روند استخراج تابع هزینه صرفه جویی آب مصرفی سیستم های تولید انرژی الکتریکی ارائه می گردد. در انتها، مدل و روش ارائه شده بر روی یک سیستم تولید نمونه پیاده سازی شده و نتایج حاصله ارائه و مورد بحث واقع می شود.
    کلیدواژگان: سیستم تولید انرژی الکتریکی، منابع آب زیرزمینی، توزیع اقتصادی توان، صرفه جویی در مصرف آب
  • علی طهماسی، یوسف صیفی کاویان*، هومان کعبی صفحات 681-691
    شبکه حسگر بی سیم متشکل از گره های ارزان، چندکاره و با اندازه کوچک هستند که می توانند عملیات حس کردن محیط، جمع آوری و پردازش داده و برقراری ارتباط را انجام دهند. امروزه با توسعه ارتباطات بی سیم، به نرخ داده بالاتری به ویژه برای کاربردهای چندرسانه ای نیاز است. ارتباطات بی سیم نوری (OWC) می تواند نرخ داده بالاتر و ارتباطی بسیار امن نسبت به ارتباط رادیوئی فرکانس بالا فراهم کنند و در کاربردهایی مانند ارتباطات نوری زیر آب بسیار مفید می باشد. در این مقاله یک شبکه حسگر بی سیم با توانایی انتقال داده به صورت نوری طراحی و ساخته شده است. قسمت های مختلف گره حسگر طراحی شده، به صورت عملی آزمایش می شود و سپس پارامترهای ارتباط نوری اندازه گیری خواهد شد. همچنین یک پروتکل دسترسی به رسانه مناسب شبکه حسگر بی سیم نوری مناسب ارائه می گردد. در شبکه حسگر بی سیم نوری طراحی شده، همه بخش های گره و سرخوشه ماژولار هستند بدین معنی که می توان فرستنده، گیرنده و حسگرها را دوباره طراحی و جایگزین کرد. نتایج آزمایش نشان می دهد که بیشینه فاصله انتقال داده با نرخ داده 300 و 600 بیت بر ثانیه برابر 18 متر با نرخ خطای بیتی صفر درصد و 21 متر با نرخ خطای بیتی 10 درصد می باشد.
    کلیدواژگان: شبکه حسگر بی سیم، ارتباطات بی سیم نوری، ارتباط رادیوئی، پروتکل دسترسی به رسانه، نرخ خطای بیت
  • ثریا عمویی، کمال میرزایی* صفحات 693-707
    چندی سازی برداری یکی از روش های پرکاربرد در فشرده سازی تصویر است. پژوهشگران، الگوریتم های مختلفی با چندی سازی برداری به منظور رسیدن به کتاب-کد بهینه ارائه داده اند. ازجمله این الگوریتم ها می توان از الگوریتم ژنتیک، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات و الگوریتم کرم شب تاب نام برد. در این مقاله برای چندی سازی برداری، روش جدیدی بر اساس الگوریتم کرم شب تاب بهبودیافته ارائه شده است. در روش پیشنهادی عملگر ترکیب ژنتیک با الگوریتم کرم شب تاب پایه، به منظور بهبود الگوریتم پایه، ادغام شده و از آن در تولید کتاب-کد چندی سازی برداری، استفاده گردیده است. نتایج پیاده سازی روش پیشنهادی، نشان می دهد که این الگوریتم کرم شب تاب بهبودیافته در مقایسه با الگوریتم های ژنتیک و کرم شب تاب پایه، بهتر عمل می کند. درصد بهبود کیفیت روش پیشنهادی نسبت به الگوریتم کرم شب تاب پایه حدود یک درصد است. علاوه بر آن، با افزایش سایز کتاب-کد عملکردی مشابه با الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات دارد.
    کلیدواژگان: فشرده سازی تصویر، چندی سازی برداری، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم کرم شب تاب
  • سهند عیوضی عدلی، مریم شعاران*، سید محمدرضا سیدنورانی صفحات 709-720
    خودکارسازی شناوری کوادکوپتر AR.Drone 2.0 که موضوعی مهم و پیش نیاز سایر خودکارسازی ها است هدف این مقاله می باشد. در این مقاله الگوریتم جدیدی  به نام GSPnP برای تخمین موقعیت ربات پرنده با استفاده از تک دوربین پیشنهاد می گردد. همچنین یک کنترلر فازی بهینه موسوم به TGM برای پایدارسازی شناوری کوادکوپتر طراحی و پارامترهای بهینه کنترلر فازی تعیین می شوند. موقعیت فعلی کوادکوپتر نسبت به مارکر کتابخانه ArUco با پردازش تصاویر دوربین زیرین ربات توسط الگوریتم پیشنهادی GSPnP محاسبه و به کنترلر ارسال می شود. خروجی کنترلر بر اساس درایور ربات متعلق به سیستم عامل رباتیک (ROS) محاسبه شده و به ربات شبیه سازی شده در محیط شبیه سازی Gazebo ارسال می شود. نتایج به دست آمده نشان دهنده عملکرد دقیق تر و مطلوب تر روش GSPnP و روش کنترل فازی TGM با خطای کمتر از 30، 40 و 20 میلی متر در کنترل طول، عرض و ارتفاع نسبت به سایر روش ها، در کنترل موقعیت ربات است.
    کلیدواژگان: کوادکوپتر AR.Drone 2.0، شناوری خودکار، تخمین موقعیت PnP، کنترلر فازی، شبیه ساز Gazebo، سیستم عامل رباتیک
  • سید باقر فاضلی اصل، سید سجاد موسی پور* صفحات 721-734
    در این مقاله، یک کنترل کننده مد لغزشی دینامیکی با سطح لغزش مرتبه کسری بر اساس الگوریتم بازگشت به عقب برای کنترل عملکرد ژیروسکوپ سه محوره میکرو الکترومکانیکی طراحی شده است. برای جبران نامعینی ها و اغتشاشات وارده به سیستم از کنترل کننده مد لغزشی استفاده می شود. به منظور افزایش درجه آزادی و مقاومت بیشتر کنترل کننده، سطح لغزش به صورت مرتبه کسری انتخاب می شود. استفاده از کنترل کننده مد لغزشی دینامیکی علاوه بر افزایش عملکرد کنترل کننده باعث کاهش پدیده چترینگ در سیگنال کنترل می شود. استفاده از روش بازگشت به عقب به عنوان یک ابزار طراحی بسیار قوی برای سیستم های غیرخطی، باعث مقاومت بیشتر کنترل کننده طراحی شده در برابر اغتشاشات وارده به سیستم می شود. پایداری مجانبی سیستم حلقه بسته با استفاده از تئوری پایداری لیاپانوف اثبات می شود. در پایان طراحی به منظور کاهش موثر پدیده چترینگ در سیگنال کنترل، از تئوری کنترل فازی برای لایه مرزی و همچنین از روش تطبیقی جهت تخمین آنلاین کران بالای عدم قطعیت استفاده شده است. به منظور ارزیابی کارایی کنترل کننده طراحی شده، این کنترل کننده با دو نوع کنترل کننده مد لغزشی دیگر مقایسه شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که کنترل کننده پیشنهادی دارای پدیده چترینگ یا نوسانات ناخواسته بسیار کمتر در قانون کنترل، افزایش پایداری سیستم، کاهش زمان صعود و ردیابی قابل قبول می شود.
    کلیدواژگان: مد لغزشی دینامیکی، مرتبه کسری، بازگشت به عقب، تطبیقی، ژیروسکوپ سه محوره
  • شهریار فرهادی، مهدی میری*، محمدحسین شیخی صفحات 735-745
    در این مقاله یک ساختار تفکیک کننده ی قطبش با چیدمان ماخ-زندر (MZI) ارائه شده که در آن از تزویج گرهای تداخل چندمد (MMI) غیریکنواخت و بازوهای ناهمسان مبتنی بر موجبر SOI استفاده شده است. تداخل سازنده و یا مخرب برای دو قطبش مختلف نور ورودی و درنتیجه آن تفکیک دو قطبش مختلف، بر اساس تفاوت رفتار فرکانسی دو بازوی MZI محقق می گردد. با در نظر گرفتن طول موج مرکزی nm1550، ساختار به گونه ای طراحی شده است که بهترین عملکرد را در محدوده طول موج nm1500 تا nm1600 داشته باشد. نتایج به دست آمده، تلفات عبور کمتر از 0.8 dB، نسبت تفکیک قطبش بیشتر از dB15، برای قطبش میدان الکتریکی و نسبت تفکیک قطبش بیشتر از dB10 را برای قطبش میدان مغناطیسی، در محدوده بسیار وسیع طول موج nm1500 تا nm1600 نشان می دهد. ساختار طراحی شده در مقایسه با تفکیک کننده های قطبش مبتنی بر کوپلر جهتی پهنای باند بسیار بیشتر و حساسیت کمتری نسبت به خطاهای ساخت دارد. به علاوه ابعاد کلی ساختار طراحی شده 260×3.86 است که نسبت به تفکیک کننده های قطبش مبتنی بر MZI دارای ابعاد کوچک تری است.
    کلیدواژگان: تفکیک کننده قطبش، تداخل گر ماخ - زندر، تزویج گر تداخل چندمد، سیلیکون - روی - عایق، نسبت تفکیک قطبش
  • محمد امیر فلاح* صفحات 747-752
    حرکت شناور در آب دریا باعث ایجاد تغییرات هیدرودینامیکی می شود که به امواج کلوین معروف اند. از سوی دیگر، آب دریا به طور طبیعی دارای رسانایی الکتریکی ضعیفی است. حرکت آب دریا به عنوان یک رسانا در میدان مغناطیسی زمین باعث القاء یک میدان الکترومغناطیسی ضعیف شده که آن را بی هنجاری ژئومغناطیسی گویند. امواج این میدان الکترومغناطیسی قادرند در شرایط خاص تا چندین کیلومتر و تا ساعت ها، همچنان به بقاء خود ادامه دهند که امکان مناسبی را جهت کشف حضور شناور توسط آشکارسازهای غیرفعال مغناطیسی ایجاد می کنند. بر این اساس، روش آشکارسازی بی هنجاری ژئومغناطیسی شناور توسط یک حس گر هوابرد، پیشنهاد شده است. معادلات ریاضی حاکم بر بی هنجاری ژئومغناطیسی در دریای با عمق محدود، رابطه این بی هنجاری با پارامترهای شناور نظیر سرعت و جهت حرکت را نشان می دهد. کاربردی بودن ایده پیشنهادی توسط شبیه سازی نشان داده شده و آشکارسازی شناور در حوزه فرکانس انجام شده است. با انجام شبیه سازی در حضور نویز محیطی نشان داده شده که امکان آشکارسازی شناور توسط طیف فرکانسی سیگنال دریافت شده از حس گر هوابرد وجود دارد و تاثیر پارامترهای فیزیکی شناور در تغییر طیف فرکانسی به خوبی مشهود است.
    کلیدواژگان: بی هنجاری ژئومغناطیسی، شناور، سرعت، جهت حرکت، مراقبت دریایی، کم عمق، آشکارساز غیرفعال مغناطیسی
  • پویا فیروزمکان، رحمت الله هوشمند*، امین خدابخشیان، مصیب برناپور صفحات 753-765
    پیاده سازی یک سیستم مدیریت انرژی مناسب جهت بهره برداری بهینه از منابع انرژی یک ریزشبکه با عدم قطعیت های موجود، از اهمیت زیادی برخوردار است. در این مقاله، یک سیستم مدیریت انرژی تصادفی با هدف کاهش هزینه و افزایش قابلیت اعتماد ریزشبکه، برای روز-پیشرو، ارائه شده است. سیستم مدیریت انرژی پیشنهادی، وظیفه تامین بار الکتریکی و حرارتی ریزشبکه را با هدف کاهش هزینه بهره برداری و افزایش قابلیت اعتماد برعهده دارد. در این روش از یک چهارچوب تصادفی مبتنی بر تولید سناریو جهت پوشش عدم قطعیت های موجود در بازار برق، بار الکتریکی و تولیدهای تجدیدپذیر، استفاده شده است. همچنین، برنامه های پاسخ تقاضا در قالب قراردادهای انتقال بار از سوی بهره بردار ریزشبکه به مصرف کنندگان، ارائه می شود. علاوه برآن، بهره برداری از ریزشبکه در دو حالت اتصال به شبکه بالادست و جزیره ای، مدنظر قرار می گیرد. با تحلیل نتایج به دست آمده از شبیه سازی یک ریزشبکه با سه فیدر و هفت واحد تولیدی، قابلیت روش پیشنهادی موردارزیابی قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: ریزشبکه، تولیدهای تجدیدپذیر، Micro-CHP، پاسخ تقاضا، قابلیت اعتماد، برنامه ریزی تصادفی
  • طیبه فیضی، سیدمحمدحسین معطر* صفحات 767-782
    میزان نفوذ در شبکه در حال افزایش است. سیستم تشخیص نفوذ، می تواند تا حد زیادی از حملات به شبکه جلوگیری کند. انتخاب ویژگی یک موضوع حیاتی در سیستم های تشخیص نفوذ می باشد که بر روی صحت و کارایی آن تاثیر بسزایی دارد. در این تحقیق، یک سیستم تشخیص نفوذ در شبکه ترکیبی جدید با استفاده از الگوریتم کلونی زنبور مصنوعی بهبودیافته مبتنی بر طبقه بند ماشین بردار پشتیبان با روش ارزیابی 10-fold برای انتخاب بهترین ویژگی ها پیشنهاد گردیده است. ایده اصلی، از ترکیب معادلات جستجوی بهینه سازی ازدحام ذرات و تکاملی تفاضلی در فاز زنبورهای کارگر و ناظر به منظور به روزرسانی موقعیت زنبورها و به کارگیری پرواز لوی در فاز زنبورهای پیشاهنگ، به منظور بهبود بهره برداری و نرخ همگرایی در الگوریتم کلونی زنبور مصنوعی می باشد. روش پیشنهادی مقاومت و پایداری خود را بر روی مجموعه داده NSL-KDD نشان داده و به طور قابل توجهی توانسته به بهبود عملکرد کلی سیستم تشخیص نفوذ با صحت 98/97 درصد کمک کند.
    کلیدواژگان: سیستم تشخیص نفوذ، الگوریتم کلونی زنبور مصنوعی، ماشین بردار پشتیبان، بهینه سازی تکاملی، پرواز لوی
  • حبیب قربانی نژاد*، امید اتحاد محکم صفحات 783-791
    طراحی، تحلیل و شبیه سازی یک آنتن با قابلیت فیلترینگ ارائه شده است. یک آنتن مایکرواستریپ مربعی و فیلتر مایکرواستریپ میان گذر با تشدیدکننده های نصف طول موج تزویج شده ی موازی، برای طراحی یک فیلتنا با یک دیگر ترکیب شده اند. زیرلایه این ساختار دارای ضریب دی الکتریک 2.6 است. اجزای این فیلتنا با یک دیگر یک فیلتر مرتبه ی 4 با پاسخ چبیشف را تشکیل می دهند که فرکانس مرکزی آن 2.45 گیگاهرتز است. ابتدا یک فیلتر میان گذر مایکرواستریپ با تشدیدکننده های نصف طول موج تزویج شده ی موازی، طراحی شد و سپس به جای تشدیدکننده ی آخر آن یک صفحه ی مایکرواستریپ مستطیلی قرار گرفت تا علاوه بر نقش تشدیدکننده ی آخر فیلتر، نقش یک عنصر تشعشع کننده را نیز ایفا کند. پهنای باند 3 دسیبل این ساختار 260 مگاهرتز و پهنای باند10- دسیبل آن برابر با 10.5 درصد است. فیلتنای پیشنهادی فرکانس های خارج از باند را به خوبی حذف می کند، در باند عبور بهره ی نسبتا یک نواخت و الگوی تشعشعی مناسبی دارد. درستی عملکرد نمونه طراحی شده با نرم افزار شبیه سازی HFSS ارزیابی شده است.
    کلیدواژگان: آنتن، فیلتر، مایکرواستریپ، فیلتنا، تزویج شده ی موازی، نصف-طول موج، تشدیدکننده
  • جواد قلی نژاد، رضا شریعتی نسب*، کیهان شش یکانی صفحات 793-804
    این مقاله یک روش جدید برای استخراج مدل مناسب حوزه زمان سیستم های زمین چنددرگاهه، که قابلیت پیاده سازی در نرم افزارهای تحلیل حالت گذرا را داشته باشند، ارائه می دهد. این روش کمک می کند تا با کم ترین تقریب، بتوان رفتار دقیق و وابسته به فرکانس سیستم زمین را در تحلیل گذرای سیستم های قدرت در نظر گرفت. راهکار ارائه شده در سه مرحله تقسیم بندی می شود: اول، به کارگیری روش الکترومغناطیسی ممان جهت حل معادلات ماکسول که منجربه استخراج ماتریس امپدانس سیستم زمین در رنج فرکانسی مطلوب می گردد. در مرحله بعد یک تقریب منطقی از ماتریس امپدانس سیستم زمین با استفاده از روش برازش برداری (VF) صورت می گیرد. روش VF به کاررفته، منجربه برازش مجموعه ای از قطب ها برای همه ی المان های ماتریس امپدانس گردیده است. در مرحله آخر، با توجه به این که نرم افزارهای حالت گذرا برمبنای ماتریس ادمیتانس به تحلیل سیستم های قدرت می پردازند؛ با تغییر متغیرهای مناسب، مدل مناسب سیستم زمین چنددرگاه در حوزه زمان که قابلیت پیاده سازی در نرم افزارهای حالت گذرا را داشته باشد، به صورت معادلات فضای حالت استخراج گردیده است. مدل سازی پیشنهادی برروی یک خط انتقال مرسوم 132 کیلوولت پیاده شده و عمل کرد سیسستم زمین با روش های قبلی شامل مدل سازی برمبنای ماتریس ادمیتانس و حالت مرسوم استفاده از مقاومت خطی ساده مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: سیستم زمین چنددرگاهه، مدل سازی امپدانسی، برازش برداری
  • سارنگ کاظمی نیا*، سینا مهدوی صفحات 805-818
    دراین مقاله، ساختار متداول مقایسه کننده های تک طبقه به گونه ای اصلاح شده است که آفست ترانزیستورهای ورودی بدون استفاده از آپ امپ کمکی بهره بالا، با دقت بسیار خوبی جبران می شود. تغییر از فاز پیش-تقویت به فاز لچ، با دستور سیگنال های آنالوگ با دامنه کوچک، از طریق بدنه ترانزیستورهای PMOS در مسیر حلقه فیدبک مثبت و منفی میسر می شود؛ درنتیجه، تعداد سیگنال های دیجیتال که برای کنترل عملکرد مقایسه کننده به بخش آنالوگ منتقل می شوند، کاهش یافته و اثرات تزویجی سیگنال های دیجیتال در بخش آنالوگ لی اوت بهبود می یابد. مدار جدیدی برای افزایش قدرت درایو مقایسه کننده (تا چهار برابر معمول) ارائه شده است که با جبران بخش بزرگی از خازن مزاحم طبقات بعدی، امکان مقایسه در سرعت های بالاتر را نیز فراهم می کند. شبیه سازی های پس از لی اوت در شرایط سخت نشان می دهد که مقایسه کننده پیشنهادی می تواند اختلاف ولتاژ 1.5 میلی ولت را در تمام گوشه های پروسه و با حضور ولتاژ آفست ورودی 15 میلی ولت، در سرعت نمونه برداری 800 میلیون نمونه برثانیه، به درستی تشخیص دهد. آنالیز مونت کارلو در 100 تکرار مختلف، با انتخاب تصادفی ولتاژ آفست ورودی از توزیع گاوسین با مقدار 25 میلی ولت در 3σ نشان می دهد که انحراف معیار آفست ارجاع شده به ورودی به 150 میکروولت کاهش می یابد. کل توان مصرفی مقایسه کننده پیشنهادی 550 میکرووات در سرعت نمونه برداری 800 میلیون نمونه برثانیه است. نتایج شبیه سازی پس از لی اوت با استفاده از نرم افزار HSPICE و براساس نسخه BSIM3v3 در مدل سازی ترانزیستورهای پروسه 0.18 میکرون ارائه شده اند.
    کلیدواژگان: مقایسه کننده، مبدل های آنالوگ به دیجیتال سرعت بالا، مقایسه کننده های بدون آفست، مقایسه کننده تک طبقه
  • رضا کیوان شکوه، مجید اخوت* صفحات 819-831
    در این مقاله آشکارسازی اهداف متحرک ضعیف پنهان شده در مجاورت اهداف قوی سریع را با استفاده از الگوریتم  FAPC  بررسی می کنیم. فیلتر منطبق رادارهای فشرده سازی پالس متعارف در اطراف هدفی با نسبت سیگنال به نویز بزرگ، لوب های جانبی برد بزرگی تولید می کند که می تواند اهداف کوچک را پنهان نماید. عدم تطبیق ایجادشده در سیگنال دریافتی به واسطه جابه جایی فازی دوپلر، عملکرد فیلتر APC  در کاهش سطح لوب های جانبی را تنزل می دهد. در این مقاله الگوریتم FFL-FAPC  پیشنهادشده است که برای کاهش لوب های جانبی برد از تخمین گر RMMSE  به روش پساپردازش استفاده می کند. در سناریوهای مختلف آشکارسازی اهداف پنهان شده را در مقایسه با روش های قبلی، بررسی می کنیم. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که الگوریتم FFL-FAPC علاوه بر کاهش قابل ملاحظه هزینه محاسبات، مقاومت دوپلر را هم بهبود می بخشد.
    کلیدواژگان: فشرده سازی پالس وفقی سریع، تخمین گر حداقل مجذور مربعات خطا تکراری، جابه جایی فازی دوپلر، آشکارسازی، فیلتر منطبق
  • جواد محبی نجم آباد، سیدعلی سلیمانی ابوری* صفحات 833-845
    طراحان ریزپردازنده ها از طراحی سیستم های چندهسته ای بر روی یک تراشه برای افزایش توان محاسباتی آن ها بهره می برند. افزودن تعداد هسته ها، افزایش چگالی توان مصرفی و در پی آن افزایش دما را به دنبال دارد. برای کنترل و مدیریت دما، روش های واکنشی و فعال معرفی شده اند. برخلاف روش های واکنشی که بر اساس آستانه گذاری عمل می کنند، روش های فعال با بهره گیری از یک مدل پیش بینی دما، مدیریت دما را انجام می دهند. در این مقاله برای مدیریت دما، مدلی برای پیش بینی دمای آینده و مدلی برای کنترل دما پیشنهاد شده و از دو شبکه عصبی پرسپترون چندلایه ای برای تحقق آن ها استفاده شده است. برای آموزش هر یک از مدل ها، مجموعه داده مناسب فراهم شده است. در این مجموعه داده تعدادی از ویژگی ها با استفاده از حسگرها و سنجه های سیستم و دیگر ویژگی ها با پردازش های پیشنهادی فراهم شده اند. در این راستا، برای پیش بینی دما، ویژگی های سابقه ای پیشنهاد شده اند. ویژگی های مناسب برای پیش بینی دما، با روش انتخاب ویژگی بر پایه اطلاعات متقابل و ویژگی های مناسب برای مدل کنترلی با بهره گیری از الگوریتم ژنتیک مبتنی بر رتبه بندی نامغلوب، انتخاب شده اند. نتایج نشان می دهند خطای مدل پیش بینی برای فاصله های مختلف زمانی حدود 0.5 درجه سانتی گراد است و خطای مدل کنترل دما، در تعیین مقدار فرکانس پردازنده و سرعت فن، به ترتیب 2 و 0.6 درصد است.
    کلیدواژگان: مدیریت دمای پویا، پیش بینی دما، انتخاب ویژگی، پرسپترون چندلایه ای، کنترل دما
  • محمود محصل فقهی* صفحات 847-858
    افزایش روزافزون تقاضا برای سرویس های باکیفیت با افزایش تعداد کاربران سبب شده است تا فراهم آوردن نرخ های بالای داده یکی از الزامات اساسی نسل آتی شبکه های بی سیم پهن باند گردد. یکی از راه کارهای پیشنهادشده برای این هدف بهره گیری از مدولاسیون OFDM است که در استانداردهای مختلفی هم چونIEEE 802.11  مورد استفاده قرار گرفته است. ازسوی دیگر عملکرد سیستم های مبتنی بر OFDM به شدت از آفست فرکانس حامل و نیز آفست زمان سمبل تاثیر می پذیرد. درنتیجه یکی از ملزومات اساسی هر گیرنده OFDM توانایی هم زمان سازی زمانی و فرکانسی با دقت بالا است. براین اساس، در این مقاله یک روش هم زمان سازی توام زمانی و فرکانسی با دقت بالا برای به کارگیری در سیستم های مخابراتی مبتنی بر استاندارد IEEE 802.11  پیشنهاد می شود. باتوجه به وجود داده های آموزشی در این استاندارد، الگوریتم پیشنهادی می بایست برمبنای استفاده از این داده ها باشد. سپس بر پایه معیارهای مختلف، عملکرد روش پیشنهادی با استفاده از شبیه سازی های کامپیوتری در کانال نویز گوسی و نیز کانال محوشدگی چندمسیره مورد سنجش قرار می گیرد و با روش های مختلف هم زمان سازی بر پایه داده آموزشی معرفی شده در مراجع، مقایسه می گردد. نتایج شبیه سازی موید عملکرد مطلوب و کاربردی بودن روش پیشنهادی است.
    کلیدواژگان: آفست فرکانس حامل، دنباله آموزشی، تخمین ابتدای سمبل، همگام سازی بر پایه پایلوت
  • پژمان محمدی*، علی بنی هاشم صفحات 859-864
    در این مقاله ساختار جدیدی از یک دیپلکسر با استفاده از تکنولوژی موجبرمجتمع شده (SIW) و رزوناتور حلقوی مکمل شکاف دار برای کاربردهای  LTE در فرکانس های 1.3 گیگاهرتز و2.1 گیگاهرتز طراحی شده است. این دیپلکسر فشرده شده, توسط رزوناتور حلقوی S شکل در یک ساختار موجبری ارائه شده است. در این طرح ابتدا فیلترهای متناظر با هریک از باندها در شبیه ساز طراحی و سپس با استفاده از پارامترهای پراکندگی هر یک از فیلترها ساختار T شکل در ورودی دیپلکسر بهینه سازی شد. با توجه به نتایج اندازه گیری دیپلکسر ساخته شده دهانه های ورودی و خروجی تطبیق امپدانسی مناسبی در باندهای مورد نظر دارند و تلفات انتقالی در فرکانس های1.3 گیگاهرتز و2.1  گیگاهرتز به ترتیب حدود  1 دسی بل و 2 دسی بل است. مقدار ایزولاسیون بین دهانه های خروجی بیش از30 دسی بل است. نهایتا ساختار پیشنهادی کارایی بسیار مطلوبی را منعکس می کند. این ساختار مزیت هایی را مانند ابعاد کوچک ، تلفات پایین ، ایزولاسیون بالا ، ساخت آسان و قابلیت مجتمع سازی شدن با دیگر مدارات مسطح را دارد.
    کلیدواژگان: دیپلکسر، ریزنوار، موج بر مجتمع شده، رزوناتورهای حلقوی مکمل
  • مصطفی ملکی، سید حسین محسنی ارمکی*، عماد حمیدی صفحات 865-872
    اولین قدم در طراحی و ساخت ادوات مختلف در سیستم های مخابراتی در اختیارداشتن اطلاعات مربوط به پارامترهای الکترومغناطیسی مواد مورد استفاده می باشد. در بین مواد مختلف فریت ها دارای جایگاه خاصی می باشند. در نتیجه شناسایی ماده فریتی دارای اهمیت بسزایی می باشد. در این مقاله یک روش کاربردی ساده برای شناسایی مواد فریتی ارائه شده است. این روش بر اساس کمینه کردن خطای یک تابع هدف می باشد. پارامترهای این تابع ضرایب عبور و ضرایب انعکاسماده فریتی در یک موج بر مستطیلی هستند که شامل اطلاعات اندازه گیری شده از نمونه و نیز اطلاعات تحلیل نظری نمونه به روش تطبیق مود هستند. از آن جایی که روش پیاده سازی شده تنها به دامنه ضرایب عبور و انعکاس نمونه نیاز دارد، در مقایسه با سایر روش های موجود مشکلات کالیبراسیون فاز و حساسیت شدید به آن را ندارد و می تواند روشی کارامد برای شناسایی مواد فریت با امکانات داخل کشور باشد و نیاز به تجهیزات گران قیمت و یا ارسال نمونه به خارج از کشور را برطرف نماید. روش پیشنهادی برای یک فریت نیکلی شبیه سازی شده و به صورت تجربی روی نمونه فریت SL-470 آزمایش شده است و نتایج با اطلاعات ارائه شده درکاتالوگ سازنده مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: فریت، پارامترهای الکترومغناطیسی، ضرایب انعکاس و عبور، آنالیز تطبیق مود
  • غلامحسین مولودیان، سیروس بهرامی*، حمیدرضا قوهستانی صفحات 873-879
    در این مقاله، به طراحی و ساخت یک فیلتر میان گذر با عملکرد مناسب برای استفاده در کاربردهای مخابرات بی سیم پرداخته شده است. برای طراحی فیلتر پیشنهادی، ابعاد رزوناتور پچ مربعی دو مدی به اندازه ربع طول موج درنظر گرفته شده است. برای عملکرد بهتر فیلتر پیشنهادی از اختلالات دایروی (شکاف های دایروی) شکل استفاده شده است. فیلتر دو کاناله پیشنهادی بر روی زیرلایه FR4 طراحی و ساخته شده است. فرکانس مرکزی فیلتر پیشنهادی برای کانال اول برابر 35/2 گیگاهرتز و برای کانال دوم 3.375 گیگاهرتز با پهنای باند نسبی 12.75و 10.3 درصد  است. میزان تلفات عبوری برای باند عبور اول برابر0.8 دسی بل و برای باند عبور دوم 1.45 دسی بل است. اندازه فیلتر پیشنهادی کوچک و برابر  با 20 ×20 میلی متر مربع می باشد. تاخیر گروه فیلتر پیشنهادی برای باندهای عبور اول و دوم تقریبا ثابت است که این امر نشان دهنده این است که فاز تلفات عبوری در باند عبور خطی است. فیلتر پیشنهادی، پس از طراحی و شبیه سازی، بر روی زیرلایه موردنظر ساخته شده و در نهایت مورد تست و اندازه گیری قرار گرفته است.  نتایج شبیه سازی با نتایج اندازه گیری شده دارای تطابق بسیار خوبی می باشد. از فیلتر پیشنهادی می توان در ارتباطات بی سیم و مخابرات مایکروویو مدرن استفاده نمود.
    کلیدواژگان: فیلتر میان گذر، مایکرواستریپ، پچ مربعی دو مدی، شکاف دایروی شکل
  • حامد مومنی، محمد علی طاهری صفحات 881-887
    یکی از روش های طراحی رمزهای جریانی مبتنی بر LFSR ها، استفاده از روش کلاک نامنظم است که از معروف ترین ساختارهای آن، ساختار انقباضی است. در سال های اخیر روشی به نام کنترل کلاک پرشی مطرح شد که باعث بهبود کارایی در مقایسه با مولدهای انقباضی گشته است. در این روش به جای اینکه چندین کلاک زده شده و مقادیر تغییر یابند، درواقع از روی حالت های میانی عبور می شود. به ازای هر چندجمله ای اولیه، یک میزان پرش ثابت وجود دارد که شاخص پرش نام دارد. بدیهی است که به ازای طول هر LFSR، چندجمله ای های اولیه متعددی وجود دارد که دوره تناوب یکسان دارند، اما اندازه شاخص پرش آن ها متفاوت است. در این مقاله با تحلیل حمله همبستگی روی مولدهای پرشی، این نتیجه حاصل شد که انتخاب چندجمله ای با حداکثر شاخص پرش، موجب حداقل همبستگی بین دنباله خروجی و ورودی مولد می گردد. لذا در طراحی رمزهای جریانی با ساختار مولدهای پرشی، از دیدگاه حملات همبستگی، اولویت با انتخاب چندجمله ای هایی با حداکثر میزان شاخص پرش است.
    کلیدواژگان: مولدهای پرشی، شاخص پرش، حمله همبستگی، مولدهای انقباضی، رمز جریانی
  • محمد سعید مهدوی، گئورک قره پتیان*، نقی مودبی صفحات 889-900
    حفظ پایداری گذرای سیستم قدرت بستگی به عوامل مختلفی از جمله شرایط اولیه ی سیستم قبل از وقوع خطا دارد، لذا می توان انتظار داشت که با تغییر متغیرهای سیستم مانند زاویه ی روتور ژنراتورها در حالت ماندگار سیستم بتوان پایداری شبکه در برابر خطا را افزایش داد، این تغییر با حضور دائم ادوات FACTS  و تنظیم بهینه آن ها به صورت آنلاین امکان پذیر است. زمان بحرانی رفع خطا به عنوان دقیق ترین معیار ارزیابی پایداری گذرا خود می تواند تابع هدف این مسئله ی بهینه سازی باشد، ولی تعیین زمان بحرانی رفع خطا که مستلزم شبیه سازی حوزه ی زمان شبکه ضمن بررسی وقوع مکرر خطا می باشد امری زمان بر است و برای تنظیم آنلاین ادوات FACTS در یک سیستم قدرت که در هر لحظه متغیرهایش در حال تغییر هستند مناسب نیست. در این مقاله جهت بهبود پایداری گذرای یک شبکه ی هوشمند از طریق تنظیم آنلاین ادوات FACTS تابع هدف جدیدی بر اساس کاهش اختلاف زاویه ی ولتاژ ترمینال ژنراتورها ارائه می شود که سرعت بهینه سازی را به طرز چشمگیری افزایش می دهد. کمینه ساختن این تابع هدف با به کارگیری بهینه ادوات FACTS، معادل بیشینه ساختن پایداری گذرا خواهد بود. علاوه بر تنظیمات ادوات FACTS نوع، تعداد و مکان بهینه آنها نیز لحاظ می شود و در تعیین تعداد این ادوات هزینه ی سرمایه گذاری نیز لحاظ می شود.
    کلیدواژگان: پایداری گذرا، زمان بحرانی رفع خطا، اختلاف زاویه ولتاژ ژنراتورها، ادوات FACTS، الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات
  • محسن میوه چی*، هاجر کشاورز صفحات 901-911
    رادارهای اولیه جستجوگر ارتفاع پست از نوع موج پیوسته بوده و در ساده ترین حالت از مدولاسیون دندانه اره ای در یک اسکن و بدون مدولاسیون در اسکن بعدی استفاده می شده است. با تعیین فرکانس سیگنال بازگشتی در دو اسکن متوالی، برد و سرعت شعاعی هدف می تواند استخراج شود. لزوم دو اسکن متوالی برای تعیین برد از مشکلات اصلی این روش است. به منظور استخراج همزمان برد و سرعت شعاعی در طی یک بار رویت هدف، شکل موج مدوله کننده به مثلثی تغییریافته و همزمان به منظور جبران پخش شدگی طیف در اثر نمونه برداری و همچنین برای هموار نمودن طیف سیگنال بازگشتی، دو پیش پردازش ارائه شده است؛ که در تعیین دقیق تر مولفه های ناشی از هدف در شرایط سیگنال به نویز کوچک، تاثیر به سزایی دارد. هم چنین به منظور تعیین دقیق تر زوج مولفه های فرکانسی ناشی از هدف در طیف پیش پردازش شده، الگوریتمی ساده پیشنهادشده است. پردازش های موردنظر با استفاده از پردازنده DSP از نوع TMS320C6416 روی سیگنال واقعی رادار انجام گرفته است. نتایج تجربی حاصله نشان دهنده ثبات بیشتر و خطا کمتر در تعیین برد نسبت به روش های مورداستفاده پیشین، است
    کلیدواژگان: مدولاسیون دندانه اره ای، مدولاسیون مثلثی، پخش شدگی طیف، پیش پردازش، هموار نمودن طیف، استخراج برد
  • سعید نقوی، سید ادیب ابریشمی فر* صفحات 913-923
    عملکرد مدارهای خازن سوئیچ شده به میزان قابل توجهی به سوئیچ های آنالوگ مورد استفاده در آن ها وابسته است. خطاهای تزریق بار کانال، نفوذ کلاک و نشتی حالت خاموش اصلی ترین عوامل محدود کننده دقت این سوئیچ های آنالوگ هستند. در این مقاله روشی نوین برای کمینه کردن این خطاها با استفاده از ساختاری بسیار ساده معرفی شده است. برای ارزیابی عملکرد سوئیچ پیشنهادی، شبیه سازی ها با استفاده از فن آوری 0.18 μm انجام شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهند مقاومت روشن سوئیچ پیشنهادی در سراسر محدوده سیگنال ورودی کم تر از Ω560 می باشد که این میزان مقاومت مشخصات موردنیاز پهنای باند دنباله روی سوئیچ را به طور کامل برآورده می سازد. به علاوه، از آنجایی که مقاومت خاموش سوئیچ پیشنهادی بسیار زیاد (چند گیگااهم) است، جریان نشتی آن بسیار ناچیز می باشد. هم چنین شبیه سازی ها نشان می دهند که خطاهای ناشی از سوئیچ با استفاده از روش پیشنهادی به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافته است. میزان بار خطای ایجاد شده در خروجی ناشی از تزریق بار و نفوذ کلاک در محدوده وسیعی از تغییرات ورودی کم تر از fC 1.6 می باشد. هم چنین سوئیچ پیشنهادی به ازای ورودی سینوسی با فرکانس MHz 2.5 و دامنه mV800 و نیز فرکانس کلاک MHz200 با ولتاژ تغذیهV 1.8 دارای SNDR برابر باdB 80.55، ENOB برابر با 13.08، THD برابر با dB -81.41 و SFDR برابر با dB 87.7 می باشد.
    کلیدواژگان: سوئیچ آنالوگ، تزریق بار کانال، نفوذ کلاک، جریان زیر آستانه، مدارهای خازن سوئیچ شده
  • مهران ولی، داریوش دیدبان*، نگین معزی صفحات 925-933
    در راستای ارزیابی مواد جدید برای طراحی و شبیه سازی ترانزیستورهای اثر میدان در ابعاد نانومتری، در این مقاله ویژگی های الکترونیکی ترانزیستور اثر میدان بر پایه عایق توپولوژیک شبیه سازی و بررسی می گردد. از آنجا که گپ انرژی در ناحیه کانال این ترانزیستور با استفاده از میدان مغناطیسی عمود قابل تنظیم می باشد، ابتدا با رسم نمودار جریان بر حسب ولتاژ گیت به ازای مقادیر مختلف میدان مغناطیسی عمود، مشخصه های جریان مستقیم (DC Characteristics) همچون نسبت جریان روشن به جریان خاموش و ولتاژ آستانه (Threshold voltage) و عوامل موثر بر این پارامترها تجزیه و تحلیل می گردد. سپس برای ارزیابی اثرات کانال کوتاه، دو پارامتر نوسان زیرآستانه (subthreshold slope) و میزان تنزل سد القاشده ناشی از ولتاژ درین (DIBL) مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج به دست آمده برای (subthreshold slope) و (DIBL) به ازای مغناطش  به ترتیب مقادیرmV/dec 8.24 و 0.064 را نشان می دهد که برای کاربردهای ترانزیستوری بسیار مناسب می باشد. در نهایت مشخصه های آنالوگ (Analog Characteristics) ترانزیستور شبیه سازی شده، همچون ترارسانایی (Transconductance)، هدایت خروجی (Output conductance)، مقاومت خروجی (Output resistance) و بهره ولتاژ (Gain) به دست آمده و عوامل موثر بر این پارامترها مورد ارزیابی قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: ترانزیستور اثر میدان، عایق توپولوژیک، نسبت جریان روشن به جریان خاموش، ولتاژ آستانه، اثرات کانال کوتاه، نوسان زیرآستانه، مشخصه های آنالوگ، ترارسانایی، هدایت خروجی، مقاومت خروجی، بهره ولتاژ
  • میثم یاری بیگی، لطفاللهبیگی* صفحات 935-947
    رشد نمایی تقاضای ترافیک در شبکه های نوری لزوم استفاده بهینه از پهنای باند را دربرداشته است. افزایش ظرفیت شبکه با بهبود کیفیت سیگنال های نوری و امکان انتقال نرخ داده بیشتر با تخصیص مدولاسیون های سطح بالا تحقق می یابد. از عوامل مهم کاهش کیفیت سیگنال های نوری، اثرهای غیرخطی است که محاسبه دقیق آن در شبکه های نوری با لایه کنترل توزیع یافته ضمن افزایش پیچیدگی با صرف هزینه زیادی همراه است. در این مقاله برای شبکه های نوری با لایه کنترل متمرکز یک الگوریتم محاسبه مسیر جدید با درنظرگرفتن مدل نویز گوسی برای بیان اثرهای غیرخطی ارائه می شود که علاوه بر تخصیص طول موج با روش ابتکاری، توان مسیرهای نوری در هر لحظه با هدف بیشینه سازی نرخ شانون در کل شبکه، به روزرسانی شده تا با تخصیص مدولاسیون های سطح بالا، به هر درخواست حداقل مسیر نوری ممکن تخصیص داده شود. نتایج شبیه سازی روی شبکه DTG نشان می دهد که در مقایسه با روش های موجود تعداد مدولاسیون های سطح بالا بیشتر شده و گذردهی شبکه به طور متوسط به اندازه THz 138.4 افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: شبکه های نوری، مسیر نوری، لایه کنترل متمرکز، مدل نویز گوسی، بهینه سازی توان، مدولاسیون، گذردهی
|
  • V. Asadzadeh, A. Dastfan *, A. Darabi Pages 463-473
    In this paper, performance improvement of a direct torque-controlled permanent-magnet synchronous motor drive is achieved through a novel delay dependent controller. The method is based on a delayed sliding controller with exponential reaching law in the outer speed loop combined with a nonlinear feedback linearization based controller in the inner flux and torque loop. Delayed sliding mode controller guarantees fast reaching to the sliding surface and avoids unwanted chattering due to its continuous approximation of the switching term in the sliding law. Simultaneously, the feedback linearization deals with motor nonlinearities and facilitates linear controller design for torque and flux regulation. The proposed scheme is based on the Lyapunov approach and utilizes space vector pulse width modulation with optimized design parameters. It provides fast torque and flux control with diminished fluctuations, high torque at low speed, fast speed response and reduced stator current distortions. Theoretical analysis and simulation results on a Siemens servo motor (1FT7082-AF7) prove the merits of the method in considering flux, torque and speed control performance compared with the conventional direct torque control based methods.
  • M. S. Esfand Abadi *, F. Basti, M. S. Shafiee Pages 475-484
    Adaptive algorithms play an important role in order to improve performance of diffusion distributed network. In comparison of diffusion Normalized least mean square algorithm, family of diffusion subband algorithms have faster convergence rate when the input signal is highly correlated. This paper solves the problem of distributed estimation in the diffusion networks based on improved multiband-structured subband adaptive filter (IMSAF) and diffusion improved multiband structured subband adaptive filter (DIMSAF) is established. In proposed algorithm, convergence behavior improved due to using several input projections instead of single vector of input data. In addition, when the projection order is increased, the convergence rate of the proposed algorithm improves. The validity of the DIMSAF in comparison of DLMS, DAPA, VSS-DAPA and DRLS algorithms is demonstrated by several computer simulations. The results show fastest convergence rate.
    Keywords: adaptive filter, diffusion distributed networks, normalized subband, improved multiband-structured subband
  • R. Omidvar, S. Nejatian, H. Parvin, V. Rezaei *, M. Yasrebi Pages 485-501
    Nature-inspired algorithms are the imitation of nature opened a new era in calculations for solving optimization problems. In this thesis, we will provide an optimization algorithm inspired by nature using the instinctive behavior of birds. In this thesis, particles learn to have a conditional normal behavior towards an unconditioned stimulus using the classical conditioning learning behavior of birds. Particles will be divided into multiple categories in the problem space. If any particle had a low-level category, it will try to move towards its best personal experience. If any particle had a high-level category, it will learn to move towards the global optimum in its category. Using the idea of birds’ sensitivity towards the environment, in which birds are flying, we tried to move particles in incompetent spaces more quickly so that the particle goes far away from that space, and vice versa, we will bring down the particles’ speed in valuable spaces to search for more. We selected a population based on the particles’ merit in the initial population selection using the instinctive behavior of birds. The proposed method was implemented in MATLAB software, and the results have been compared in several different ways. The results showed that the proposed method is a reliable algorithm to solve the static problems.
    Keywords: PSO Algorithm, optimization, particles cost, velocity equation, classical conditioning
  • S. Babaei, S. Molaei, M. Salehi * Pages 503-515
    Nowadays, most of information systems can be modeled as multilayer networks which each layer includes some nodes connected to each other by different types of links. Information diffusion in networks is the subject that researchers considered recently and they analyzed and modeled this process type in the networks. Although most of researches in this field have focused on single layer networks, but in the real world, because of the complexity of relations, most systems must be modeled as multilayer networks. In the previous works, there are much simplification in problem space, like projection all layer into one layer or negligence the mutual effect of nodes in different layers. So a new effective model for analyzing diffusion in multilayer networks is needed. This method is focused on predicting diffusion in multilayer networks, with considering mutual effect of different layers on each other. The most important specification of this proposed method, is the ability to specify power of all layers and measuring this power regardless node's similarity or difference. In fact, this model can determine the diffusion power of each type of nodes. The model is applied on two real bibliographic information networks, and experimentally demonstrated the effectiveness of this model compared with other diffusion models.
    Keywords: Multilayer Networks, Information Diffusion, Multiplex Networks, Interconnected Networks, Diffusion Processes
  • A. Bijari *, M. Sheikhi Pages 517-529
    In this paper, a two-stage common source low noise amplifier (LNA) with novel input matching network is presented for ultra-wideband (UWB) applications. The proposed input matching network employing the active feedback and an inductive network is proposed to achieve the wideband matching, low noise figure and high flatness gain simultaneously. The proposed LNA has been designed and simulated in the RF-TSMC CMOS 0.18 μm technology by Advanced Design System (ADS). The simulation results exhibit a flat power gain (S21) of 15±1 dB with a noise figure (NF) lower than 3.5 dB and an input impedance matching less than –10 dB over 3.1 to 10.6 GHz bandwidth. It consumes 10 mW from 1 V supply voltage and occupies 0.85 mm2.
    Keywords: Low noise amplifier, Input matching, Common source configuration, Active feedback
  • F. Tootoonchian * Pages 531-538
    Resolver is an electromagnetic position sensors. To ensure the performance of the resolver is not deteriorated by the eccentricities, pancake resolvers are employed in industrial applications. The accuracy of pancake resolvers is suspected to be influenced by run-out fault. In this paper, the effect of run-out fault on the accuracy of the wound rotor resolver is studied by 3-D time stepping finite element method (TSFEM). Then, the contribution of the resolver’s rotor and the secondary of rotary transformer (RT) in the detected error is determined. Based on the analysis, an optimized structure is proposed to decrease the effect of run out fault. Finally, the success of the optimization is validated using experimental tests on the prototype of the sensor.
    Keywords: Position sensor, wound-rotor brushless resolver, rotary transformer, run-out fault
  • S. Tohidi *, B. Mamipour Matanag, N. Rostami Pages 539-550
    This paper proposes a new method for the discrete control of active power and stator flux of permanent magnet synchronous generator in wind turbine. The main idea of this method is discrete control of the active power and stator flux from the perspective of the flux and angular load vector and Only by knowing active power and stator flux, the desired stator flux vector for the next moment is predicted. Then in order to generate the reference voltage vector, the space vector modulation is used which stabilizes the switching frequency and reduces the power and flux ripples. In this method all the calculations are done only in the stator reference frame and there is no need for translation to other reference frames. Compared to the vector control, this method has high dynamic response. The rotor flux and several machine parameters, including the stator inductance, are not interfered in the equations, which improves the robustness controller. Also, there is no need for integral proportional controllers and their coefficients adjustment. In this paper, MATLAB software is used for simulations. Comparison of the results of proposed method and vector control method optimized by the particle swarm algorithm, validates the high dynamic response, reduced active power and the stator flux ripple and overshoot in the proposed method.
    Keywords: direct power control (DPC), vector control, flux space vector, load angle analysis, permanent magnet synchronous generator (PMSG), wind Turbine
  • S. H. Hojjati, A. Ebrahimzadeh, A. Khazaee *, A. Babajani, Feremi Pages 551-563
    Alzheimer’s disease (AD), a progressive, irreversible neurodegenerative disorder, occurs most frequently in older adults and gradually destroys regions of the brain that are responsible for memory, thinking, learning, and behavior. In this paper, AD prediction is investigated based on rs-fMRI and sMRI analysis. Three feature selection algorithms based on soft computing method has been proposed to classify MCI-C from MCI-NC through training SVM. This is the first study used to integrate rs-fMRI and sMRI for AD prediction. The results refer to the significant brain areas (functional and structural) impaired in AD. Furthermore, NBS method on brain functional parcellations has been utilized for separating MCI-C from MCI-NC and detecting the discriminative ability networks for AD prediction.
    Keywords: Alzheimer’s disease, Predicting, Graph theory, statistical information, sMRI, network based analysis
  • M. Derakhshan, H. Marvi *, H. Hassan Poor Pages 565-576
    Audio event detection (AED) is a modern way to collect data about human activities in the workplace or in other life environments. We proposed a novel adaptable model based on using two parameters, α and ᵦ to detect all audio events that may be present in a given record accompanied by their time limits in which they occur. After feature extraction and setting the values of the two key parameters, alpha and beta, the audio sequence will be sent into two distinct sub-systems for event detection. The outputs from the two sub-classifiers are then combined and necessary refinements are made on the event time limits. The final detected events are sent to the KNN classifier. The parameters serve as a trade-off tool between precision and recall expectation in the detection process. In the tests, 16 different audio events of an office room were detected, some being similar to each other and some have very similar characteristics to those of the background noise. At frame-based (FB) level, the precision rate was 70.1%, the rate of recall was 75.8%, and F1-measure was 72.8%. The F1-measure has increased by 10.8% suggesting promising applications of the model.
    Keywords: Audio event detection (AED), environmental sounds, unsupervised learning, adaptable modeling systems, audio monitoring systems, audio-based acquisition systems
  • F. Dehghani, J. Pourrostam * Pages 577-586
    In this paper, an approach is proposed for power allocation in Non-orthogonal multiple access (NOMA) systems in downlink to achieve user fairness from user capacity perspective and to optimize transmitter power consumption as well. In recent works, researchers have defined optimization problems and solved them, as in a method called Fair-NOMA, to maximize the capacity of each user in NOMA compared to OMA but the difference between the capacity of users and optimizing the transmitter power consumption are not considered. In this paper, a NOMA system with 2 and more than 2 users in downlink is considered. In the 2-user scenario by equating capacities of users, the Jain fairness index is maximized, fairness is achieved in transmitter power consumption and the difference between the capacities of users is eliminated. In addition, computer simulations show that the capacity of the user with weaker channel gain improves noticeably. Moreover, in a NOMA system with more than 2 users a fixed power coefficient is allocated to the user with the weakest channel condition, and power allocation to the other users is done in a way that the transmitter power consumption is optimized. Computer simulations is carried out to verify the effectiveness of the suggested methods.
    Keywords: Non orthogonal multiple access (NOMA), power allocation, jain fairness index, ergodic capacity, outage probability
  • M. Rahimi *, A. Haghi, M. Belali Pages 587-599
    Wind turbine-generators shaft is relatively soft and wind turbine mechanical systems is usually represented as two mass model. Two mass model contains torsional oscillatory modes that may be excited under wind speed variations and grid fault conditions. In this state, torsional oscillations may appear on the output responses of the wind turbine-generator. PMSG based WTs include two converters: machine side converter (MSC) and grid side converter (GSC). The main function of the GSC is the dc-link voltage regulation. Also, the MSC is used to control the generator speed or active power, and thus the control of the generator is mainly carried out by the MSC. There are different strategies for the control of MSC. The purpose of this paper is to study different control strategies of the MSC in the PMSG based WTs. These control strategies include turbine-generator control in speed control mode, power control mode or optimum tip speed ratio mode. Then, performance of the WT by using the mentioned control strategies against wind speed changes, aerodynamic power fluctuations due to tower shadow effect and grid voltage dip is examined and compared. Next, by modifying the MSC control, the wind turbine response is improved.
    Keywords: Permanent magnet synchronous turbine-generator, shaft torsional torque oscillations, machine side converter control, speed control, tower shadow
  • V. Rashtchi *, H. Mousavi Pages 601-612
    Now days, sharing data in communication systems and computers require high levels of Information security. Side channel attack is one of the methods which it is applied to attack cryptographic systems such as smart cards. In this paper, a new approach for countermeasuring cryptographic algorithms has been proposed and implemented on FPGA. The scheme is based on using Phase Locked Loop in AES algorithm which by disturbing power consumption pattern and execution time of different rounds, the resistance of the algorithm against power attack has been increased. Masking and hiding technique has been used to protect the encryption key. Overall, the proposed method has been simulated within TSMC 65nm technology platform and outstanding success has been obtained; in applying the technique to AES, the overhead was 13% in CMOS area, 15% in power consumption, 2% decrease in working frequency while finding the key became difficult for attackers. In addition, the proposed method has been implemented on FPGA and satisfactory results have been obtained for an acceptable number of samples of the power trace.
    Keywords: Advanced Encryption Standard (AES), Differential Power Analysis (DPA), Power Analysis (PA), power measurement, Field Programmable Gate Array (FPGA)
  • A. Ramezan Ghanbari, A. Raie * Pages 613-625
    In this paper, a new multi-mode control method is proposed to optimize the efficiency of the half bridge converter under the load variations. Efficiency optimization is performed by only changing the control mode and without adding elements to the main converter structure. The control method uses the prominent control modes including asymmetrical, duty phase shift, pulse width modulation (PWM) and burst control. For the first time, three transition points between control modes, being the specific values of the load current, are analytically calculated based on full bridge converter power losses. Transition points are used as the criteria for allocating the control mode and are functions of the half-bridge converter parameters. The proposed method continuously compares the load current with the transition points and puts the converter in the control mode with the highest efficiency. Thus, the half-bridge converter efficiency is optimized in terms of control modes and over the load variations. The accuracy of the analytically determined transition points and superiority of the proposed control method to the previous ones is determined by illustrating the performance of the converter.
    Keywords: Half bridge converter, zero voltage switching (ZVS), multi-mode control, asymmetric control, duty phase shift control, PWM control, burst control
  • M. Zobeiri, B. Mazloom, Nezhad Maybodi * Pages 627-644
    Through the passage of time, computer technology has been considered as a pivotal element in human life. Because of this point, it is more evident that information security gained a prominent position. Cryptography is utilized to secure information in a way that information became impenetrable under attack. In this paper, a new method of encryption is introduced according to the theoretical channel coding method and modular calculations. In this method, with the help of science of numerical theory and modular calculations, a method is used to generate dynamic permutation boxes and dynamic subsituation boxes. Then, with the help of information theory and coding, random errors are added to the text. Generated random errors should be detected and corrected at decryption time using decoding methods. The production of an independent cryptographic method with the pattern of intentional error use, along with the use of a shortcut key (256 bits), has the advantage of this method over the pattern-matching methods.This method can perform an encryption algorithm in which the performance of algorithm for a fixed text and a fixed encryption key, produce a differentiated encrypted text, with Hamming distance nearly 50%, in comparison to the previous performances.
    Keywords: Block encryption, Modular calculations, Information theory, coding, Dynamic P-Box, Dynamic S-Box, Prime numbers, Symmetric key
  • A. Salarpour, H. Khotanlou * Pages 645-656
    The most important issue with trajectory analysis is calculating similarity between trajectories. In this paper a novel method for measuring similarity between trajectories based on the cost to match a set of trajectories segments was introduced. The similarity between two trajectories is defined as a minimum cost to match a trajectory to the other one.  For this purpose, the segment based distance was introduced to as a cost of matching two trajectories segments. In addition, the dynamic programming technique is used to implement the time warp method. We performed some experiments to compare the proposed similarity measure with the similar approaches in the application of trajectory classification. The empirical quality of the proposed similarity measure was evaluated on 1-nearest neighbor (1-NN) classification task using 13 publicly available data sets. Compared to the other well-known similarity measures, the proposed method proved to be effective in the considered experiments based on the accuracy of classification.
    Keywords: Trajectory analysis, Similarity measure, Segment based distance, Time warping
  • H. Sadeghi, Abolghasem, A. Raie * Pages 657-668
    Data comparison is a fundamental problem in machine learning research. Since, metric learning has various applications in clustering and classification problems, it is attracted much attention in the last decades. In this paper, an appropriate metric learning method is presented to utilize in machine vision problems. Common features in machine vision are often histogram; however, metric learning methods are usually designed based on Mahalanobis distance which is not applicable in histogram features. In this study, a new metric learning method based on modified chi-squared distance (χ2) for histogram data is presented. In histogram data classification, χ2 distance is more accurate than Euclidean one; however, its computational cost is higher than Euclidean distance. In this paper, a χ2 distance approximated formulation where a part of its computations is moved into the feature extraction step in offline phase is proposed. Consequently, computational cost of feature comparison is reduced. Experiments on different datasets show that the proposed metric learning method is more accurate than the existing ones in histogram data classification. Moreover, the approximated χ2 distance increases feature comparison speed about 2.5 times without loss of accuracy.
    Keywords: Metric learning, fast chi-squared distance, histogram classification, KNN classifier
  • A. Safdarian *, M. Ganjkhani, S. Badakhshan Pages 669-680
    Power plants have noticeable share from underground water consumption. In order to make some water savings, different approaches such as replacing wet cooling towers and installing renewable energy sources have been proposed. These medium and long term approaches however need huge investments and may degrade performance of the system. This paper discusses generation system water consumption minimization as a short term solution. To do so, conventional economic dispatch problem is extended to a multi-objective problem where a linear combination of electricity generation cost and water consumption is minimized. The paper presents estimation procedure of water saving cost function in a generation system. Then, a test system is applied to determine potentials and costs of saving water in a generation system. Different studies are conducted and the results are presented. Finally, water saving cost function is estimated for the generation system. According to the results, some relevant conclusions are drawn.
    Keywords: Electric energy generation system, Underground water sources, economic dispatch, water consumption saving
  • A. Tahmasi, Y. Seifi Kavian *, H. Kaabi Pages 681-691
    Wireless sensor network (WSN) consists of some small and cheap nodes which could communicate together, process gathered data, and sense the environment. Today’s developments in wireless communication systems, causes higher data rate for multimedia applications. The optical wireless communication (OWC) can provide higher data rates and more secured communication links rather that radio frequency (RF) technology for some applications such as underwater communications. In this paper, the optical technology is employed for data transmission in WSNs. An optical wireless sensor network (OWSN) is realized based on sensor nodes and cluster head (CH). Different hardware parts of designed sensor boards are evaluated and the optical communication parameters are measured. An optimized media access control protocol called VMAC is presented. In the proposed OWSN, both nodes and CH are modular. The experimental results show that the maximum transmission distance for 300bps and 600bps baud rates are 18m with 0% BER and 21m with 10% BER, respectively.
    Keywords: Wireless sensor network, optical wireless communication, radio frequency, media access control, bit error rate
  • S. Amouei, K. Mirzaie * Pages 693-707
    Vector Quantization (VQ) is the powerful technique in image compression. Generating a good codebook is an important part of VQ. There are various algorithms in order to generate an optimal codebook. Recently, Swarm Intelligence (SI) algorithms were adapted to obtain the near-global optimal codebook of VQ. In this paper, we proposed a new method based on a modified firefly algorithm (MFA) to construct the codebook of VQ. The proposed method merged genetic crossover operator with FA to develop the VQ. This method is called MFA model. Experimental results indicate that the reconstructed images generated by the proposed model is get higher quality than FA and it’s about one percent, but it is no significant superiority to the PSO algorithm. Furthermore, MFA is slower than FA.
    Keywords: Image Compression, Vector Quantization, Swarm Intelligence, Firefly Algorithm
  • S. Eyvazi Adli, M. Shoaran *, S. M. S. Noorani Pages 709-720
    Autonomous hovering of AR.Drone 2.0 quadcopter, which is an important subject and prerequisite for other autonomous UAV applications, is the goal of this paper. We propose a new method, called GSPnP, for pose estimation using only the bottom camera of the robot. Moreover, an optimal fuzzy controller, called TGM, is designed in order to stabilize the quadcopter hovering. Then, the optimal parameter values for the controller are obtained.The current position of the robot, relative to the ArUco library marker, is computed using our proposed GSPnP algorithm and the images of the bottom camera. The current position is sent to the controller and the output is computed based on the ROS AR.Drone 2.0 driver and is sent to the robot simulated in the Gazebo world. The results indicate a more accurate and desirable performance of GSPnP method and TGM fuzzy controller in controlling the robot position compared with other methods with an error of less than 30, 40, and 20 millimeters in x, y, and z directions, respectively.
    Keywords: Quadcopter AR.Drone 2.0, Autonomous hovering, PnP pose estimation, Fuzzy controller, Gazebo simulator, ROS
  • S.B. Fazeli Asl, S.S. Moosapour * Pages 721-734
    In this paper, a dynamic sliding mode controller with fractional order sliding surface based on backstepping algorithm is designed and presented for controlling performance of a micro-electro-mechanical triaxial gyroscope. To compensate uncertainties and incoming disturbances to the system, a sliding mode controller is used. In order to increase the degree of freedom and further robustness of the controller, the sliding surface is selected as fractional order form. Using dynamic sliding mode controller in addition to the increasing the performance of controller, cause to reduce the chattering phenomenon in the input control signal. Using the backstepping approach as a very powerful design tool for nonlinear systems, makes the designed controller more robust against incoming disturbances to the system. Asymptotic stability of the closed loop system will be proven by Lyapunov stability theorem. At the end of the design, in order to efficacious reduce the chattering phenomenon in the control signal, fuzzy control theory for control the boundary layer and also adaptive method for online estimating the upper bound of uncertainty are used. In order to evaluate performance of the designed controller, this controller is compared with two other sliding mode controllers. Simulation results show that the proposed controller have a much less chattering phenomenon in control signal, increasing system stability, reducing the rise time and better tracking.
    Keywords: Dynamic sliding mode, Fractional order, backstepping, adaptive, triaxial gyroscope
  • Sh. Fargadi, M. Miri *, M. H. Sheikhi Pages 735-745
    The design of a compact wideband polarization splitter based on Mach-Zehnder interferometer (MZI) with non-uniform multi-mode interferometer (MMI) couplers is presented in this manuscript. The polarization splitting in the proposed structure stems from polarization dependent dispersion of non-uniform silicon-on-insulator (SOI) waveguides used as the MZI arms. The use of non-uniform MMI couplers increases the bandwidth of the structure while reduces its sensitivity to fabrication imperfections. Our simulation results show the very low insertion loss of 0.8dB, and high polarization extinction ratios of 10dB and 15dB for transverse magnetic and transverse electric field polarization, respectively, in the ultra-wide bandwidth of 100nm (1500nm-1600nm). The proposed polarization splitter has wider bandwidth and larger fabrication tolerance compared to the directional coupler based splitter. In addition total footprint is 3.86×60mm2 which is much smaller than MZI based splitters.
    Keywords: Polarization beam splitter, Mach-Zehnder Interferometer (MZI), Silicon-On-insulator (SOI), Polarization Extinction ratio (PER)
  • M. A. Fallah * Pages 747-752
    Vessel traveling at sea causes hydrodynamic anomalies in sea water called Kelvin waves. Motion of conductive sea water due to Kelvin waves in natural Earth's magnetic field makes these waves visible using magnetic transducers. Geomagnetic anomaly induced by the motion of vessels may extend several kilometers and stay up long hours under certain conditions which consider this geomagnetic anomaly as a good candidate in marine surveillance. From remote sensing point of view in this work, we proposed a method for detecting vessel geomagnetic anomaly using an airborne magnetic sensor. Analytical formulations are derived and shown that physical properties of hydrodynamic Kelvin waves in shallow water are directly related to vessel parameters such as speed and traveling direction. Numerical simulations are used to demonstrate the applicability of our results. Vessel detection is performed in frequency domain. It is shown that the proposed detection method is noise robust and can be used to detect a vessel in a noisy ambient. Effect of vessel parameters such as velocity and traveling direction in frequency spectrum of received signal are investigated.
    Keywords: Geomagnetic anomaly, vessel, velocity, traveling direction, marine surveillance, shallow water, passive magnetic detector
  • P. Firouzmakan, R. Hooshmand *, A. Khodabakhshian, M. Bornapour Pages 753-765
    A suitable energy management system (EMS) is an essential tool for optimal operation of a Microgrid with different resources considering uncertainties. In this paper, a day-ahead stochastic EMS is proposed in order to minimize the cost operation and maximize the reliability of Microgrid. The proposed EMS should supply electrical and thermal loads of Microgrid. A stochastic framework based on scenario generation is used to response the uncertainties of electrical load, market price and renewable energy sources (RESs). Also demand response programs (DRPs) are provided based on various load shifting contracts to consumers. In addition, both islanding and grid-connected operations of Microgrid are handled. Capability of the proposed method is proved by simulation results of a 3-feeder Microgrid with 7 generation units.
    Keywords: microgrid, renewable energy sources (RESs), Micro-CHP, demand response (DR), reliability, stochastic programming
  • T. Feizi, M. H. Moattar * Pages 767-782
    Intrusion in the network is increasing. Intrusion detection system can greatly prevent network attacks. Feature selection is a critical issue in intrusion detection systems which have a considerable impact on the accuracy and effectiveness of the system. In this study, a new hybrid network intrusion detection system with improved artificial bee colony algorithm using support vector machine classifier is proposed for feature selection. The main idea is utilizing a combination of search equations of particle swarm optimization and Differential Evolution for updating bee’s position of employed and onlooker bees and utilizing levy flight on scout bees phase, to improve exploitation and increase the convergence rate of the standard artificial bee colony algorithm. The robustness and stability of the proposed approach is evaluated on NSL-KDD dataset and showed significant improvement on the overall performance of intrusion detection system with an accuracy of 98.97 percent.
    Keywords: Intrusion Detection System, Artificial Bee Colony Algorithm, Support Vector Machine, Evolutionary Optimization, Levy Flight
  • H. Ghorbaninejad *, O. Ettehad Mohkam Pages 783-791
    In this paper, the simulation, analysis and design of a filtering antenna (filtenna) has been presented. A rectangular microstrip antenna and a parallel-coupled half-wavelength resonator filter are combined together to design a filtenna. This structure has a substrate with dielectric constant of 2.6. The proposed structure form a forth order band-pass filter with Chebyshev response and center frequency of 2.45 GHz. First, a parallel-coupled half-wavelength resonator filter was designed using Filter Synthesis Approach, then a microstrip rectangular patch was used instead of the last resonator of filter to act not only as the last resonator of filter, but also as a radiating element. The 3-dB bandwidth of the structure is 260 MHz and the -10-dB bandwidth is equal to 10.5 percent. The proposed filtenna has a good out-of-band gain suppression, flat in-band gain, and well-shaped radiation pattern. The performance of the proposed filtenna has been simulated with HFSS.
    Keywords: antenna, Filter, Microstrip, filtenna, parallel-coupled, half-wavelength, resonator
  • J. Gholinezhad, R. Shariatinasab *, K. Sheshyekani Pages 793-804
    This paper presents a new method for proper modeling of time domain multi-ports grounding systems that can be implemented in transient state-of-the-art analysis software. The presented method aims in minimizing the approximation in the frequency modeling of grounding systems in the transient analysis of power systems. The proposed solution is divided into three stages: First, the use of an electromagnetic method for solving the Maxwell equations, which leads to the extraction of the impedance matrix of the grounding system in a desired frequency range. In the next step, a logical approximation of the impedance matrix was made using the Vector Fitting (VF) method. The used VF method has led to the fitting of a set of poles for all impedance matrix arrays. In the final stage, considering that all the transient soft wares analyze power systems based on the admittance matrix, the proper model of the time domain multi-ports grounding system is executed by state space equations. The proposed modeling is performed on a typical 132 kV transmission line, and performance of implemented grounding system is compared with the previous methods including admittance matrix modeling and conventional model based on simple linear resistances.
    Keywords: multiport grounding system, impedance modeling, vector fitting
  • S. Kazeminia *, S. Mahdavi Pages 805-818
    A novel methodology is proposed for offset cancellation in single-stage latched comparators at high comparison speeds. In contrast to the regular methods, high-gain op-amp is not required and the loop accuracy is enhanced by small variations on the body voltages of PMOS devices. Hence, the number of digital signals which are transferred to the analog section are reduced and digital coupling effects are considerably improved. A novel read-out circuit is also proposed which compensates the parasitic capacitance of the next cell and quadruples the fan-out of the comparator, consequently. Worst-Case simulation results confirms that the proposed comparator can detect 1.5mVolts input difference, at all process corners, in presence of 15mVolts input offset voltage, at 800MS/s comparison rate. The Monte-Carlo analysis for 100 iterations on input offset voltages shows that input referred offset would be improved to 150μV while was 25mVolts at 3σ before the correction. Power consumption is 0.55mW at 800MS/s comparison speed. Post-Layout simulation results are presented using the BSIM3v3 model of a 0.18μm CMOS technology.
    Keywords: Latched comparators, high-speed ADCs, offset cancelled comparators, single-stage comparators
  • R. Kayvan Shokooh, M. Okhovvat * Pages 819-831
    In this paper, we investigate the detection of masked weak moving targets in the adjacent fast strong target by using FAPC algorithm. The matched filter of conventional pulse compression radars induces range sidelobes in surrounding a target with high SNR that could mask the smaller targets. The mismatch created in received signal by Doppler phase shift, degrades APC filter performance in side lobe suppression. In this paper, the FFL-FAPC algorithm is proposed to reduce the range side lobes using the RMMSE estimator in its post-processing method. In various scenarios, we will investigate the detection of masked targets in comparsion with previous methods. Simulation results show that the FFL-FAPC algorithm reduce significantly of computational cost, in addition to provides improved Doppler robustness.
    Keywords: Fast adaptive pulse compression, Reiterative Minimum Mean Square Error estimator, Doppler phase shift, detection, Matched filter
  • J. Mohebbi Najm Abad, A. Soleimani * Pages 833-845
    Microprocessor designers use the design of multicore systems on a chip to increase their computing power. Adding the number of cores leads to an increase in the power density, followed by enhancement of temperature. Reactive and proactive approaches are two sets of the methods for managing the temperature. Unlike the reactive methods that act based on threshold temperature, proactive approaches utilize a thermal prediction model in thermal management. In this paper, two multilayer perceptron neural networks has been used for thermal prediction and temperature control. An appropriate dataset is provided for training each model. This dataset consists of some features that are read by sensors and measurement tools and new features that are produced by proposed processes. In this regard, historical features are suggested for thermal model. Proper features of thermal model are selected by using feature selection based on mutual information. The temperature is controlled by setting the processor frequency and fan speed. The features of control model are selected by non-dominated sorting genetic algorithm. The error of thermal model for different time distances is about 0.5 °C. The thermal control model has respectively 2% and 0.6% errors in determining the processor frequency and fan speed.
    Keywords: Dynamic thermal management, thermal prediction, feature selection, multilayer perceptron, temperature control
  • M. Mohassel Feghhi * Pages 847-858
    The growing demand for high-quality services together with the rapid increase in number of users have made the high data rate as one of the basic requirements of the next generation broadband wireless networks. One of the proposed solutions for this purpose is the Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), which is used in various standards, such as IEEE 802.11. On the other hand, OFDM System’s performance is highly affected by carrier frequency offset and time offset. Therefore, one of the essential requirements of each OFDM receiver is its capability in performing accurate time and frequency synchronization. Hence, in this paper, a joint time and frequency synchronization method for communication systems based on IEEE 802.11 is proposed. As the IEEE 802.11 standard uses training sequence or preamble in its frame, synchronization methods employed in this standard should be based on using such training sequences. Then, based on different metrics and using computer simulations, the performance behavior of the proposed method in AWGN and multipath fading channels is evaluated and compared with various training-based synchronization methods. Simulation results verify desirable performance of the proposed method in practical scenarios.
    Keywords: Carrier frequency offset, training sequence, symbol timing estimation, pilot-based synchronization
  • P. Mohammadi *, A. Banihashem Pages 859-864
    In this paper, a novel structure of diplexer is designed based on Substrate Integrated Wave guide (SIW) technology and S-shaped complementary split ring resonator  to operate in LTE1.3 GHz  -2.1 GHz band. A miniaturized and compact SIW diplexer implemented by Crisped S-shaped Complementary Split Ring operated in a waveguide format is proposed and presented. In design process, firstly, the filters corresponding to each of the bands is designed in simulator, then by using S-parameter of each filter the T-shaped structure dimensions of the input feeding diplexer is achieved and optimized. It is deduced from measurement results of diplexer that input and output impedance matching in the respective bands, transmission losses are1dB and 2dB for 1.3 GHz and 2.1 GHz respectively. The isolation between output ports is better than 30dB. Finally the proposed structure reflects the performance is highly desirable. This structure illustrates advantages in terms of the small size, low loss, high isolation, easy realization and integration with other planar circuits.
    Keywords: diplexer, Microstrip, SIW, complementary split ring resonator
  • M. Maleki, S. H. Mohseni Armaki *, E. Hamidi Pages 865-872
    Since validation of the electromagnetic parameters of manufactured or purchesed ferrite materials is the first step in designing and implementation of the diffrent ferrite-based devices in communication systems, ferrite characterization is verry important. in this paper an algorithm is simulated and implemented which is based on the minimization of an objective function. the objective function's parameters are the reflection and transmission coefficients of the ferrite in a rectangular wave guide.in compairsion with other works proposed method only needs to the amplitude of the reflection and transmission coefficients to estimate the parameters of ferrite materials. This makes the implementation easy and eliminates the problems associated with phase calibration and sensitivity. The proposed method is simulated for a nickel ferrite and experimentally tested on SL-470 ferrite sample and the results have been compared with the manufacturer's catalog.
    Keywords: ferrite, electromagnetic parameters, the reflection, transmission coefficients, mode matching analysis
  • G. Moloudian, S. Bahrami *, H. Ghouhestani Pages 873-879
    In this paper, a band-pass filter with suitable performance for wireless telecommunication applications is designed and fabricated. For designing the proposed filter, the dimensions of dual-mode square patch resonator are chosen to be within a quarter of the wavelength. Circular perturbations (circular slots) are used for better performance of the proposed filter. A dual channel filter is designed and fabricated on an FR4 substrate. The center frequency of the proposed filter for the first channel is equal to 2.35 GHz and for the second channel is equal to 3.375 GHz; the 3-dB fractional bandwidths (FBWs) of 12.75 and 10.3 %, respectively. The measured insertion losses are 0.8 and 1.45 dB, respectively. The proposed filter has a small size of 20 mm×  20mm. The group delay of the proposed filter for the first and second pass bands is almost constant, which indicates phase of the insertion loss in the pass bands is linear. The proposed filter is fabricated and tested. The results of simulation are fairly consistent with that of the measurement. The proposed filter can be used in wireless communications and modern microwave telecommunication.
    Keywords: Band-pass filter, Microstrip, dual-mode patch square, circular slot
  • H. Momeni, M.A. Taheri Pages 881-887
    One method of design the LFSR-based stream ciphers is using irregular clock that it is most famous structures. In recent years became a springboard technique called clock control that improves efficiency compared to generators has become tighter. In this way, instead of several clock has been changed and values, in the state through the middle. Per basic polynomials, a jump in the index jump is still there. It is clear that for the length of each LFSR, there are several initial polynomials that same period, but the size of the jump index is different. In this paper, by analyzing the correlation attack on generators springboard, it was concluded that the selection of index jump polynomials with maximum results in minimum correlation between output and input sequence is productive. So in the design of stream ciphers with a springboard generation structure, in terms of correlation attacks, the polynomial with most rate of jump up the index is priority.
    Keywords: Jump Generator, Jump Index, Correlation Attack, Stream Cipher, Shrink Generator
  • M. S. Mahdavi, G. B. Gharehpetian *, N. Moaddabi Pages 889-900
    The ability of network generators to maintain their synchronism after a fault depends on several factors, including the initial conditions of the system before the fault, so it can be expected that by changing the system variables, such as the angle of the generator rotors in the system, the system stability can be against the fault. This change is possible by the Permanent presence of FACTS devices. The critical clearing time of fault as the most accurate criterion for transient stability evaluation can be the objective function of our optimization problem, but the determination of the critical clearing time, which involves the time domain simulation of the network along with the repeated examination of the fault occurrence It is time consuming to adjust the FACTS devices to a power system that is changing at any one time. In this paper, we present a new objective function based on the reduction of the voltage angle difference between generators terminals, which greatly increases the speed of optimization, in order to improve the transient stability of smart grid by setting up the online FACTS devices. Minimizing this objective function by optimizing the FACTS is equivalent to maximizing transient stability. In addition  to optimal tuning, optimal type, number and allocation of them are considered for long term. in determining the optimal number of these devices, the cost of investment is also considered.
    Keywords: Transient Stability, Critical Clearing Time, Voltage Angle Difference Between Generators Terminals, FACTS, PSO
  • M. Mivehchy *, H. Keshavarz Pages 901-911
    The low altitude primary search radar use a continuous wave, and in its simplest case, a sawtooth modulation is used in one scan and no modulation in the next one. By determining the frequency of the returning signal in two consecutive scans, the target range and radial velocity are extracted. In this method, the two successive scans are needed to determine the range and this is one of the main problems of this method. In order to simultaneously extract the radial velocity and the range, the modulating waveform is changed to a triangular wave form, and simultaneously two preprocesses are proposed to compensate for the spectral spreading by sampling and smoothing the returning signal. This has a significant effect in determining the exact components of the target in the low signal-to-noise conditions. Also, a simple algorithm is proposed to determine the coupled frequency components of the target in the pre-processed spectrum more accurately. The processing was done by using a TMS320C6416 DSP processor on an actual radar signal. The experimental results show a higher stability and less error in determining the range compared to other methods.
    Keywords: Sawtooth modulation, Triangular modulation, Spread distribution, Preprocessing, Smoothing spectrum, Range extraction
  • S. Naghavi, A. Abrishamifar * Pages 913-923
    The performance of a switched capacitor circuit strongly depends on its analog switches. This paper introduces a new technique to design a high precision analog MOS switch for switched-capacitor applications. To satisfy the accuracy requirements of the switch, a novel technique is proposed to minimize the charge injection and clock feed-through errors by using a very simple structure. Moreover, an innovative approach to increase the off-resistance of the switch and consequently minimizing its leakage current is presented. In order to evaluate the performance of the proposed switch, simulations are done in a 18μm standard CMOS technology. The on-resistance of the proposed switch is less than 560Ω over entire input signal range which completely satisfies the tracking bandwidth requirements. In addition, since the proposed switch provides an ultra-high off-resistance in the range of several GΩs, the leakage current of the proposed switch is negligible. Simulation results also show that switch induced errors are significantly eliminated by using the proposed cancellation technique. The output error charge due to charge injection and clock feed-through over a wide range of the input signal variation is less than 1.6fC. Moreover, simulation results show that the proposed switch achieves signal to noise plus distortion ratio (SNDR) of 80.55dB, effective number of bits (ENOB) of 13.08, total harmonic distortion (THD) of -81.41dB and spurious-free dynamic range (SFDR) of 87.7dB for a 2.5MHz sinusoidal input of 800mv peak-to-peak amplitude at 200MHz sampling rate with a 1.8V supply voltage.
    Keywords: Analog switch, channel charge injection, clock feed-through, sub-threshold leakage, switched capacitor circuit
  • M. Vali, D. Dideban *, N. Moezi Pages 925-933
    In this paper, in order to evaluate new materials for design and simulation of the field effect transistors in nano dimensions, we simulate and investigate the electronic properties of a field effect transistor based of topological insulator. Since the energy gap in the channel region of this transistor is adjustable by a perpendicular magnetic field, first by obtaining the transfer characteristics, we analyze the DC characteristics such as Ion/Ioff ratio and the threshold voltage. Moreover, we evaluate the short channel effects (SCEs) including subthreshold slope (SS) and drain induced barrier lowering (DIBL).The obtained results for (SS) and (DIBL) for m=1 show the values of 8.24mV/dec and 0.064, respectively, which are very suitable for transistor applications. Finally we achieve the analog characteristics of the simulated field effect transistor such as transconductance, output conductance, output resistance and voltage gain and study the parameters affecting these figures of merits.
    Keywords: Field effect transistor, topological insulator, Ion, Ioff ratio, threshold voltage, short channel effects, subthreshold slope, analog characteristics, transconductance, output conductance, output resistance, voltage gain
  • M. Yaribeygi, L. Beygi * Pages 935-947
    The tremendous growth in the demand for high data-rates in optical networks makes efficient use of available bandwidth indispensable. Network's throughput can be improved by exploiting high-level modulation formats which allow the transmission of high data-rate and upgrading the quality of optical communication signal which degrades due to transmission impairments. The nonlinearity of optical fibers has been long recognized as one of the most overriding factors limiting the quality of optical communication signal. Accurate evaluation of nonlinearity in generalized multiprotocol label switching (GMPLS) optical networks is more complex and costly. In this paper, we present a novel heuristic joint routing, wavelength and power allocation method for path computation element (PCE) based architecture for GMPLS optical networks such that launch power of the lightpaths are updated continuously, thereby the minimum number of lightpaths are assigned to the demands. The Gaussian noise (GN) model is exploited to capture the nonlinear effect and we focus on maximizing the Shannon sum rate for network. In the DTG network compared to existing methods, numerical results demonstrate that the number of higher order modulation formats is increased and the network throughput is improved about 138.4 THz.
    Keywords: Optical network, lightpath, PCE-based GMPLS, gaussian noise model, power optimization, modulation, throughput