فهرست مطالب

مهندسی برق - سال پنجاهم شماره 2 (پیاپی 92، تابستان 1399)
  • سال پنجاهم شماره 2 (پیاپی 92، تابستان 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/05/19
  • تعداد عناوین: 40
|
  • مائده آزادی مقدم، سپیده جباری*، بهرام پرسه صفحات 507-516
    در مقاله حاضر یک روش جدید برای آشکارسازی سیگنال های هدف و غیرهدف با استفاده از انتخاب بازه های زمانی مناسب پتانسیل برانگیخته بینایی جهت افزایش دقت طبقه بند و کاهش تعداد ویژگی معرفی شده است. روش پیشنهادی، با استفاده از کانال های موثر و مشخص و طبقه بند SWLDA بر روی داده گان P300-Speller مسابقات BCI2005 و داده های ثبت شده توسط هافمن پیاده سازی گردید. روش های موجود برای تعیین سیگنال حاوی P300، از بازه مشخصی در حدود یک ثانیه بعد از هر تحریک استفاده می کنند. در این مقاله، ابتدا محدوده زمانی مولفه های مختلف پتانسیل برانگیخته بینایی شامل N400، P300، N170، N100، P50 و N20 را بر اساس نتایج به دست آمده از مقالات با پایه فیزیولوژی مشخص کردیم. سپس، بازه ها توسط معیارهای F-Score و PCC امتیازبندی شدند. مولفه های مهم و تاثیرگذار پتانسیل برانگیخته بینایی با استفاده از الگوریتم SFS و طبقه بند SWLDA انتخاب شدند. به منظور بررسی توانمندی روش، عملکرد ترکیبات بهینه نسبت به طول زمانی کل سیگنال توسط دو طبقه بند بیزین و KNN نیز مقایسه شدند. نتایج آزمایش بر روی 10 شخص نشان داد که مهم ترین مولفه ها برای جداسازی سیگنال های هدف و غیرهدف به ترتیب P300، N100 و N400 هستند. روش پیشنهادی دقت تشخیص خروجی را به میزان% 3.95  بهبود داد.
    کلیدواژگان: انتخاب ویژگی زمانی، P300 Speller، مولفه های پتانسیل برانگیخته بینایی، طبقه بند SWLDA، الگوریتم SFS
  • توحید آقایی، علی نادری* صفحات 517-529

    در این مقاله یک مدار ضرب کننده CMOS آنالوگ چهار ربع جدید در حالت جریان که مبتنی بر دو جفت حلقه translinear دوگان می باشد ارایه می گردد. ویژگی های مهم مدار عبارتند از پهنای باند بالا، توان مصرفی کم و آزادبودن از اثر بدنه،که علت اصلی آن دوگان بودن مدار به این صورت که در هر حلقه translinear دوگان از دو NMOS و دو PMOS استفاده شده است. علاوه بر این، اعوجاج هارمونیک ناشی از ناهمگونی در سیگنال های ورودی (IX , IY)، پارامترهای هدایت انتقالی (K)  و ولتاژ آستانه (Vth) مورد بحث قرار گرفته است که نتایج حاکی از این است که مدار در برابر ناهمگونی بسیار مقاوم می باشد. به منظور بررسی عملکرد درست مدار ضرب کننده، از آن در دو کاربرد پراستفاده یعنی مدولاتور دامنه و دو برابرکننده فرکانس استفاده شده است که نتایج شبیه سازی آن ارایه شده است. این مدار با استفاده از شبیه ساز HSPICE با مدل TSMC مرحله 49 (BSIM3v3) در تکنولوژی 0.18 میکرومتر استاندارد CMOS طراحی و شبیه سازی شده است. که نتایج حاکی از خطای غیرخطی 0.62 درصد، اعوجاج هارمونیک کل 1/1 در فرکانس 1 مگا هرتز، پهنای باند 1.15 گیگا هرتز و حداکثر توان مصرفی 93.7 میکرو وات می باشد.

    کلیدواژگان: ضرب کننده آنالوگ، حلقه translinear، اثر بدنه، چهار ربعی، توان مصرفی، پهنای باند
  • مهدی اردشیری، علیرضا الفی* صفحات 531-542

    در این مقاله الگوریتمی جهت ردگیری هدف با داده های سمت به تنهایی به روش بازنشانی کواریانس فیلتر پیشنهاد می شود. رویت پذیری ضعیف در مساله ردگیری سمت به تنهایی عموما منجر به واگرایی فیلتر یا خطای بایاس می شود. در این حالت به دلیل یکتانبودن جواب مساله، مقدار کواریانس فیلتر، شرط کافی برای خطای تخمین نمی باشد. در این مقاله نشان داده می شود که اثرات متقابل باندکرامر-رایو و کواریانس خطای تخمین برد هدف، جهت تشخیص واگرایی فیلتر بازگشتی، مشابه یک تابع پایداری لیاپانوف، عمل می کند. در ادامه، این تابع به عنوان ضریب تصحیح تطبیق کواریانس تخمین استفاده می شود. همچنین برای تخمین برد اولیه هدف و محاسبه صحیح باندکرامر-رایو، فیلترچندمدله/ذره ای به کار برده می شود. به روش شبیه سازی مونت کارلو، الگوریتم پیشنهادی با سایر فیلترها، براساس معیارهای رایج مقالات مقایسه شده و بهبود نتایج تخمین برد هدف، خاصه در زمان کاهش رویت پذیری نشان داده می شود. تمامی بررسی های انجام شده برای یک مساله کاربردی ردیابی شناورهای سطحی با حساسه صوتی غیرفعال یک زیردریایی محدود شده است.

    کلیدواژگان: ره گیری سمت به تنهایی، رویت پذیری هدف، تطبیق کواریانس، ماتریس اطلاعات فیشر، باند پایین کرامر-رائو، مسیر بهینه رویت گر
  • مهدی اصلی نژاد، مریم سادات اخوان حجازی* صفحات 543-553

    در این مقاله، یک سنسور مایکروویو باند k برای پایش پره توربین شبیه سازی و در نرم افزار CST بهینه سازی شده است و با استفاده از یک مدل ساده شده توربین در نرم افزار CST اثر قرار دادن سنسور در بدنه توربین بررسی شده است و چنانچه هر تغییر شکل در نوک تیغه و یا جابجایی در فاصله مابین نوک تیغه تا پوسته انجام گردد پارامتر پراکندگی این سنسور تغییر می کند و پارامتر پراکندگی بدست آمده از سنسور به عنوان اثر انگشت تیغه توربین تعریف می شود. در این مقاله شاخص های اندازه گیری مبتنی بر پارامترهای پراکندگی میدان نزدیک سنسور مایکروویو بعنوان سیستم تشخیص خرابی نوک تیغه و همچنین الگوریتم کلاسه بندی k-NN برای تفسیر پارامترهای پراکندگی قابل اندازه گیری به منظور تعیین مقدار خرابی بعنوان روشی جدید برای پایش پره توربین ارایه گردیده است. مزیت این روش پایش برخط پره توربین با استخراج کامل شاخص های اندازه گیری ناشی از پارامترهای پراکندگی یک پره نمونه بوده و نشان داده شده است که روش طبقه بندی k-NN دقت قابل قبولی در شناسایی و تعیین مقدار فاصله نوک پره توربین از پوسته و تغییر شکل نوک پره دارد چراکه در این روش درصد خطا می تواند به زیر 1.8 درصد برسد.

    کلیدواژگان: سنسور مایکروویو، کلاسه بندی k-NN، فاصله نوک پره تا پوسته، پارامترهای پراکندگی
  • امیر امینی*، سید سجاد محمودی صفحات 555-563
    به منظور پایش ذرات معلق با روش نوری، نیاز است میزان جذب نور ذرات جامد با استفاده از تجهیزات ساده و ارزان اندازه گیری شود. در این پژوهش، یک سامانه نوری خودکار و غیرمخرب مبتنی بر روش چند طول موجی طراحی و ساخته شده است که طیف جذبی ذرات جامد را تعیین می کند. کالیبراسیون پاسخ های سامانه ساخته شده با دستگاه اسپکترومتر مرجع انجام، ضرایب تصحیح مورد نیاز به دست آمدند.  با توجه به محدودبودن تعداد داده های نمودار شدت نور بر حسب طول موج، داده ها با روش درون یابی هرمیت افزایش داده شدند. بر خلاف روش های مرسوم، به جای منابع مختلف تولیدکننده نوری از یک منبع استفاده شده است که در آن طیف های مختلف نوری با فیلترهای نوری ایجاد گردید. سامانه طراحی شده قادر است طیف جذبی مواد مختلف را در گستره طول موجی nm1000< λ nm
    کلیدواژگان: جذب نور، ذرات جامد، طیف سنجی، روش چند طول موجی، حسگر ذرات معلق
  • یاسین باستان، فردین فاضل، علی نجاتی، پرویز امیری* صفحات 565-574
    در این مقاله، یک اشمیت تریگر شبه-تفاضلی مبتنی بر دیجیتال با ولتاژ تغذیه خیلی کم ارایه شده است. اشمیت تریگر پیشنهادی با الهام گیری از روند طراحی یک اشمیت تریگر آنالوگ طراحی شده است. مدار پیشنهادی تنها با استفاده از اینورترهای CMOS دیجیتال پیاده سازی شده است که از یک مقایسه گر تفاضلی متشکل از دو اینورتر CMOS و یک جفت اینورتر متقابل به عنوان فیدبک مثبت تشکیل شده است. مدار پیشنهادی تنها مدار اشمیت تریگر مبتنی بر دیجیتال است که در حالت تمام تفاضلی عمل می کند که دارای دو خروجی معکوس کننده و غیرمعکوس کننده به طور هم زمان است و در آن قابلیت تغییر مرکز هیسترزیس توسط ولتاژ ورودی فراهم شده است. اشمیت تریگر پیشنهادی در فرایند  CMOS0.18μm  با ولتاژ تغذیه 0.4 ولت شبیه سازی شده است. به دلیل تعداد ترانزیستورهای بسیار کم، مدار پیشنهادی مساحت تراشه ای به اندازهμm210×9.8 را اشغال می کند و تنها 6.64 نانووات توان مصرف می کند.
    کلیدواژگان: اشمیت تریگر شبه-تفاضلی، اینورتر دیجیتال، جفت اینورتر متقابل، ولتاژ خیلی پایین، CMOS
  • عباس بشیری*، ایرج هادی نژاد صفحات 575-586
    ناوبری ستاره ای می تواند گزینه ای برای جایگزینی GPS باشد. یکی از چالش های مهم در این جایگزینی، آشکارسازی ستارگان در روز است. در ناحیه فروسرخ نزدیک افت تابش خورشیدی قابل توجه است و به همین دلیل تابندگی آسمان (که همان پراکندگی نور خورشید در آسمان است) در این پنجره طیفی کاهش محسوسی دارد. این ناحیه توسط CCD مریی پوشش داده می شود، بنابراین امکان سنجی آشکارسازی ستارگان در فروسرخ نزدیک می تواند به کاهش چشمگیر هزینه ها در مقایسه با سامانه های رایج فروسرخ کوتاه موج منجر شود. در این مقاله گذردهی آسمان برای طول موج ها و زوایای مختلف  خورشیدی محاسبه می شود. بر اساس یک مدل ارایه شده شدت نور ستارگان در ناحیه فروسرخ نزدیک شبیه سازی می شود و با ارزیابی مولفه های سامانه اپتیکی برای نخستین بار یک مدل برای آشکارسازی ستارگان در فروسرخ نزدیک ارایه می شود. قدر ستاره های Betelgeuse ، Vega و  Mirach توسط مدل ارایه شده شبیه سازی می شود.همچنین قدر آسمان برای شرایط مشاهده با سه سامانه ی اپتیک پیشنهادی شبیه سازی می شود و امکان آشکارسازی ستاره های ذکرشده در شرایط مدل شده تایید می شود .درنهایت با استفاده از افزاره های مناسب اپتیکی و سروموتور مناسب (برای رهگیری ستاره در آسمان) داده های تجربی اندازه گیری می شود که این داده ها مدل ارایه شده را تایید می کند.
    کلیدواژگان: آشکارسازی ستارگان، فروسرخ نزدیک، تابندگی آسمان، فروسرخ کوتاه موج، قدر ستاره
  • رضا بیرانوند* صفحات 587-604
    چگالی توان بالای مبدل های سوییچ-خازنی ناشی از فقدان عناصر مغناطیسی است. اما، این موضوع منجربه عدم توانایی در تثبیت ولتاژ خروجی و کلیدزنی سخت، به خاطر جریان های لحظه ای بزرگ، می شود. این جریان ها سبب افزایش تلفات کلیدزنی و نویز و محدودشدن توان قابل پردازش می گردد. هرچند اخیرا با افزودن سلف های کوچک به ساختار برخی از مبدل های سوییچ-خازنی عمل کرد آن ها بهبود یافته است، ولی فقط تعداد معدودی از آن ها توانایی تثبیت ولتاژ خروجی و کلیدزنی نرم را دارند. در این جا، با ترکیب یک برش گر فعال و یک مبدل سوییچ-خازنی، در محدوده وسیعی از تغییرات ولتاژ ورودی و بار هر دو ویژگی تثبیت ولتاژ خروجی و کلیدزنی نرم در ادوات نیمه هادی قدرت حاصل شده است. به خاطر کاهش تلفات کلیدزنی و نویز می توان فرکانس را جهت کاهش اندازه سلف ها و خازن ها افزایش داد. این موضوع، ضمن کاهش حجم مبدل، عمل کرد آن را بهبود می بخشد، زیرا در عمل سلف ها و خازن های کوچک مشخصات فرکانس بالای مطلوب تری دارند. بنابراین، مبدل اصلاح شده در توان های بالا از ساختار رایج بهتر است. در این جا، علاوه بر تحلیل ریاضی، برای تثبیت یک ولتاژ خروجی V400 با وجود تغییرات وسیع ولتاژ ورودی (V100-50) و مقاومت بار (kΩ8-Ω400)، مبدل مذکور در فرکانسkHz200 شبیه سازی و ساخته شده است
    کلیدواژگان: برش گر فعال، تثبیت ولتاژ خروجی، کلیدزنی نرم، مبدل سوئیچ-خازنی
  • هاشم پروین، پرهام مرادی*، شاهرخ اسماعیلی صفحات 605-618
    سیستم های توصیه گر، یکی از ابزارهای موثر برای کمک به کاربران است تا آیتم های مورد علاقه خودشان را پیدا کنند. سیستم های پالایش گروهی یکی از مشهورترین الگوریتم های توصیه به شمار می روند و در کارهای تجاری مختلفی استفاده شده اند. اما این سیستم ها در برخورد با کاربران و کالاهایی(آیتم هایی) که اطلاعات کمی از آن ها وجود دارد (کاربران یا کالاهای با شروع سرد) دارند، کارایی ضعیفی از خود نشان می دهند. برای مقابله با این چالش، در این مقاله، یک روش جدید مبتنی بر اطلاعات شبکه اجتماعی کاربران ارایه می شود که اطلاعات اعتماد بین کاربران را با تجزیه نامنفی ماتریس ترکیب می کند تا یک مدل مناسب برای توصیه به کاربر ایجاد شود. روش پیشنهادی اطلاعات مهم مانند، رتبه و اعتماد را برای کاهش پراکندگی داده و برخورد با مشکلات ناشی از شروع سرد، استفاده می کند. به علاوه، در روش پیشنهادی از راه کار بهینه سازی جهت متناوب برای افزایش همگرایی الگوریتم و کاهش پیچیدگی زمانی به طور مناسبی استفاده می شود. برای ارزیابی روش پیشنهادی چندین آزمایش روی دو مجموعه داده معتبر و مشهور انجام شده است. نتایج تجربی نشان می دهد که روش پیشنهادی، به ویژه، برای کاربران شروع سرد عملکرد بهتری نسبت به روش های جدید، برای توصیه در شبکه های اجتماعی دارد.
    کلیدواژگان: سیستم های توصیه گر، تجزیه نامنفی ماتریس، اطلاعات اعتماد، روش جهت متناوب، پالایش گروهی، شروع سرد
  • محمد ترابی*، نسیم محمدی صفحات 619-631
    در این مقاله به تحلیل و ارزیابی کارایی دو سیستم اشتراک گذاری طیف رادیوشناختی مشارکتی مبتنی بر رله ی انتخابی پرداخته می شود. در این سیستم ها یک کاربر ثانویه (بدون مجوز)، طیف کاربر اولیه ای (مجوزدار) را بطور مشترک استفاده می کند به گونه ای که تداخل ناشی از سیگنال کاربر ثانویه در گیرنده کاربر اولیه همواره کمتر از مقدار آستانه ی از پیش تعیین شده باشد، بدین منظور از یک مکانیزم کنترل توان در فرستنده کاربر ثانویه استفاده می شود. در سیستم های مورد نظر، کاربر ثانویه از شبکه ی مشارکتی که شامل چندین رله تقویت و ارسال می باشد، استفاده می کند که در آن، در هر لحظه فقط یک رله ی دارای بهترین شرایط کانال، انتخاب شده و استفاده می شود. تفاوت دو سیستم فوق در روش انتخاب بهترین رله می باشد، بطوریکه: 1) در سیستم اول، روش انتخاب رله ی جزیی است که بر اساس اطلاعات جزیی از کانال ها انجام می گیرد. 2) در سیستم دوم، روش انتخاب رله ی فرصت طلبانه است که بر اساس اطلاعات کامل کانال ها انجام می شود. برای ارزیابی کارایی سیستم ها ابتدا تابع توزیع تجمعی نسبت سیگنال-به-نویز را در گیرنده ثانویه برای هر دو سیستم بدست آورده و سپس روابط ریاضی برای سه معیار مهم ارزیابی کارایی سیستم های مخابراتی یعنی احتمال قطع، نرخ خطای بیت و ظرفیت میانگین کانال تعیین می شود. سپس با استفاده از نتایج عددی حاصل از روابط بدست آمده، عملکرد سیستم های ذکر شده با معیارهای مذکور مورد بررسی قرار می گیرد. برای تایید روابط ریاضی به دست آمده، از مقایسه ی نتایج عددی حاصل با نتایج شبیه سازی مونت -کارلو استفاده می شود که نشانگر صحت روابط بدست آمده است.
    کلیدواژگان: اشتراک گذاری طیف، شبکه های رادیوشناختی، مخابرات مشارکتی و سیستم مشارکتی رله ای تقویت و ارسال
  • احمد توحیدی گل، رضا امیدی*، کریم محمدی صفحات 633-644
    واحد محاسبه و منطق از حساس ترین واحدهای سازنده یک پردازنده است که اکثر دستورهای یک پردازنده توسط این بخش انجام می شود. افزونگی زمانی یکی از مناسب ترین روش های مقابله با خطای گذرا است. در اغلب روش های افزونگی زمانی لازم است ابتدا خطا آشکار شود، بنابراین وجود مدارهای آزمون در کنار روش های افزونگی زمانی ضروری است. از بزرگ ترین ایرادهای مدارهای آزمون سربار سخت افزاری بالای این مدارها است که باعث می شود طراحان در طراحی مدارهای کوچک مجبور به استفاده از روش های غیرمعمول شوند. در این مقاله روش جدیدی برای پیاده سازی مدار چک کننده برگر ارایه شده است در این روش از مدارات حالت جریان جهت پیاده سازی کد برگر استفاده شده است که ویژگی های آن سرعت بالاتر و سخت افزار موردنیاز کمتر است. با توجه به نتایج توان مصرفی مدار پیشنهادی نسبت به مدار دیجیتال به طور متوسط تا حدود 51 درصد کاهش یافته است و سطح اشغالی مدار آزمون حالت جریان 74.3 درصد کمتر از سطح مصرفی مدار معادل دیجیتال است. به طور متوسط هزینه مدار برگر حالت جریان (حاصل ضرب توان مصرفی در تاخیر و سطح مصرفی)، 91 درصد کمتر از پیاده سازی برگر دیجیتال معادل است.
    کلیدواژگان: تحمل پذیری اشکال، افزونگی زمانی، مدار حالت جریان، کد باقیمانده، کد برگر
  • محسن جهانبانی، زین العابدین نوروزی* صفحات 645-656
    طرح های رمزنگاری احرازاصالت شده دو سرویس محرمانگی و جامعیت را هم زمان فراهم می کنند. مسابقه سزار با هدف طراحی این رمزها در حال برگزاری است. یکی از معیارهای انتخاب طرح نهایی این مسابقه در کنار امنیت، عملکرد سخت افزاری کاندیداها در محیط های با منابع محدود است. در این مقاله برای اولین بار برای رمز احراز اصالت شده COLM از دور نهایی مسابقه سزار، یک معماری سخت افزاری سبک وزن 8-بیتی و سازگار با واسط برنامه نویسی کاربردی نسخه 2 ارایه شده است. به دلیل این که طرح COLM از رمز AES به عنوان اولیه استفاده می کند، از معماری سبک وزن Atomic-AES سازگار شده با قوانین مسابقه سزار استفاده شده است. برای کاهش منابع سخت افزاری مصرفی از تکینک هایی مانند پیاده سازی یک هسته AES برای رمزنگاری/رمزگشایی طرح، به اشتراک گذاری ثبات ها و پیاده سازی دوبرابرکردن روی میدان (2128)GF با ساختار 8 -بیت و ساختن ضرب های مرتبه بالاتر از آن، استفاده شده است. معماری پیشنهادی طرح COLM روی بسترهای ASIC و FPGA پیاده سازی شده است. این معماری برای دو بستر فوق مشابه بوده ولی از تکنیک های بهینه سازی نگاشت تکنولوژیکی برای هر بستر استفاده شده است. مقایسه نتایج این کار با پیاده سازی های پایه نشان می دهد که ناحیه مصرفی در FPGA، 62% و در ASIC، 74% کاهش داشته است. هم چنین اختصاصی نمودن 2v API برای عرض داده 8-بیت ناحیه مصرفی API را به ترتیب به میزان 8% و 6% روی بستر FPGA و ASIC کاهش داده است.
    کلیدواژگان: طرح های رمزنگاری احرازاصالت شده، پیاده سازی سبک وزن، مسابقه سزار، COLM، FPGA، ASIC
  • هانیه حاضری، قاسم عازمی*، پگاه زرجام صفحات 657-668
    سیگنال صوتی تولیدشده ناشی از فعالیت های مکانیکی قلب، اطلاعات مفیدی در رابطه با عملکرد دریچه های قلبی فراهم می کند. اما به دلیل محدودیت شنوایی انسان، ماهیت گذرا و غیر ایستان سیگنال صدای قلب و انرژی پایین تر صداهای پاتولوژیک نسبت به صداهای طبیعی، یافتن نشانه های بیماری و تصمیم گیری برمبنای صداهای شنیده شده از طریق گوشی پزشکی کار دشواری بوده و نیاز به تمرین و تکرار زیادی دارد. به دلیل محتوای تشخیصی بالای سوفل ها در هر دو حوزه زمان و فرکانس، استخراج ویژگی های زمان- فرکانس مناسب ترین روش برای پردازش این صداهای غیرطبیعی به شمار می روند. در این تحقیق به منظور طبقه بندی صداهای قلبی، ویژگی های حوزه زمان- فرکانس از سیگنال های صدای قلب استخراج شده است. در مرحله طبقه بندی، از ترکیب دو طبقه بند AdaBoost و شبکه عصبی کانولوشن استفاده شده و درنهایت عملکرد روش پیشنهادی با استفاده از روش leave-one-out روش پیشنهادی مورد ارزیابی قرارگرفته است. این روش بر روی پایگاه داده چالش 2016 فیزیونت پیاده سازی شده است. نتایج حاصل نشان دهنده عملکرد بهتر راهکار پیشنهادی در مقایسه با بهترین روش موجود در چالش 2016 فیزیونت و دست یابی به حساسیت %93.27 و اختصاصیت 81.96% در طبقه بندی صداهای قلبی است درحالی که بهترین روش در چالش 2016 فیزیونت به حساسیت% 93.48 و اختصاصیت %80.36 دست یافته است.
    کلیدواژگان: سیگنالPCG، استخراج ویژگی، طبقه بندها، بیماری های دریچه ایی، آنالیز زمان- فرکانس
  • سید علی حسینی، محمدهادی شاهرخ آبادی* صفحات 669-678
    در این مقاله با استفاده از ترانزیستور اثر میدان ارگانیک، زیست حسگری برای تشخیص باکتری Escherichia Coli(O157:H7) طراحی شد و رفتار آن در مواجهه با باکتری و در محیط آزمایش، مورد تحلیل و شبیه سازی قرار گرفت. طراحی این زیست حسگر شامل دو قسمت ساختار و مواد است. در قسمت ساختار برای اولین بار از پیکربندی OCMFET برای تشخیص باکتری استفاده شد و به منظور بهبود عملکرد و پایداری، بر روی آن اصلاحاتی انجام گرفت. این ساختار، پیش از این فقط برای تشخیص هیبریداسیون DNA بکارگرفته شده بود. در ساختار اصلاح شده از یک مسیر میکروفلوییدیک برای ورود و خروج آنالیت استفاده شده که این امر تشخیص در حجم های بسیار کم آنالیت، با کارایی و سرعت بالا را ممکن ساخته است. در بخش مواد نیز از نیم رسانای ارگانیک پنتاسین با توجه به مزایایی مثل سازگاری با محیط زیست، ارزان و آسان بودن فرآیندهای ساخت وعدم نیاز به تجهیزات گران قیمت استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد با گذشت 2 دقیقه از زمان اعمال آنالیت حاوی باکتری E. Coli با غلظت  Cfu/mL100 به سنسور، تعداد 35 عدد باکتری به سطح تشخیصی سنسور می چسبند که منجر به شیفت 72 میلی ولتی در منحنی مشخصه ترانزیستور می شوند. این شیفت طی 5 دقیقه به حدود 174 میلی ولت به ازای تشخیص 86 باکتری می رسد که نشان دهنده حساسیت بالای سنسور می باشد. زمان پاسخ سریع، حساسیت بالا، سازگاری با محیط زیست، قابلیت ساخت با تکنولوژی موجود، و ارزان بودن از مزایای دیگر این ساختار می باشد.
    کلیدواژگان: زیست حسگر، بیوفت، ترانزیستور اثرمیدان، نیم رسانای ارگانیک، پنتاسین، ایشرشیا کولی، سیستم های میکروفلوئیدیک
  • وحید حمیتی واقف*، علی پیروی صفحات 679-689
    کوچک شدن ابعاد ترانزیستورها سبب افزایش قابلیت های متعدد مدارهای دیجیتال شده ولی آسیب پذیری آنها را در برابر خطاهای گذرا بیشتر کرده است. بنابراین تعیین نقاط حساس مدارهای دیجیتال در نقاط مختلف مدار از موارد ضروری در طراحی مدارهای دیجیتال به ویژه در فناوری های جدید چند نانومتری می باشد. از سوی دیگر افزایش تعداد گیت های مدارهای دیجیتال و تنوع خطاهای گذرا در آنها همراه با نحوه انتشار خطا در مدار، موجب می شود تا برآورد آسیب پذیری در برابر خطاهای گذرا بسیار پیچیده باشد. علاوه بر دقت محاسبات، موضوعاتی از قبیل مقیاس پذیری روش، پیچیدگی محاسباتی، زمان محاسبه و حافظه مصرفی نیز باید در نظر گرفته شوند. در این مقاله، ابتدا مفهوم گراف های گذر سیگنال احتمالاتی معرفی می شود و سپس روشی نوین برای تحلیل آن ها پیشنهاد می شود که ضمن حفظ دقت، از سرعت محاسبه و مقیاس پذیری بالایی برخوردار است. تحلیل احتمالاتی مسیرهای بازهمگرا1،  استفاده از روش تکرار نقطه ثابت و به کارگیری ماتریس های تنک2 از ویژگی های خاص روش پیشنهادی می باشد. با استفاده از روش پیشنهادی، قابلیت اطمینان مدارهای دارای فیدبک و مدارهای ترتیبی نیز مورد ارزیابی قرار می گیرد. در نتیجه شبیه سازی ها، پیچیدگی محاسباتی روش پیشنهادی برای تحلیل مداری با N گره در هر دو حالت ترکیبی و ترتیبی به ترتیب برابر O(N0.85) و O(N0.99) می باشد.
    کلیدواژگان: آسیب پذیری مدار دیجیتال، خطای گذرا، گراف احتمالاتی، روش مقیاس پذیر، ماتریس های تنک، مدارهای ترکیبی و ترتیبی
  • ثریا رستگار، غلامرضا کریمی* صفحات 691-708
    الگوی یادگیری TSTDP یک گونه پیشرفته تر از الگوی یادگیری سیناپسی وابسته به زمان بندی اسپایک، STDP ، است که در مقایسه با الگوی یادگیری سنتی تر PSTDP منجربه ظرفیت های یادگیری بهبود یافته تری می گردد و قادر است نتایج طیف وسیع تری از آزمایش های واقعی مغزی را بازتکرار کند. در این مقاله یک مدار سیناپسی ترکیبی شامل ممریستورهای کنترل شده با جریان یا بار الکتریکی و ترانزیستورهای لایه نازک ارایه می گردد که می تواند الگوی یادگیری سیناپسی TSTDP را پیاده سازی کند. ممریستورها و ترانزیستورهای لایه نازک نانوکریستالی از تکنولوژی های نوظهور حوزه نانو هستند که به طور وسیعی در طراحی مدارها و سیستم های نورومورفیک مورد استفاده قرار می گیرند. ترانزیستورهای لایه نازک به کار گرفته شده در شبیه سازی ها، از نوع ترانزیستورهایی هستند که با قراردادن لایه ای از نانوذرات طلا در داخل اکسید گیت، حافظه دار شده اند. نتایج شبیه سازی های ارایه شده نشان می دهند که این مدار می تواند تغییرات وزن سیناپسی ناشی از اختلاف زمانی بین اسپایک ها را به درستی پیش بینی کند. بنابراین می توان گفت که این مدار یک گام ابتدایی برای ساخت یک طراحی غیرهمزمان است که بتواند الگوی TSTDP را پیاده سازی کند. چنین طرحی می تواند پیاده سازی سیستم های نورومورفیک پیشرفته دارای ابعاد بزرگ را ساده تر کند تا بتوان از آن ها برای انجام کارهای مهندسی واقعی مانند دسته بندی الگوها بهره جست.
    کلیدواژگان: سیناپس، الگوی یادگیری سیناپسی وابسته به زمان بندی اسپایک (STDP)، الگوی یادگیری سیناپسی وابسته به زوج اسپایک ها (PSTDP)، الگوی یادگیری سیناپسی وابسته به اسپایک های سه گانه (TSTDP)، ممریستور، ترانزیستور لایه نازک نانوکریستالی (NC-TFT)
  • علی جبار رشیدی*، ایمان فرامرزی، رحیم انتظاری صفحات 709-722
    در بسیاری از کاربردهای عملی از جمله رادار دهانه ترکیبی معکوس، با سیگنال هایی سروکار داریم که اغلب دارای ساختار تنک بلوکی می باشند، بدان معنی که مقادیر غیر صفر در تعدادی بلوک (خوشه) اتفاق می افتد. در این سیگنال ها، معمولا اطلاعات قبلی از تعداد، اندازه و مکان بلوک های غیر صفر در دسترس نیست. با توجه به الگوی پیوستگی موجود در سیگنال ISAR، برای هر پراکنده گر غالب می توان یک همسایگی در نظر گرفت. در این مقاله با توجه به همبستگی درون خوشه ای بین همسایگی نقاط پراکنده گر غالب، روشی به منظور بازسازی سیگنال تنک ISAR  مبتنی بر نمونه برداری فشرده بیزین ارایه می کنیم. تنکی هر نقطه پراکنده گر غالب، نه تنها به فراپارامتر خودش، بلکه به فراپارامترهای مجاورش نیز بستگی دارد. روش پیشنهادی به اطلاعات قبلی از ساختار بلوکی نیاز ندارد. همچنین به منظور مدل کردن همبستگی های درون خوشه ای بین نقاط پراکنده گر همسایه، از یک توزیع پیشین گوسی استفاده می شود و در نهایت از استنتاج تغییرات بیزین به منظور یادگیری فراپارامترها و تخمین سیگنال تنک، استفاده شده است. نتایج شبیه سازی برتری قابل توجه روش پیشنهادی را نسبت به سایر روش ها بر حسب میزان همبستگی، خطای بازسازی، درصد بازسازی کامل، آنتروپی و کنتراست تصویر نشان می دهد.
    کلیدواژگان: رادار دهانه ترکیبی معکوس، نمونه برداری فشرده بیزین، ساختار تنک بلوکی، همبستگی درون خوشه ای، استنتاج تغییرات بیزین
  • امید زارع نیا، سید سعید محتوی پور* صفحات 723-734
    در این مقاله به ارایه یک روش جدید برای قیمت گذاری واحدهای تولید پراکنده بر اساس سهم ناحیه های شبکه توزیع در بهبود قابلیت اطمینان شبکه توزیع پرداخته شده است. درروش پیشنهادی ایرادهایی از قبیل تخصیص قیمت صفر به واحدهای تولید پراکنده و غیرصفربودن مازاد تجاری برای قابلیت اطمینان، برطرف شده است. برای تعیین سهم و قیمت ناحیه ها از نظریه بازی های مشارکتی بهره گرفته شده است. برای ارزیابی قابلیت اطمینان در شبکه توزیع از زنجیره مارکوف استفاده شده است که در آن بهره برداری از واحدهای تولید پراکنده در حالت جزیره ای نیز موردبررسی قرارگرفته است.
    کلیدواژگان: واحدهای تولید پراکنده، قابلیت اطمینان، شبکه توزیع، زنجیره مارکوف، نظریه بازی
  • نادعلی زارعی، احمدرضا امین*، محمدمهدی نایبی، میثم رییس دانایی، حبیب الله اعلمی صفحات 735-742

    امروزه چف به عنوان یکی از موثرترین تکنیک های جنگ الکترونیک، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. عدم امکان اجرای تست های آزمایشگاهی چف در اتاق آنتن، مطالعه رفتار آن را با مشکل مواجه کرده است. از این رو شبیه سازی رفتار چف حایز اهمیت خواهد بود. در این مقاله با در نظر گرفتن رادارهای متداول، مدل سازی و شبیه سازی ویژگی های چف دریایی برای هر کدام از حالت های جستجو و ردیابی رادار انجام شده است. برای حالت جستجوی رادار و یا سناریوی گمراه سازی چف فضاهای مختلف شش بعدی (6D) شامل، تغییرات RCS، گستردگی داپلر، تقارن در راستای فاصله، ، تنکی در راستای فاصله، اثر پلاریزاسیون، انحراف استاندارد نمونه ها در راستای فاصله مورد توجه قرار گرفته است. اما برای حالت ردیابی رادار و یا سناریوی فریبنده چف، مدل سازی و شبیه سازی فضای یک بعدی (1D) نویز فرآیند به همراه ماتریس کوواریانس پیشگویی کالمن انجام شده است. پیشنهاد استفاده از نویز فرآیند به عنوان ویژگی متمایز کننده هدف از چف در حالت ردیابی رادار، نوآوری این مقاله می باشد. علاوه بر این، با در نظر گرفتن حالت جستجوی رادار شبیه سازی ویژگی های آن در فضای مختلف از دستاوردهای دیگر این مقاله است.

    کلیدواژگان: جنگ الکترونیک، دریایی، چف، چندبعدی، ویژگی
  • بهشید شایسته، وصال حکمی*، سید اکبر مصطفوی، احمد اکبری صفحات 743-755
    در سیستم های اینترنت اشیا کیفیت سرویس و اعتبار داده های مورد استفاده برای تصمیم گیری در کاربردهای مختلف اهمیت بالایی دارند. اشیاء مخرب می توانند با ارایه داده های نامعتبر موجب کاهش کیفیت و تجربه سرویس برای سایر گره ها در یک سیستم اینترنت اشیا شوند. یکی از راه کارهای ممکن برای حل این مشکل، مدیریت اعتماد است. اغلب پژوهش های موجود برای محاسبه اعتماد متمرکز بر محاسبه اعتماد موجودیت های یک سیستم است. در این مقاله روشی برای محاسبه اعتماد ارایه شده است که علاوه بر محاسبه اعتماد موجودیت ها در یک کاربرد اینترنت اشیا، به محاسبه اعتمادپذیری داده نیز بپردازد. به این منظور، روش نوینی برای محاسبه اعتماد با در نظر گرفتن ارتباط بین اعتمادپذیری داده و اعتماد موجودیت ارایه شده است که مبتنی بر یادگیری بیزی بوده و برای محاسبه اعتمادپذیری داده از قانون ترکیب نظریه دمپستر-شیفر استفاده می کند. برای آزمایش روش پیشنهادی، به شبیه سازی این روش در سناریوی پارکینگ هوشمند پرداخته شده و مقدار همگرایی و زمان همگرایی اعتماد در حضور رفتارهای مخرب و میزان تطبیق پذیری آن ارزیابی شده است. نتایج حاصل از ارزیابی روش پیشنهادی در قیاس با روش موجود نشان می دهد که روش ما حتی در حضور 70% گره مخرب در سیستم، تخمین صحیحی از اعتماد را به دست می دهد.
    کلیدواژگان: اینترنت اشیا، محاسبه اعتماد، اعتمادپذیری داده، پارکینگ هوشمند
  • لادن صادقی خرمی، سید علی اکبر صفوی* صفحات 757-764

    در این مقاله، رویتگر امن با ورودی ناشناخته در سیستم کنترل مبتنی بر شبکه طراحی می شود. برای این هدف، تکنیک رمزنگاری پیلیر، که یک روش رمزنگاری نیمه همگن است، به کار گرفته می شود. محاسبات تخمین حالت بر حسب رمزنگاری انجام و در نهایت تخمین حالت ها به صورت رمز شده تولید خواهند شد. شرط محدود بودن خطای تخمین با در نظر گرفتن پردازشگر دیجیتال به دست می آید. این روش، امنیت تخمین حالت های سیستم را بالا می برد و در واقع از حملاتی که محرمانگی داده ها را از بین می برند، جلوگیری می کند. نتایج شبیه سازی انجام شده بر روی TE-PCS موفقیت روش پیشنهادی را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: رویتگر با ورودی ناشناخته، امنیت سایبری، سیستم کنترل مبتنی بر شبکه
  • امیر صمدی، حسین سیدی، محمدامین لطیفی*، مهدی مهدوی صفحات 765-776

    در این مقاله براساس تقسیم بندی تقاضاها و در نظرگرفتن ویژگی های شخص خانه دار، به ارایه یک مدل جدید برای سیستم مدیریت مصرف در خانه های هوشمند آینده پرداخته می شود. پس از تعریف دو نوع از تقاضاهای خانگی که عبارتند از تقاضاهای زمان محدود و تقاضاهای کنترل محیطی، با ارایه روندی استدلالی، تابع مطلوبیت سهموی به آن ها اختصاص داده می شود. تابع مطلوبیت ارایه شده دارای این ویژگی خاص است که می تواند براساس نیازها و خصوصیات فردی شخص خانه دار شکل دهی شود. همچنین مدل معرفی شده برای تابع مطلوبیت به گونه ای است که تاثیر فعال سازی هم زمان دو تقاضای زمان محدود و کنترل محیطی را در نظر گرفته و به همین جهت روش سنتی جمع کردن مطلوبیت ها را با ضرب جایگزین کرده است. نشان می دهیم که برای داشتن برنامه ریزی بهینه تقاضاهای خانگی، لازم است برای هر تقاضا مقادیر چهار پارامتر خاص مشخص و به سیستم برنامه ریز مرکزی مستقر درخانه هوشمند اطلاع داده شود. با توسعه روابط ریاضی، مدلی مبتنی بر برنامه ریزی غیرخطی آمیخته با اعداد صحیح (MINLP) ارایه می شود که امکان حل مسیله را با نرم افزارهای تجاری در دست رس فراهم می کند. با تعریف چند سناریو براساس شرایط شبه واقعی، مدل پیشنهادی مورد ارزیابی قرار می گیرد. بررسی نتایج عددی، نشان دهنده قابل قبول بودن آن ها از نظر بهینگی و تطابق با شرایط واقعی در تجارب انسانی است. نتایج به دست آمده موید امکان به کارگیری مدل جدید برای مدیریت مصرف در خانه های هوشمند آینده است.

    کلیدواژگان: شبکه های هوشمند، پاسخ گویی تقاضا، سیستم های مدیریت انرژی در خانه هوشمند، تابع مطلوبیت
  • رسول عسگریان دهکردی، حسین خسروی*، علیرضا احمدی فرد صفحات 777-788
    در این مقاله روشی خودکار برای تخمین سرعت و ابعاد خودرو مبتنی بر کالیبراسیون تک دوربین، ارایه شده است. در این روش در قاب های ابتدایی با توجه به راستای حرکت خودروها، نقاط محوشدگی و صفحه فرضی جاده به دست می آید. سپس با شناسایی پیش زمینه توسط روش IGMM و حذف سایه، محدوده هر خودرو تعیین و جعبه سه بعدی آن تشکیل می گردد. برای تعیین ضرایب متریک، چند خودرو از کلاس های رایج با استفاده از شبکه عمیق VGG در چند قاب اول شناسایی می شوند. در ادامه با توجه به ابعاد واقعی خودروهای شناسایی شده برحسب متر و ابعاد معادل شان روی صفحه جاده برحسب پیکسل، ضرایب متریک محاسبه شده و پارامترهای مربوط به کالیبراسیون تکمیل می گردد. در نهایت خودروهای عبوری بر صفحه فرضی تصویر شده و با ردیابی، سرعت و ابعاد دقیق آن ها محاسبه می گردد. برای شناسایی خودروهای رایج نیاز به تصاویری از خودروها بود که برای این منظور مجموعه ای جمع آوری گردید. همچنین برای تست دقت در تخمین سرعت و ابعاد، مجموعه ای از ویدیوهای دارای برچسب، با فیلم برداری هم زمان توسط دوربین عادی و لیزر از جاده ها تهیه شد. میانگین خطای روش در تخمین سرعت 1.15 کیلومتربرساعت و در تخمین ابعاد %2.3 به دست آمد که بیان گر عملکرد خوب روش پیشنهادی است.
    کلیدواژگان: کالیبراسیون، تخمین سرعت، تخمین ابعاد، شناسایی نوع خودرو، شبکه عصبی عمیق
  • حسین قاسمی، جمشید آقایی*، گئورک قره پتیان صفحات 789-802

    برنامه ریزی همزمان شبکه های چندگانه انرژی جهت بهبود بهره وری زیرساخت انرژی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در سال های اخیر استفاده از گاز طبیعی و منابع تولید پراکنده گازی (GDG) در صنعت برق افزایش یافته است. در این مقاله جهت برآورده نمودن اهداف چندگانه برنامه ریزی، یک مدل پخش بار جریان متناوب برای شبکه های توزیع برق و گاز پیشنهاد شده است. استراتژی پیشنهادی برخلاف روش های ابتکاری و پخش بار جداگانه به یک پخش بار همزمان و بدون تکرار می پردازد. مدل مساله، یک مدل برنامه ریزی غیرخطی و غیرمحدب است. با توجه به پیچیدگی فرمول بندی و ماهیت غیرخطی و غیرمحدب مساله، دستیابی به پاسخ بهینه زمان بر، دشوار و گاها غیرممکن است. بنابراین، پخش بار به صورت یک مدل خطی اصلاح شده است. این مدل می تواند با استفاده از روش های بهینه سازی ریاضی موجود و یک همگرایی مطلوب برای حل مساله برنامه ریزی اجرا شود. مدل پیشنهادی بر روی یک سیستم آزمایشی اجرا شده است و نتایج عددی کارآمدی مدل پیشنهادی را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: پخش بار همزمان، شبکه های توزیع برق و گاز، برنامه ریزی یکپارچه، منابع تولید پراکنده گازی، سیستم های چندحاملی
  • سیندخت قبادیان، علی اکبر احمدی* صفحات 803-812
    در این مقاله، مساله طراحی کنترل کننده با تحمل عیب برای سیستم های غیرخطی مرتبه کسری در حضور عیب حسگری بررسی شده است. با استفاده از تیوری سیستم های توصیفی، تخمین صحیحی از بردار حالت سیستم به دست آمده و براساس آن، یک کنترل کننده پایدارساز فیدبک حالت طراحی می شود. با استفاده از تکنیک های مناسب، طراحی پارامترهای رویتگر و کنترل کننده بر حسب نامساوی های ماتریسی خطی بیان می شود که ابزارهای قدرتمندی جهت حل آن ها وجود دارد. رویتگر پیشنهادی قادر است تخمین صحیحی از بردار عیب حسگری نیز ارایه دهد بنابراین، می توان از آن به عنوان واحد آشکارساز، جداساز و شناسایی کننده عیب استفاده نمود. همچنین ساختار روش پیشنهادی به گونه ای است که طراحی رویتگر و کنترل کننده به طور مستقل قابل انجام هستند که منجربه سادگی روند طراحی می شود. کارآیی روش پیشنهادی توسط نتایج شبیه سازی عددی نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: سیستم های مرتبه کسری، سیستم غیرخطی لیپشتیز، سیستم توصیفی، کنترل با تحمل عیب، عیب حسگری، نامساوی ماتریسی خطی
  • فاطمه کاوه یزدی، علی محمد زارع بیدکی* صفحات 813-824

    عدم همخوانی واژگان مهمترین چالش پیش روی سیستم های بازیابی اطلاعات از وب هستند. عدم همخوانی واژگانی به تفاوت های موجود بین پرس وجوهای کاربران و محتوای اسناد وب در حالی اطلاق می گردد که هر دو به یک موضوع واحد اشاره دارند. روش های گسترش پرس وجو برای رویارویی با مشکل عدم همخوانی واژگانی، پرس وجوی کاربر را بازآرایی می نمایند تا بدینوسیله همپوشانی بین عبارت های موجود در پرس وجو و اسناد را افزایش دهند. در این مقاله یک چهارچوب گسترش پرس وجوی مبتنی بر شبکه سیامی عمیق حافظه کوتاه-مدت طولانی ارایه شده است. به علاوه، برای نخستین بار وابستگی ارتباطی در این مقاله تعریف شده و برای برچسب گذاری جفت های متشکل از پرس وجوی کاربر و پرس وجوی جایگزین مورد استفاده قرار گرفته است. شبکه سیامی آموزش داده شده با استفاده از جفت های برچسب گذاری شده با نظارت ضعیف، علاوه بر ارایه برچسب برای جفت های ورودی، هزینه هم سنجی آن ها را نیز محاسبه نموده و اعلام می کند. پس از برچسب گذاری، جفت های با کم ترین هزینه هم سنجی انتخاب و در هم ادغام می شوند تا به یک پرس وجوی گسترش یافته تبدیل شوند. نتایج آزمایشات نشان دهنده برتری روش پیشنهادی بر سایر روش های مشابه گسترش پرس وجوی مبتنی بر جاسازی کلمات بوده است.

    کلیدواژگان: بازیابی اطلاعات، گسترش پرسوجو، جاسازی کلمات، وابستگی معنایی، وابستگی ارتباطی، شبکه سیامی عمیق، سلول حافظه کوتاه-مدت طولانی
  • محمدعظیم کرمی*، میثاق انصاریان صفحات 825-832

    یک سامانه توزیع پالس ساعت با استفاده از دیودهای بهمنی تک فوتون قابل پیاده سازی در فن آوری استاندارد سیماس بدون استفاده از ادوات متمرکزکننده نوری ارایه شده است. این سیستم بدون نیاز به پیاده سازی موج برهای نوری قابلیت توزیع پالس ساعت را در سطح تراشه دارد. سیستم متشکل از یک منبع نور با فرکانس قطع و وصل زیر 660 مگاهرتز بوده که در قسمت دریافت کننده دارای سه آشکارساز دیود بهمنی تک فوتون موازی است که سه پالس ساعت 220 مگاهرتز مجزا را می توانند تولید نمایند. در هر لحظه از زمان دو عدد از سه عدد آشکارساز دیود بهمنی تک فوتون در فاز خاموش/انتظار و سومین دیود دوباره شارژشده آماده دریافت فوتون است. بدین ترتیب ساختاری مشابه خط لوله پیاده سازی می شود که درنهایت با تعبیه یک دروازه منطقی، پالس ساعت 660 مگاهرتزی تولید می گردد. این سیستم در فن آوری 180 نانومتری CMOS طراحی و طرح بندی آن شبیه سازی شده است. همچنین این سیستم دارای توان مصرفی 74/6 میلی وات به ازای هر سلول سه تایی از آشکارسازها بوده که لغزش الکتریکی 237 فمتوثانیه و چولگی 43 پیکوثانیه را نتیجه داده است.

    کلیدواژگان: شبکه توزیع پالس ساعت نوری، آشکارساز دیود بهمنی تک فوتون، CMOS
  • زهرا کریمی* صفحات 833-844

    برنامه نویسان در نحوه ی کدنویسی با هم فرق دارند. بررسی عادت های برنامه نویسان در کدنویسی هم به انتخاب برنامه نویسان مناسب و هم به آموزش آن ها کمک می کند و در نتیجه باعث بهتر شدن برنامه های کامپیوتری می شود. این مساله یعنی بررسی عادت های برنامه نویسان در کدنویسی، در خارج از ایران و معمولا بین برنامه نویسان دانشجو بررسی شده است. ولی بنا بر دانش ما تا کنون در ایران  مطالعه نشده است. به منظور پر کردن این شکاف و فراهم آوردن دانش بومی در این زمینه، در پژوهش حاضر با تمرکز بر عادت های مربوط به استفاده از روش های حل مساله یعنی بالا-به- پایین، پایین- به- بالا، اول- سطح و اول- عمق، پرسش نامه ای بین 52 برنامه نویس ایرانی که در حوزه ی توسعه ی سیستم های نرم افزاری شاغل بودند؛ توزیع شد و علاوه بر میزان استفاده از روش های مختلف حل مساله، تفاوت های فردی برنامه نویسان نیز از طریق آن اندازه گیری شد. سپس داده های جمع آوری شده با استفاده از روش های آماری تحلیل شد. نتایج به دست آمده، این موضوع را تایید می کند که برنامه نویسان ایرانی نیز بعضی از روش های حل مساله را به روش های دیگر ترجیح می دهند و  سن، جنسیت، تجربه ی برنامه نویسی و شخصیت برنامه نویس از عوامل موثر بر میزان استفاده از روش های حل مساله در برنامه نویسی هستند.

    کلیدواژگان: مهندسی نرم افزار تجربی، عادت ها در برنامه نویسی، روش های حل مساله، برنامه نویسان ایرانی، تحلیل آماری
  • عاطفه گودرزی، مهدی سرادارزاده*، محسن حمزه صفحات 845-854
    در این مقاله، یک راه برد کنترلی غیرمتمرکز که مبتنی بر جداسازی کنترلی−دینامیکی واحدهای تولید انرژی می باشد، به منظور بهره برداری پایدار و بهبود رفتار دینامیکی ریزشبکه dc، ارایه می گردد. با اعمال راه برد کنترلی پیشنهادی، واحدهای سلول سوختی (FC) و ابرخازن (SC) که در قالب یک منبع تولید پراکنده ترکیبی قرار دارند، به طور هم زمان کنترل می شوند؛ درحالی که، این واحدها کنترل کننده های مستقل و در پی آن عمل کرد دینامیکی مستقلی دارند. هم چنین، در این راه برد کنترلی، جهت حفظ اصول عمل کرد واحد SC یک بلوک تنظیم کننده حالت شارژ (SOC) نیز به کار گرفته می شود. درنتیجه، جداسازی دینامیکی واحدهای انرژی رفتار دینامیکی کل ریزشبکه dc را تحت تاثیر قرار داده و فاکتور میرایی سیستم را بهبود می بخشد. این مطلب با استفاده از روش تحلیل مکان هندسی مقادیر ویژه سیستم مورد ارزیابی قرار می گیرد. هم چنین مطالعات شبیه سازی در محیط نرم افزار PSCAD/IEMTDC عمل کرد مناسب طرح پیشنهادی را تایید می نماید.
    کلیدواژگان: ریزشبکه dc، جداسازی دینامیکی، میرایی نوسانات فرکانس پایین، کنترل droop، حالت شارژ ابرخازن (SC SOC)
  • سینا مجیدیان، محمدحسین کهایی* صفحات 855-863
    این مقاله به بررسی تخمین هاپلوتایپ با استفاده از داده های توالی DNA می پردازد. الگوریتم پیشنهادی با استفاده از ریلکس سازی بهینه سازی چندجمله ای به روش Lasserre  با نام HapLas  معرفی می شود. این الگوریتم برپایه استفاده از ساختار گسسته مساله بهینه سازی تخمین هاپلوتایپ می باشد که با استفاده از تیوری اندازه به یک فضای پیوسته نگاشت می گردد. سپس با استفاده از خواص ماتریس ممان، ریلکس سازی انجام می گیرد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که استفاده از الگوریتم پیشنهادی منجر به بهبود نرخ بازسازی هاپلوتایپ در مقایسه با الگوریتم های متداولSDhaP  و RefHap در حدود 5 درصد می گردد. این بهبود به ازای افزایش قابل ملاحظه زمان اجرا و پیچیدگی محاسبات حاصل می شود به طوری که در کاربردهای پزشکی قابل صرف نظرکردن است.
    کلیدواژگان: هاپلوتایپ، تخمین، بهینه سازی، ریلکس سازی، ماتریس مثبت معین، تئوری اندازه
  • حامد محمدی نعمت آباد، احسان زارعیان جهرمی*، راحله بصیری صفحات 865-873

    در این مقاله، یک فیلتر میان گذر بر پایه سطح انتخاب گر فرکانس در محدوده فرکانسی تراهرتز طراحی شده است. فیلتر طراحی شده دارای عمل کرد چشم گیری در نواحی باند عبور و خارج از باند است. این ساختار دارای پهنای باند نسبی %60 با فرکانس مرکزی 4/0 تراهرتز است و به علاوه، دامنه موج عبوری بالایی با حدکثر صافی فوق العاده ای در مقایسه با کارهای پیشین به دست آمده است. همچنین، مدار معادل این ساختار استخراج شده است. مقایسه انجام شده بین مدل مداری و شبیه سازی تمام موج، بیانگر تطابق خوب نتایج به دست آمده است. به علاوه، حساسیت این فیلتر نسبت به زوایای مختلف در محدوده 0 تا 60 درجه مورد بررسی قرار گرفته است که بیان گر حساسیت کم این فیلتر نسبت به زوایای تابش متفاوت است. هم چنین، تاثیر ناشی از تغییر پارامترهای فیزیکی فیلتر موردنظر مورد تحلیل قرار گرفته است و نتایج حاصله، براساس المان های مداری توجیه شده است.

    کلیدواژگان: فیلتر فراماده، سطوح انتخاب گر فرکانس، فیلتر تراهرتز، مدل مدار معادل، حساسیت
  • مرتضی منصوری تکان تپه، محسن حمزه* صفحات 875-887
    در این مقاله، استفاده از ضرایب دینامیکی گزینشی در مشخصه کنترل افتی تعدادی از منابع اینورتری در بهبود پایداری سیگنال کوچک ریزشبکه های جزیره ای مبتنی بر اینورتر بررسی می شود؛ هدف از این کار رسیدن به یک بهبود قابل قبول در پایداری سیگنال کوچک ریزشبکه ها با انتخاب کم ترین تعداد ممکن از منابع اینورتری به منظور استفاده از ضرایب دینامیکی کنترل افتی در آن ها است. ابتدا معادلات حالت جامع ریزشبکه های جزیره ای مبتنی بر منابع اینورتری براساس معادلات خطی سازی شده ی آن ها محاسبه می شود. سپس با درنظرگرفتن یک ریزشبکه ی نمونه، با استفاده از تحلیل حساسیت برروی قطب های فرکانس پایین کم میرای این ریزشبکه، آن دسته از منابع اینورتری مشخص می شود که بتوان صرفا با افزودن ضرایب دینامیکی به مشخصه کنترل افتی این منابع، میرایی نوسان های توان منابع ریزشبکه را به شکل قابل توجهی بهبود داد. برای ارزیابی تاثیر ضرایب دینامیکی گزینشی، یک شبیه سازی از ریزشبکه ی مورد مطالعه در محیط نرم افزار PLECS فراهم شده است.
    کلیدواژگان: پایداری سیگنال کوچک، تحلیل حساسیت، تحلیل مقادیر ویژه، تقسیم توان، ریزشبکه ی جزیره ای، ضرایب دینامیکی، کنترل افتی مستقیم، منبع اینورتری کنترل ولتاژ
  • جواد مومن پور آکردی، مهدی ترابیان، بهروز وحیدی* صفحات 889-898
    در سال های اخیر به علت گسترش تجهیزات غیرخطی نظیر ادوات الکترونیک قدرت، کوره های قوس الکتریکی و... شبکه های برق دچار آلودگی هارمونیکی شده اند. در این مقاله روشی جدید برای شناسایی و تعیین سهم هر یک از فیدرهای متصل به یک باس در آلودگی هارمونیکی ولتاژ باس در شبکه های شعاعی، ارایه می شود. در هر شبکه ای که ساختاری شعاعی داشته باشد، با استفاده از این روش می توان در باس هایی که دچار اعوجاج هارمونیکی در ولتاژ شده اند، اولا فیدرهای مقصر (فیدرهایی که منشا این اعوجاج هارمونیکی بوده اند) را از بین همه ی فیدرهای متصل به آن، شناسایی کرد؛ ثانیا سهم هارمونیکی (میزان مقصر بودن) هر یک از فیدرها را به صورت کمی تعیین کرد. در این روش سهم هارمونیکی هر یک از فیدرهای متصل به یک باس (از یک شبکه ی شعاعی)، در اعوجاج هارمونیکی ولتاژ آن باس، برای هر یک از مراتب هارمونیکی، به صورت مجزا تعیین می شود؛ علاوه بر آن، سهم هارمونیکی هر یک از این فیدرها، در اعوجاج هارمونیکی کل ولتاژ آن باس نیز تعیین می شود. این روش مبتنی بر مقایسه ی هر یک از فیدرها با فیدر خطی متناظر با آن ها هست. در این مقاله روش جدیدی برای مدل سازی هارمونیکی هر یک از فیدرهای متصل به یک باس (از یک شبکه ی شعاعی) نیز ارایه می شود، که مبتنی بر رگرسیون خطی بین نمونه های ولتاژ و جریان و کمینه سازی مجموع مربعات خطا هست.
    کلیدواژگان: شناسایی مقصر هارمونیکی، تعیین سهم هارمونیکی، مدل سازی هارمونیکی، سهم هارمونیکی اعوجاج هارمونیکی کل، سهم هارمونیکی ولتاژ، شبکه های شعاعی
  • منصوره میرزایی*، مریم نورائی آباده صفحات 899-908
    توانمندی در واکنش به رویدادهای غیرمنتظره همواره برای شبکه های دنیای واقعی مطلوب است. به منظور بهبود توانمندی هر نوع سیستم شبکه، تجزیه و تحلیل آسیب پذیری برای اختلالات خارجی از قبیل نقص تصادفی یا حملات دفاعی که به عناصر شبکه وارد می شوند حایز اهمیت است. در این مقاله، یک مسیله نوظهور در ارزیابی توانمندی شبکه های پیچیده را بررسی می کنیم: آسیب پذیری خوشه بندی شبکه های مبتنی بر عملکرد در برابر فقدان عناصر شبکه. هدف اصلی شناسایی ریوسی است که فقدان آن ها به واسطه تضعیف خوشه بندی، به طور قابل توجهی به شبکه آسیب می رساند که از طریق میانگین ضریب خوشه بندی مورد ارزیابی قرار می گیرد. این مسیله به این دلیل حایز اهمیت است که هر تغییر قابل ملاحظه ای  ناشی از نقص عناصر که منجر به تغییر خوشه بندی می شود می تواند عملکرد شبکه، مانند توانایی انتشار اطلاعات در یک شبکه اجتماعی را کاهش دهد. ما این تحلیل آسیب پذیری را به عنوان یک مسیله بهینه سازی تنظیم می کنیم و کامل بودن و عدم یکنواختی آن را نشان می دهیم. درنهایت، آزمایش های جامعی را در شبکه های اجتماعی ساختگی و واقعی که توسط مدل های شناخته شده تولیدشده اند، انجام می دهیم. نتایج تجربی در مقایسه با استراتژی های مختلف در شبکه های ترکیبی و واقعی نشان می دهد که میانگین ضریب خوشه بندی در تحلیل نقص گره های شبکه بسیار کارآمد است . همچنین نتایج به دست آمده تایید می کند که تکنیک حذف گره های پراهمیت به ویژه از نظر مقدار مرکزیت نزدیکی، در تجزیه و تحلیل آسیب پذیری خوشه بندی بسیار موثر است.
    کلیدواژگان: شبکه های اجتماعی، ضریب خوشه بندی، آسیب پذیری، معیارهای مرکزیت
  • نرگس میرزائیان، بهزاد زمانی دهکردی*، فرشاد کیومرثی صفحات 909-922
    بسیاری از مسایل در دنیای واقعی به صورت یک مسیله بهینه سازی با ماهیتی پویا هستند به عبارتی بهینه های سراسری و محلی در طول زمان تغییر می کنند؛ از این رو در این محیط ها نیاز به الگوریتم های بهینه سازی است که علیرغم پیداکردن بهینه سراسری، بتواند بهینه های در حال تغییر را در طول زمان دنبال کند. دو مشکل طراحی الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات برای محیط های پویا، به منظور داشتن قابلیت های پیداکردن راه حل بهینه در زمان کوتاه و پیگیری راه حل بعد از تغییرات محیطی عبارت اند از: حافظه منسوخ شده و از دست دادن تنوع جمعیت در فضای جستجو. مشکل از دست دادن تنوع جمعیت یکی از چالش های اصلی در محیط های پویا می باشد، زیرا متنوع سازی یک گروه همگراشده برای یافتن بهینه متحرک و سپس همگرایی مجدد آن به بهینه جدید، شدیدا کارایی الگوریتم را کاهش می دهد. با توجه به چالش های مطرح شده در این مقاله الگوریتم ترکیبی بهینه سازی ازدحام ذرات مبتنی بر مدل مخلوط گوسی پیشنهاد شده است. در روش پیشنهادی تغییر هر ذره براساس برآیند بهترین ذرات در هر خوشه متناسب با تعلق ذره به هر خوشه تغییر خواهد کرد. نتایج حاصل از آزمایشات روی محیط پویای قله های متحرک عملکرد بهتر الگوریتم پیشنهادی نسبت به سایر الگوریتم ها را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، محیط های پویا، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات، مدل مخلوط گوسی، معیار قله های متحرک
  • سهراب میلانی زاده، جواد صفائی* صفحات 923-933
    الکترواکولوگرام یک سیگنال حیاتی است که می تواند نقش مهمی در سیستم های رابط انسان-کامپیوتر ایفا کند. سیگنال های الکترواکولوگرافی که حاصل حرکت چشم انسان هستند، مزیت ثبت آسان به علت دامنه بیشتر و نسبت سیگنال به نویز بالاتر را نسبت به دیگر مدالیته ها (مانند الکتروانسفالوگرافی) دارند. پردازش درلحظه، طبقه بندی و استخراج ویژگی از عوامل مهم دیگر سیستم های کاربردی رابط مغز-کامپیوتر به شمار می روند. در پژوهش حاضر یک سیستم درلحظه و مقرون به صرفه رابط انسان-کامپیوتر مبتنی بر سیگنال های الکترواکولوگرافی طراحی و توسعه داده شده است. این سیستم شامل یک عینک ارتقاء یافته برای جاگذاری و ثابت سازی الکترودهای سطحی روی صورت کاربر و یک شتاب سنج برای تشخیص حرکات سر و بدن کاربر است. سیگنال های الکترواکولوگرافی به وسیله حرکت چشم کاربر در چهار جهت اصلی (بالا، پایین، چپ و راست) نسبت به چهار لبه نمایشگر روبه روی وی به دست می آیند. سپس با انتخاب فیلترها و مدل پردازشی مناسب، سیگنال ها با تاخیر بسیار اندک طبقه بندی شده و با استخراج ویژگی ها، نسبت به حذف آرتیفکت های موجود اقدام می گردد. در انتها سیستم با دقت %94.4 در تشخیص صحیح حرکت چشم کاربر (در آزمایش روی 5 کاربر، هرآزمایش 5 نوبت تست عملکرد) موفق به کنترل کامل یک پرنده کوادکوپتر گردید.
    کلیدواژگان: الکترواکولوگرافی، سیستم های رابط انسان-کامپیوتر، طبقه بندی و استخراج ویژگی سیگنال
  • وحید نائینی*، یوسف شهبازی آیت صفحات 935-941
    در این مقاله یک روش تحلیلی برای محاسبه نیروی محرکه القایی در سیم پیچی استاتور ماشین سنکرون شارمحوری بدون آهن ربا ارایه شده است. در این روش از پتانسیل مغناطیسی اسکالر برای محاسبه چگالی شارمغناطیسی در فاصله هوایی و ناحیه سیم پیچی استاتور استفاده شده است. معادله لاپلاس در نواحی مختلف ماشین حل شده و پتانسیل مغناطیسی اسکالر به دست آمده است، سپس چگالی شار مغناطیسی از روی پتانسیل مغناطیسی اسکالر، در فاصله هوایی محاسبه شده است. درنهایت نیروی محرکه القایی در سیم پیچ های استاتور محاسبه شده است. این روش تحلیلی دارای زمان محاسباتی بسیار کمتری نسبت به نرم افزارهای المان محدود می باشد، ازاینرو می تواند در طراحی و بهینه سازی ماشین سنکرون شارمحوری بدون آهن ربا مورد استفاده قرار گیرد. در نهایت اعتبارسنجی نتایج روش تحلیلی ارایه شده با استفاده از نتایج آزمایشگاهی انجام شده است.
    کلیدواژگان: ماشین شارمحوری، ماشین سنکرون بدون آهن ربا، معادلات ماکسول، میدان مغناطیسی
  • الهام نیک بخت بیدگلی، داریوش دیدبان* صفحات 943-953
    با توجه به کاهش مقیاس قطعات نیمه هادی و مدارات مجتمع تا میزان محدوده نانومتر، صنعت نیمه هادی با چالش های زیادی روبرو خواهد بود. ترانزیستورهای مبتنی بر نانولوله های کربنی به دلیل ابعاد بسیار کم، سرعت بالا و مصرف کم توان و همچنین به خاطر مشابه بودن عملکردشان با CMOS توجه طراحان مدارهای منطقی و سیستم دیجیتالی را جلب کرده اند. استفاده از منطق چند-ارزشی (MVL) به دلیل کاهش عملیات ریاضی، موجب کاهش سطح تراشه و کاهش توان مصرفی در مقایسه با منطق دو ارزشی می شود. در این مقاله یک طراحی جدید از مالتی پلکسر با منطق سه ارزشی مبتنی بر ترانزیستورهای اثر میدان نانولوله کربنی (CNTFET) ارایه شده است. در نهایت، یک مقایسه از لحاظ توان و عملکرد مالتی پلکسر سه ارزشی CNTFET در برابر مالتی پلکسر سه ارزشی خانواده CMOS که طراحی آن نیز در این مقاله انجام شده، ارایه شده است. در ادامه نتایج شبیه سازی که با بهره گیری از نرم افزار HSPICE در تکنولوژی 32 نانومتر به دست آمده ارایه گردیده است. نتایج شبیه سازی بهبود 60% تا 65% در مقدار تاخیر، %96.4 تا 98% در مقدار توان مصرفی و تقریبا 99% در مقدار انرژی مصرفی مدار مالتی پلکسر سه ارزشی مبتنی بر CNTFET را نسبت به مدار مشابه مبتنی بر CMOS پیشنهادی نشان می دهد. همچنین PDP به میزان 99% بهبود می یابد.
    کلیدواژگان: ترانزیستور اثر میدان نانولوله کربنی، مالتی پلکسر، منطق چند ارزشی، منطق سه ارزشی، نانولوله کربنی
  • سید علی هاشمی باجکانی، محمدعلی زارع* صفحات 955-962
    امکانات متعددی نظیر کانال، ربات، سوپرگروه، رمزنگاری بدون واسطه و شخصی سازی که در پیام رسان تلگرام تعبیه شده است، محبوبیت این پیام رسان را نسبت به بقیه پیام رسان ها در بین کاربران بیشتر کرده است. امکان ایجاد کانال و سوپرگروه باعث شده است که این پیام رسان نقش شبکه اجتماعی نیز داشته باشد. با وجود این که این پیام رسان در حال حاضر بیش از 200 میلیون کاربر فعال جهانی و 40 میلیون کاربر فعال ایرانی دارد، پژوهش های انگشت شماری بر روی آن انجام شده است. در این پژوهش ما رفتار کاربران ایرانی را در سوپرگروه های تلگرامی بررسی کرده ایم. این پژوهش بر روی بیش از 300 هزار سوپرگروه فارسی انجام شده است. نتایج این بررسی درک عمیقی نسبت به محیط تلگرام و رفتار کاربران به خواننده خواهد داد. همچنین، با استفاده از این نتایج معیارهایی برای اندازه گیری کیفیت سوپرگروه ها در تلگرام تعریف کرده ایم. از دیدگاه این مقاله، هر چه اعضای سوپرگروهی به مطالب منتشرشده توجه و علاقه بیشتری داشته باشند، آن سوپرگروه کیفیت بیشتری دارد.
    کلیدواژگان: شبکه های اجتماعی، پیام رسان ها، بازاریابی مبتنی بر تلگرام
  • رضا هنرور، علیرضا ذوالقدر اصلی* صفحات 963-975

    یکی از ارکان نسل جدید شبکه های سیار بی سیم امکان دسترسی به شبکه های ناهمگن با فن آوری های مختلف و امکان دست به دست شدن بین آن هاست. در این فرآیند یکی از کلیدی ترین گام ها، مسیله «انتخاب شبکه» از بین بهترین گزینه در دسترس است. اگرچه روش ها و الگوریتم های متنوعی جهت حل این مسیله مطرح گردیده است، اما یک مبنای استاندارد و جامع جهت ارزیابی کارایی این روش ها وجود ندارد. در این مقاله با ارایه تعریفی فراگیر از درجه رضایت مشتری و«کیفیت تجربه استفاده از سرویس»، «شاخص جامع کارایی» جهت مقایسه کارایی شبکه ها پیشنهاد می شود. روش پیشنهادی مبتنی بر «تحلیل سلسله مراتبی» بوده و تمامی عوامل موثر در رضایت نهایی مشتری در گزینش شبکه هدف به نحوی سیستماتیک و پویا لحاظ می گردد. این ایده خود منجر به طرح یک الگوریتم جدید به نام ACANS در انتخاب شبکه گردیده که یک الگوریتم «کاربر محور» «به کمک اطلاعات شبکه» است و «با آگاهی از شرایط و مقتضیات کاربر» به شکل خودکار ملاحظات ویژه هر کاربر را در انتخاب شبکه اعمال می کند. با انجام شبیه سازی، روش پیشنهادی با الگوریتم های شناخته شده رایجی چونTOPSIS  ، TRUST ،MEW  و SAW مورد ارزیابی و مقایسه قرارگرفته است. درنهایت نتایج شبیه سازی نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی در شاخص های متعددی ازجمله تعداد دست به دست شدن ها، حجم ترافیک دریافتی کاربر، هزینه سرویس و مصرف انرژی منطبق با ترجیحات کاربر بوده و کارآیی بالاتری در مقایسه با روش های قبلی دارد.

    کلیدواژگان: انتخاب شبکه، دست به دست شدن عمودی، شبکه های بی سیم ناهمگن، شاخص جامع کارآیی، نسل پنجم شبکه سیار
|
  • M. Azadimoghadam, S. Jabbari *, B. Perseh Pages 507-516
    The present study aimed at scheming a novel method of detecting target and non-target signals through selection of appropriate and timely chronic intervals of VEP signal leading to increasing the accuracy of data classification and decreasing the number of features. The suggested method was employed on the P300-Speller databases of the BCI2005 competitions and the data recorded by Hoffman et al. using effective and specified channels and SWLDA classifier.The methods available for determining the P300 signals are within a specified range of about 1 second after each stimulation. To this end, we first outlined the time range of the various components of visual Evoked potential including N20, P50, N100, N170, P300, N400 based on the results obtained from the physiologically-based articles. Then, the time intervals were scored by F-Score and the percentages of correct classifications. The most important and effective components of the VEP were selected by SFS Algorithm  using the SWLDA classifier and the functions of the optimal combinations were compared with the total length of the signal utilizing two other classifiers namely Bayesand K_NN in order to confirm the functionality of the method. The findings, based on the results obtained from ten subjects, indicated that the most important components for detecting target and non-target signals include P300, N100, and N400 respectively. The method suggested here proved to improve the accuracy of output detection by 3.95%.
    Keywords: Time feature selection, P300 speller paradigm, ERP Component, SWLDA classifier, SFS Algorithm
  • T. Aghaei, A. Naderi * Pages 517-529

    This paper deals with a new strategy for design of analog multiplier which operates in four quadrant. The proposed circuit employs the dual translinear principle with composition of NMOS and PMOS transistors, simultaneously. The important achievements of the circuit are its wide bandwidth, low power consumption as well as the body effect free performance. In order to demonstrate efficiency of the circuit, harmonic distortion analysis due to the mismatch in input signals (IX , IY), transconductance parameters (K) and threshold voltage (Vth) are discussed in detail, and the obtained relations verify the simulation results and indicate the robustness of the circuit in the presence of mismatch. Also, to validate the circuit performance, it is used in two useful applications of amplitude modulator and frequency doubler, and the simulation results of them are presented. Additionally, the Monte Carlo analysis for transistor parameters as well as the temperature variation results demonstrate stable performance of the circuit. This circuit is designed and simulated using HSPICE software with TSMC and level 49 parameters (BSIM3v3) in 180nm technology. The simulation results demonstrate a linearity error of 0.69%, a THD of 1.05% in 1MHz, a -3dB bandwidth of 1.17GHz and a maximum power consumption of 93µW.

    Keywords: Analog multipliers, translinear loop, body effect, four-quadrant, power consumption, bandwidth
  • M. Ardeshiri, A. Alfi * Pages 531-542

     In this paper, an algorithm for bearings-only target tracking (BOT) problem is proposed using the resetting of the covariance matrix of the filter . Poor observability in BOT problem often leads to a bias error or even divergence of the filter. Therefore, due to non-uniqueness of the problem, the covariance value of the filter is not a sufficient condition to indicate the estimation error. In this paper, it is shown that the mutual effects between the covariance of the target range estimation and the Cramer-Rao lower error bound is similar to the stability of a Lyapunov function for detecting the divergence of the recursive filter. Then, this function is used as a correction coefficient of the estimating covariance matching. The multi-model/particle filters are also adopted for estimating the initial range of the target and calculating the Cramer-Rao lower error bound. Using the Monte Carlo simulation method, the proposed algorithm is compared with other conventional filters based on the criteria reported in the literature. Improvement of the results of the target range estimation is also shown, especially in case of observability reduction. All studies conducted in this paper are limited to the problem of surface floats tracking with passive sonar for a typical submarine.

    Keywords: Bearings-only tracking, target observability, fisher information matrix, cramer-rao lower band, optimal observer path planning
  • M. Aslinezhad, M. Akhavan Hejazi * Pages 543-553

    In this paper, a K band microwave sensor is simulated to monitoring of turbine blade and is optimized in CST software and And is embedded in the turbine shell and if any change in the tip of the blade or displacement at the tip clearance, the scattering parameters of this sensor is changed and the scattering parameter obtained from the sensor mounted on the crust is defined as the turbine blade fingerprint. In this paper, the measurements indices based on scattering parameters of the near field of microwave sensor as a blade tip failure detector system as well as k-NN classification algorithm for interpreting measurable scattering parameters to determine the failure amount as a new method for monitoring of turbine blade is presented. The advantage of this method is online monitoring of turbine blades with fully extracting the measuring indices due to the scattering parameters of a sample blade and It has been shown that the k-NN classification method has an acceptable accuracy in identifying and determining the amount of tip clearance and the deformation of the blade because the error rate can be reached below 1.8% in this way.

    Keywords: Microwave Sensor, k-Nearest Neighbor classification, Tip Clearance, Scattering Parameters
  • A. Amini *, Seyed Sajjad Mahmoudi Pages 555-563
    In order to monitor the particulates by optical sensor, the amount of absorbed light by particles should be measured simply and cheaply. In this research, an automated, nondestructive system is designed and fabricated using multi-wavelength method that can measure absorption spectrum of solid particles. Calibration of proposed system was also carried out by reference spectrometer and the correction coefficients were obtained. Due to scarcity of data in resulted spectrograph, Hermit interpolation was applied to improve graph resolution. Moreover, instead of utilizing different light sources with different spectrum which is currently common in this field, a wide range of light source was used with various optical filters. The proposed system can measure absorption spectrum of materials in the range of  with the accuracy of 1 nm. The absorption spectrum of three different samples were measured that the results show the similarity with the reference system. Comparing this high accurate optical sensing method with other similar methods reveals that the proposed system is cost-effective and can be utilized as a portable absorption analyzer.
    Keywords: Light absorption, Solid particle, Spectrometry, Multi-Wavelength, Particle sensor
  • Y. Bastan, F. Fazel, A. Nejati, P. Amiri * Pages 565-574
    In this paper, a digital pseudo-differential Schmitt trigger with very low supply voltage is proposed. The proposed Schmitt trigger is design by exploiting the design procedure of an analog Schmitt trigger. It is implemented only using digital CMOS inverters which is composed of a pseudo-differential comparator consisting of two CMOS inverters and a cross-coupled inverter pair as positive feedback. The proposed circuit is the only digital Schmitt trigger which operates in fully-differential mode that has simultaneously two outputs of non-inverting and inverting and its hysteresis center can be changed by the input voltage. The proposed Schmitt trigger is simulated in 0.18 um CMOS process with 0.4 V supply voltage. Due to the very low number of transistors, the proposed circuit occupies 10×9.8 μm2 chip area and consumes only 6.64 nW power.
    Keywords: Differential Schmitt trigger, digital inverter, cross-coupled inverter pair, ultra-low-voltage, CMOS
  • A. Bashiri *, I. Hadinejad Pages 575-586
    Star based navigation could be a good alternative for GPS. However there are some limitations. The most important problem is stars detection in daytime. In the near infrared region, reduction of solar radiation is noticeable, hence, radiance of sky (which is sunlight scattering in the sky) noticeably decreases in this spectral window. This region was covered by visible CCD so feasibility study of stars detection in daytime in near infrared can significantly reduce costs in comparison common shortwave infrared systems. . In this paper, sky transmittance is calculated for different wavelengths and sun zenith angles. According to a given model, the intensity of stars light is simulated in near-infrared and evaluated the components of the optical system until a model is presented about stars detection in daytime for the first time. Magnitude of some stars such as Betelgeuse, Vega and Mirach are simulated by the presented model. Also observed magnitude through three optical systems simulated and Ability to detect of the mentioned stars are confirmed. Finally, experimental data are measured by using appropriate optical equipment and servo motor (for star tracking in sky) that these data confirm result of presented model.
    Keywords: Stars detection, near infrared, radiance of sky, star magnitude, shortwave infrared
  • R. Beiranvand * Pages 587-604
    High power density of switched-capacitor converters (SCCs) is due to absent of inductive components. But, this subject leads to output voltage regulation problem and hard switching characteristics due to high current spikes, which increase switching losses and noise and limit the power rating. Although, performances of some SCCs have been improved recently by including some small inductors in their topologies, but, only few of them can regulate output voltage and have soft switching characteristics. Here, by combining an active clamp and a boost SCC, both output voltage regulation and soft switching characteristics are achieved, even when wide input voltage and load variations are applied. So, switching frequency can be increased to reduce inductors and capacitors values, due to low switching losses and noise. It reduces the converter volume and also improves its performance, because small inductors and capacitors have better high-frequency characteristics, practically. Therefore, the modified converter is practically much better than the conventional configuration, especially at high power ratings. Here, the modified converter has been analyzed, mathematically, and to verify the given analyses, it has been simulated and implemented at 200kHz for regulating a 400V output voltage, even when wide input voltage (50-100V) and load (400Ω-8kΩ) variations are applied.
    Keywords: Active clamp, soft switching, switched-capacitor converter (SCC), voltage regulation
  • H. Parvin, P. Moradi *, Sh. Esmaeili Pages 605-618
    Recommender systems has shown as effective tools that are proposed for helping users to select their interested items. Collaborative filtering is a well-known and frequently used recommender system applied successfully in many e-commerce websites. However, these systems have poor performance while facing cold-start users (items). To address such issues, in this paper, a social regularization method is proposed which combines the social network information of users in a nonnegative matrix factorization framework. The proposed method integrates multiple information sources such as user-item ratings and trust statements to reduce the cold-start and data sparsity issues. Moreover, the alternating direction method is used to improve the convergence speed and reduce the computational cost. We use two well-known datasets to show that the proposed method performs much better, especially for cold start users, than state-of-the-art recommendation methods for recommendation in social networks.
    Keywords: Recommender systems, nonnegative matrix factorization, trust relationships, alternating direction method, collaborative filtering, cold-start
  • M. Torabi *, N. Mohammadi Pages 619-631
    This paper presents performance evaluations for two spectrum-sharing cognitive-radio systems employing cooperative amplify-and-forward relaying in which the best relay is selected for the transmission. In these systems, a secondary user (SU, unlicensed user) shares the spectrum of a primary user (PU, licensed user), in such a way that the interference to the PU is always kept below a predefined threshold. To this end, a power control for the SU is used. In these systems, the SU employs an amplify-and-forward relaying with several relays, where the best relay who has the best channel condition is selected for the transmission. The considered systems are different in the employed relay selection schemes, such that: 1) In the first system, partial relay selection is employed, in which the partial channel state information (CSI) is used to select the best relay. 2) In the second system opportunistic relay selection is employed, in which the full CSI is used to select the best relay. To analyze the system performances, at first the cumulative distribution function (CDF) of the received signal-to-noise-ratio (SNR) for each considered system is derived. Then, using the obtained CDF expressions, closed-form expressions are obtained for three performance metrics: outage probability, the average bit-error-rate (BER), and the average channel capacity. Finally, using the numerical results obtained from the mathematical formulas derived in this paper, we evaluate and compare the systems performances in different cases under different conditions. In addition, to verify the accuracy of the performed analysis, Monte-Carlo simulation results are also provided.
    Keywords: Spectrum sharing, cognitive radio, cooperative communication systems, and amplify-and-forward-relaying
  • A. Towhidy Gol, R. Omidi *, K. Mohammadi Pages 633-644
    ALU is one of the most sensitive units of a processor, which most of the instructions of a processor are executed by this section. In most of the Architecture methods for mitigation of fault such as temporal redundancy, it is necessary to detect the errors first. Hardware overhead of test circuits is one of the most important disadvantages for testing small circuits which makes designers to use unusual methods in the design of small circuits. In this Article, a new implementation method for Berger code has been used to detect the error and compared with the previous method that is based on the Berger code. In the proposed method, the current mode circuits are employed to reduce the cost of the Berger code implementation. This circuit has higher speed and less hardware complexity than conventional implementations of Berger code. According to the result of this article, the Power of current mode Berger has been reduced at a rate of 51%, and the area of current mode Berger has been reduced at a rate of 74.3% and also the total cost of the Berger circuit (Power*Delay*Area) has been reduced at a rate of 91%.
    Keywords: Fault Tolerant, Redundancy, Current Mode Circuit, Residue Code, Berger Code
  • M. Jahnabani, Z. Norouzi * Pages 645-656
    Authenticated encryption schemes provide both confidentiality and integrity services, simultaneously. The CAESAR competition is being held with the aim of designing this cipher. An important criterion for selecting the final portfolio, besides security, is the hardware performance of the candidate in the environments with limited resource. In this paper, for the first time for COLM authenticated ciphers from the final round of the CAESAR, an 8-bit lightweight architecture have been presented, which is compatible with API v2. Since COLM scheme uses AES cipher as a primitive, lightweight architecture of Atomic-AES has been selected and adopted according to the API rules. Furthermore, to reduce the area in the hardware implementation, several techniques are used, including implementing one AES core in the datapath, sharing of registers and implementation doubling on the GF (2128) with 8-bit architecture for constructing the higher-order multipliers. Proposed architecture of COLM is implemented on ASIC and FPGA platforms. This architecture is similar in both platforms, but different technology mapping optimization techniques are used for each platform. Comparing the results with 128-bit implementations shows that the area on FPGA and ASIC is reduced by 62% and 74%, respectively. Also, the customized API v2 for 8-bit data width reduced the API area by 8% and 6% on the FPGA and ASIC platforms, respectively.
    Keywords: authenticated encryption schemes, lightweight implementation, CAESAR competition, COLM, FPGA, ASIC
  • H. Hazeri, Gh. Azemi *, P. Zarjam Pages 657-668
    The heart’s acoustic signal produced by its mechanical activity can provide useful information on the condition of heart valves. The heart sound auscultation, i.e. listening to the heart sounds with a stethoscope, is therefore a primary method for evaluating the cardiovascular function. This method has advantages of being fast, inexpensive, easy to use and noninvasive. On the other hand, due to the transient and non-stationary nature of PCG signals and auscultatory limitations, the correct medical diagnosis based on the heart sound through a stethoscope requires a lot of expertise and needs referral of the patient to a cardiologist.  This is not only time-consuming but also imposes a financial burden on the medical system. Thus, automated detection and analysis of the recorded heart sound auscultation has received a lot of attentions in recent years. Even, this was put to the challenge by the PhysioNet/CinC in 2016.This research is based on the non-stationary nature of PCG signals and proposes a new method based on time–frequency analysis of such signals with the aim to classify heart sounds into normal and abnormal sounds. The proposed methodology uses time-frequency features and two classifiers; AdaBoost and CNN. The publicly available 2016 PhysioNet/CinC 2016 Challenge database was used to evaluate the performance of the proposed method using a leave-one-out cross validation. The experimental results show that the proposed method performs very well and has 1.5% higher sensitivity compared to the best existing method.
    Keywords: PCG signal, feature extraction, Classifirers, Valve diseases, Time –Frequency Analysis
  • S. A. Hoseini, M. H. Shahrokh Abadi * Pages 669-678
    A biosensor for the detection of E. coli O157: H7 bacterium has been designed by using the mean of an organic field effect transistor, and the behavior of the sensor was studied and analyzed under a simulated environment. The design of biosensor includes two essential parts: scheming the structure and choosing the material. In the structure part, an OCMFET configuration, previously used for DNA hybridization, for the first time has been employed for the detection of E. coli with some modifications. In the modified structure, a microfluidic pathway has been added to let the analyte in and out, which makes it possible to detect low volumes of the bacterium in the stream of analyte efficiently and quickly. For the material part, Pentacene, as an organic semiconductor, has been used due to its valuable parameters such as environmental compatibility, cheapness, and easy manufacturing processes. The simulation results are shown 2 minutes after applying the analyte, containing 100 CFU/mL E. coli, 35 bacteria adhere to the active area of the device, leading to a 72 mV shift in the I-V curve. This shift reaches about 174 mV for 86 contained bacteria within 5 minutes which indicates high sensitivity of the sensor. The fast response time, notable sensitivity, biocompatibility, fabricability with current technology, and affordability are among the other benefits of this structure.
    Keywords: Biosensor, BioFET, FET, Organic Semiconductor, Pentacene, Escherichia coli, Microfluidic systems
  • V. Hamiyati Vaghef *, A. Peiravi Pages 679-689
    Although reducing the size of transistors increased their capabilities considerably, but also resulted in more susceptibility to transient errors. Thus, detecting the sensitive nodes of digital circuits is essential for designing digital circuits at few nanometers. On the other hand, increasing the number of logic gates, transient error types and several error propagation mechanisms in digital circuits, results in considerable complexity in reliability evaluation. Thus, scalability, computational complexity, runtime, accuracy and memory consumption should be taken into account for such evaluation. In this paper, using the concept of the probabilistic signal flow graphs, a new approach is proposed to evaluate the reliability of digital circuits which demonstrates good accuracy, runtime and high level of scalability. Probabilistic evaluation of re-convergent paths, using fixed point theorem and using the sparsity of matrices are features of the proposed approach. Using the proposed approach, the reliability of circuits with feedback and sequential circuits is also evaluated. Simulation results show that the computational complexity of the proposed approach for a combinational and sequential circuit with N nodes is O(N0.85) and O(N0.99) respectively.
    Keywords: Susceptibility of digital circuits, transient faults, probabilistic graph, scalable approach, sparse matrices, combinational, sequential circuits
  • S. Rastegar, Gh. Karimi * Pages 691-708
    Triplet-based Spike Timing Dependent Plasticity (TSTDP) is an advanced synaptic plasticity rule that results in improved learning capability compared to the conventional pair-based STDP (PSTDP). The TSTDP rule can reproduce the results of many electrophysiological experiments, where the PSTDP fails, and can be implemented using new nano-scale technologies. Nanocrystalline-silicon thin film transistors (TFT) and memristors are of these nano-scale devices which can be integrated into three-dimensions using low-temperature processing. This paper proposes a new hybrid TFT-memristive circuit that implements the TSTDP. The proposed circuit is designed using current/charge driven memristors and nanoparticle memory-TFTs, as the synapse. Our simulation results demonstrate that the proposed hybrid TFT-memristor circuit induces synaptic weight changes that arise due to the timing differences among pairs and triplets of spikes with a close match to realistic biological measurements. The presented memristive design is an initial step towards developing asynchronous TSTDP learning architectures using memristive devices. These architectures may facilitate the implementation of advanced large-scale neuromorphic systems with applications in real world engineering tasks such as pattern classification. be prepared in one or two paragraphs with less than 200 word and figures, tables, equations, and references should be avoided.
    Keywords: Synapse, spike-timing-dependent plasticity (STDP), triplet-based spike-timing-dependent plasticity (TSTDP), pair-based spike-timing-dependent plasticity (PSTDP), memristor, nanocrystalline-silicon thin film transistor (NC-TFT)
  • A. J. Rashidi *, I. Faramarzi, R. Entezari Pages 709-722
    In many practical applications such as inverse synthetic aperture radar (ISAR), signals have block structure. That is the non-zero entries appear in a number of block (cluster). In these signals, the prior information about the number, size, and location of non-zero blocks is not available. According to continuity pattern of ISAR signal, a neighborhood of the coefficients can be considered for dominant scattering. In this paper, we propose a method to reconstruct ISAR sparse signal based on Bayesian compressive sensing according to intra-cluster correlation between neighboring of dominant scattering points. The sparsity of dominant scattering point not only depended on its hyperparameter, but also on neighboring hyperparameters. The proposed method does not depend on prior knowledge of the block structure. In order to model intra-cluster correlations between neighboring scattering points, a Gaussian prior distribution is used and finally variational Bayesian (VB) inference has been used to learn the hyperparameters and sparse signal estimation. The simulation results show the superiority of the proposed method compared with other methods in terms of the correlation, recovery error, perfect recovery percentage, entropy and image contrast.
    Keywords: Inverse Synthetic Aperture Radar, Bayesian Compressive Sampling, Block Sparse Structure, Intra-Cluster Correlation, Variational Bayesian Inference
  • O. Zarenia, S. S. Mohtavipour * Pages 723-734
    In this paper, a new method for pricing of Distributed Generations (DG) based on contribution of each zone of distribution network to reliability enhancement is proposed. In the proposed method, some flaws such as zero reliability price allocation to DGs and non-zero merchandising surplus are eliminated. In order to determine the share and price of each zone, cooperation game theory is utilized. For reliability evaluation of distribution network, Markov chain in used in which the operation of DGs in islanded mode is considered as well.
    Keywords: distributed generation (DG), reliability, distribution network, Markov chain, game theory
  • N. Zarei, A. R. Amin *, M. M. Nayebi, M. Raees Danaee, H. Aalami Pages 735-742

    Todays, Chaff as one of the most effective techniques of electronic warfare, has a particular importance. It is difficult to study the behavior of chaff, because of the impossibility of chaff tests in an unechoic chamber. Therefore, the simulation would be a suitable alternative and have importance role for study of its behavior. In this paper, By considering conventional radar, the modeling and simulation of various features of sea chaff for search and tracking modes are performed. For radar search mode, six-dimensional spaces (6Ds) including: The RCS (Radar Cross Section) fluctuation, doppler width, symmetry and sparsity in range axis, polarization effect and standard deviation in range axis have been considered. But for radar tracking mode, modeling and simulation of the process noise in the 1D dimensional space, along with the Kalman prediction covariance matrix has been accomplished. The suggestion to use of process noise as a distinctive feature of the target from chaff is the innovation of this paper. In addition, considering the radar search mode, modeling and simulating its features in various spaces are other achievements of this article.

    Keywords: Electronic Warfare, Sea, Chaff, Multidimensional, Feature
  • B. Shayesteh, V. Hakami *, S.A. Mostafavi, A. Akbari Azirani Pages 743-755
    Quality of service and trustworthiness of data is of high importance for decision making in Internet-of-Things (IoT) applications. Malicious nodes and devices may compromise the quality of service and experience for other nodes through providing invalid data and evaluations. Hence, a trust management system to assess the trust level of users and gathered data is deemed to be essential to every IoT system. The current approach in the literature for computing the trust level is entity-centric trust in which the trust level of end users are estimated. However, the trustworthiness of data is equally important in many applications. In this paper, we propose, Trusty, a hybrid trust computation approach, aiming at trust assessment for both entities as well as data. In our proposed approach, a Bayesian learning method is used for computing the entity trust, while Dempster-Shafer theory is exploited to data fusion and data trustworthiness assessment. We implement Trusty in a smart parking system scenario to investigate the performance of our model in the different settings for misbehavior nodes and faulty sensors. As shown by the extensive simulation experiments, Trusty outperforms the competing approaches in terms of convergence for both data trustworthiness and entity trust.
    Keywords: Internet of Things, Trust Computation, Data Trustworthiness, Smart Parking
  • L. Sadeghikhorrami, A. A. Safavi * Pages 757-764

     In this paper, a secure unknown input observer is designed in a networked control system environment. For this propose, the Paillier encryption, which is a semi- homomorphic encryption method, is employed. The algebraic calculations required for the estimation can be performed over the encrypted data and the encrypted states estimation are generated. The boundedness condition  of estimation error is obtained by considering the digital processor. This method increases the security of system state estimates and effectively eliminates attacks that disrupt the confidentiality of the data. Simulation on the TE-PCS will be performed to illustrate the results.

    Keywords: Unknown Input Observer, Cyber security, Network control system
  • A. Samadi, H. Saidi, M. A. Latify *, M. Mahdavi Pages 765-776

    In this paper we introduced two types of common household demand, time limited and controlling demands. In this model based on the idea of mutual interaction between these two demands, we propose a new model for home load management. After assigning an innovative concave utility-function model for each demand, we change the common method of summing up the individual utility-functions with multiplication. The introduced model is developed as an MINLP problem that can be successfully handled by available commercial software. The analysis of the numerical examples indicates that they are acceptable in terms of optimality and compliance with actual conditions in human experience.

    Keywords: Smart grids, demand response (DR), smart home energy management systems, task classification, Utility function
  • R. Asgarian Dehkordi, H. Khosravi *, A. Ahmadyfard Pages 777-788
    This paper presents an automated method for calibrating road cameras in order to estimate the speed and dimensions of the vehicles. In this method, in the initial frames, according to the direction of vehicles movement, vanishing points and the hypothetical road surface is obtained. Then, by identifying the foreground using IGMM and removing the shadow, the exact boundary of each vehicle is determined and a 3D bounding box is constructed. To determine the metric coefficients, several vehicles from common classes are identified using the deep VGG neural network in the first few frames. Further, according to the actual dimensions of the vehicles identified in meters and their equivalent dimensions on the road surface in pixels, the metric coefficients are calculated and the calibration parameters are completed. Ultimately, passing cars are projected on the hypothetical page, and by tracking each car, its speed and dimension are calculated. A database of vehicle images was collected to identify common cars. To evaluate our method, a series of videos with ground truth was provided, by simultaneous capture of road vehicles by RGB and laser camera. The mean error of the proposed method for speed estimating is 1.15 km /h and for dimension estimation is equal to 2.3%, which shows good performance of the method.
    Keywords: Calibration, speed estimation, dimension estimation, vehicle type identification, deep neural network
  • H. Ghasemi, J. Aghaei *, Gevork .B. Gharehpetian Pages 789-802

    Co-planning of multi-energy networks is of utmost importance for improving the overall productivity of energy infrastructure. In recent years, the use of natural gas distributed generation (GDG) has increased in the electricity industry. In this paper, an AC optimal power flow model for electricity and gas distribution networks is developed in order to meet the multiple objectives of planning. Unlike heuristic methods and separate power flow, the proposed strategy deals with a simultaneous OPF and non-iterative. The problem model is a nonlinear programming model and nonconvex. Due to the formulation complexity and non-linear and non-convex nature of the problem, it is time-consuming, difficult, and sometimes impossible to achieve an optimum response. Therefore, the power flow is reformulated as a linear programming model.  This model can be implemented using existing mathematical optimization methods and a desirable convergence to solve the planning problem. The proposed model is implemented on a test system and the numerical results show the efficiency of the proposed model.

    Keywords: Simultaneous power flow, electricity, gas networks, integrated planning, natural gas distributed generation, multi-carrier systems
  • S. Ghobadian, A. A. Ahmadi * Pages 803-812
    In this paper, fault-tolerant controller design problem for Lipschitz nonlinear fractional-order systems in presence of sensor fault is considered. By using the descriptor system theory, a correct estimation of the state vector is achieved and then by using it, a stabilizing state feedback controller is designed. By employing some appropriate techniques, parameters design of the observer and controller are stated in terms of linear matrix inequalities, which there exist powerful toolbox for solving them. The proposed observer can estimate the correct value of the sensor fault vector, thus, it can be utilized for the fault detection, isolation, and identification unit.  Besides, the structure of the proposed method is such that the observer and controller design can be performed independently, which facilitate the design process. The effectiveness of the proposed method is shown with numerical simulation results.
    Keywords: fractional-order systems, lipschitz nonlinear system, descriptor system, Fault-tolerant control, sensor fault, linear matrix inequality
  • F. Kaveh Yazdy, A. M. Zareh Bidoki * Pages 813-824

    Term mismatch is the most important challege in web information retrieval. The term mismatch problem is defined as differences between user queries and contents of documents while referring to the same topic. Query expansion methods deal with term mismatch by reformulating the queries to increase their term-overlap with relevant documents. In this paper, we proposed a query expansion framework based on a deep Siamese LSTM neural network. In addition, we defined the relevant relatedness for the first time and used this concept to label pairs made from user query and candidate query. Weakly-supervised labeled pairs are utilized in training of the deep Siamese network. The trained Siamese network provides labels for testset pairs in addition to contrastive loss values. The contrastive loss value reflects the cost of pulling together similar pairs. Pairs with minimum contrastive loss values are selected and merged together to form one expanded query. Results of our tests showed that the proposed framework outperforms similar word embedding based query expansion methods.

    Keywords: information retrieval, Query Expansion, Word Embedding, Semantic Relatedness, Relevant Relatedness, Deep Siamese Network, LSTM cell
  • M. A. Karami *, Mi. Ansarian Pages 825-832

    A new clock distribution network using CMOS single-photon avalanche diodes (SPAD) in combination with free space optics is proposed. The system can work without special implementation of optical waveguides. It consists of an optical source with 660 MHz operation, which in the receiver end is composed of three parallel SPADs biased in quench, hold-off and recharge phases. With the pipeline analogues implementation of SPADs and a logic cell output a 660 MHz clock source can be achieved. The proposed system is post layout simulated in 180nm CMOS technology. The power consumption of 6.74 mW for each SPAD cell, electrical jitter of 237 fs and skew of 43 ps is resulted.

    Keywords: Optical clock distribution network, single-photon avalanche diode, CMOS
  • Z. Karimi * Pages 833-844

    Programmers differ in how they generate source codes. The study of these differences, programming habits, helps us to select and train programmers. This has been studied before and specially among student programmers. To the extent we know, such a study has not been carried out in Iran. To fill this gap and gather local knowledge, in the present research, we distributed an individual difference questionnaire among 52 programmers in various Iranian software companies. Using the collected data, we studied the influence of age, gender, experience and personality on four problem solving strategies: top-down, bottom-up, breadth-first, and depth-first. We analyzed the data statistically and found that Iranian programmers have a preference towards specific programming strategies as mentioned before in other studies. Besides, age, gender, experience, and personality traits affect their preferences.

    Keywords: Empirical Software Engineering, Programming Habits, Problem Solving Strategies, Individual Differences, Iranian Programmers
  • A. Goodarzi, M. Saradarzadeh *, M. Hamzeh Pages 845-854
    In this paper, a decentralized control strategy based on the separation of the energy generation control unit is presented, which leads to stable operation and improve the DC micro-grid (MG) dynamic behavior. By applying the proposed control strategy, the fuel cell (FC) and supercapacitor (SC) units, which form a hybrid distributed generation (DG) source, are simultaneously controlled with independent controllers suggesting independent dynamic control performance. Moreover, in this control strategy, the SC unit, is supplied with a state-of-charge (SOC) regulator block to keep its proper performance. Accordingly, the dynamic separation of energy units affects the dynamic behavior of the overall DCMG and improves the system damping factor. By using the location analysis method of system eigenvalues, the proposed control strategy performance is evaluated. Also, the simulation studies in the PSCAD/IEMTDC software environment confirm the feasibility and proper performance of the proposed scheme.
    Keywords: DC microgrid, dynamic separation, low frequency oscillations, Droop control, supercapacitor (SC) state of charge (SOC)
  • S. Majidian, M. H. Kahaei * Pages 855-863
    This paper is dedicated to investigating haplotype estimation based on DNA sequences. The proposed algorithm named as (HapLas) is introduced using relaxation of polynomial optimization based on the Lasserre technique. This algorithm is based on the discrete structure of optimization problem of haplotype estimation which is mapped to a continuous space using the measure theory. Then, relaxation is performed via the properties of the moment matrix. Simulation results show that the proposed algorithm improves the reconstruction rate of the haplotype about five percent in comparison to the SDhaP and RefHap. This is achieved at the cost of increasing the running time and computational complexity which can practically be ignored in medicine.
    Keywords: Haplotype, Estimation, optimization, Relaxation, positive definite matrix, measure theory
  • H. Mohammadi Nemat Abad, E. Zareian Jahromi *, R. Basiri Pages 865-873

    In this paper, a frequency selective surface-based band pass filter is proposed in terahertz regime. The proposed filter provides a great performance in pass band and out-of-band regions. A fractional bandwidth of 60% around the central frequency of 0.4 THz is achieved whereas a high transmission magnitude with an acceptable flatness is obtained in comparison to previous reports. Additionally, an equivalent circuit model is extracted for the proposed filter. A comparison between simulation results and those obtained using proposed circuit model shows a good agreement. Moreover, the sensitivity of the proposed filter with respect to the incident wave angle is investigated in the range of 0 to 60̊. It is demonstrated that the performance of the designed filter is acceptable for various incident angles in the mentioned range. Also, the effects of altering different geometrical parameters are investigated and justified based on the equivalent circuit model.

    Keywords: Metamaterial filter, frequency selective surfaces, terahertz filter, equivalent circuit model, sensitivity
  • M. Mansouri Takantape, M. Hamzeh * Pages 875-887
    In this paper, the improvement of small signal stability of islanded inverter-based microgrids by selective dynamic gains of droop are discussed. An acceptable improvement must be reached by using the possible minimum number of voltage source inverters in order to adding the proper dynamic gains to their droop characteristic. First, using the linearized equations of inverter-based islanded microgrids, a state-space equation of islanded microgrids is presented. Then, a microgrid test system is considered and a sensitivity analysis is applyied to its low-frequency eigenvalues wih a low damping factor. Using the sensitivity analysis, the more effective voltage source inverters are identifiyed such that the addition of proper dynamic gains only to their droop characteristic can increase the damping of low-frequency power oscillations of microgrid. A simulation study is carried out in order to verify the effectiveness of selective dynamic gains of droop in PLECS software.
    Keywords: Droop method, dynamic gains of droop, eigenvalue analysis, islanded microgrid, power-sharing, Sensitivity analysis, small signal stability, voltage source inverter
  • J. Momenpour Akerdi, M. Torabian Esfahani, B. Vahidi * Pages 889-898
    In recent years, electrical networks have been subjected to harmonic pollution due to the expansion of nonlinear loads such as power electronic devices, electric arc furnaces and etc. In this paper, a new method is presented for identifying and determining the harmonic contribution of each feeder connected to a bus in the radial networks. In these networks, using this method, in the buses that has been subjected to the voltage harmonic distortion, it is possible; firstly, the responsible feeder to voltage harmonic could be identified from all feeders connected to the desired bus. Secondly, the harmonic contribution of each feeder could be quantified. In this method, the harmonic contribution of each feeder connected to a bus is separately determined in a voltage harmonic distortion for each harmonic order; in addition, the harmonic contribution of each feeder on total harmonic distortion of the bus is also determined. This method is based on the comparison of each feeder with the ideal feeder corresponding to them. Also, in this paper, a new method for harmonic modeling of each feeder connected to a bus (from a radial network) is also presented, which is based on linear regression between voltage and current samples and minimization of the sum of least mean squares (LMS) errors.
    Keywords: Harmonic responsible identifying, Harmonic contribution determination, Harmonic modeling, Total harmonic distortion contribution, Harmonic voltage contribution, Radial networks
  • M. Mirzaie *, M. Nooraei Abadeh Pages 899-908
    Robustness in response to unexpected events is always ideal for real-world networks. In order to improve the robustness of any network system, it is important to analyze the vulnerability to external interference such as accidental fault or attacks that are introduced into the network elements. In this paper, a novel study investigates the robustness of complex network using the clustering coefficient of networks against loss of elements. In particular, we can identify vertexes that can damage the network due to the weakening of its clustering, which is evaluated by means of the average of clustering coefficient. This is important because any tangible change that leads to a clustering is caused by defects that can reduce network functionality, such as the ability to spread information on a social network. We present this risk analysis as an optimization method and demonstrate the completeness and uncertainty of our approach to identify main vertices for clustering. Finally, we perform comprehensive experiments in the combined social networks that are generated by different models. The experimental results show that the average clustering coefficient is very efficient in analyzing the fault of network node failure. Also, the results confirm that the technique of removing the important nodes, especially in terms of the closeness centrality, is very effective in the analysis of clustering vulnerability.
    Keywords: Social network, Clustering Coefficient, Vulnerability, Centrality Measure
  • N. Mirzaeian, B. Zamani Dehkordi *, F. Kumarci Pages 909-922
    Many problems in the real world due to the local and global optimization change over time are a matter of dynamic optimization. Therefore, optimization algorithms despite global optimization and tracking of environments changed over time are needed in these environments. We are faced with two problems in designing the particle swarm optimization algorithm for dynamic environments to find the best solution in a short time and follow the solution after the environmental changes: Outdated memory and loss of population diversity in search area. The problem of loss of population diversity is one of the biggest challenges in dynamic environments because diversifying a convergent population to find dynamic optimization and then turning it into a new optimization greatly reduces the efficiency of the algorithm. Given the challenges presented in this paper, a hybrid particle swarm optimization algorithm based on a Gaussian mixture model is proposed. In the proposed method, the change of each particle is based on the result of the best particles in its cluster. The results of the Moving Peak Benchmark experiments show a better performance of the proposed algorithm than other algorithms.
    Keywords: optimization, dynamic environemts, Particle swarm optimization algorithm, gaussian mixture model, moving peak benchmark
  • S. Milanizadeh, J. Safaie * Pages 923-933
    Electrooculogram is a bio-potential signal that can play an important role in Brain Computer Interface systems. EOG, which is the result of moving human eye bulb, has the advantage of relatively easy recording due to its higher amplitude and signal-to-noise ratio compared to other modalities (e.g. EEG). Real-time processing, classification, and feature extraction are another important factors in applicable BCI systems. In the present study, a real-time processing and cost effective BCI system have been designed and developed based on EOG signals. It contains an updated eyeglass for fixing EOG electrodes on the subject’s face and a 3D accelerometer for detecting subject’s movement. EOG signals were acquired by subject’s eye movement toward the four middle part of screen edges, which was placed in front of him/her. Expected results of the system was real-time generating of four different digital commands (Quadcopter navigation) based on the eye movement of a subject in four different directions (up, down, left and right). At the end system have been tested on five different Subjects (five trials for each subject), and 94.4% of system accuracy in detecting eye movements have been achieved.
    Keywords: Electrooculography, human-machine interface system, signal classification & feature extraction
  • V. Naeini *, Y. Shahbazi Ayat Pages 935-941
    In this paper an analytical method for electromotive force (EMF) calculation in an axial flux PM less machine is presented. The analytical method uses the scalar magnetic potential to calculate the magnetic flux density at air gap and winding regions. Laplace equation is solved in several regions of machine and the scalar magnetic potential is calculated, then the magnetic flux density is computed using scalar magnetic potential. Finally the EMF in the stator windings is calculated. This analytical method requires less computational time than conventional finite element methods and is therefore suitable for designing and optimization purposes. The proposed analytical model validated by comparing its results to corresponding 3D finite element analysis as well as experimental results.
    Keywords: Axial flux machine, PM less synchronous machine, maxwell equations, Magnetic field
  • E. Nikbakht Bidgoli, D. Dideban * Pages 943-953
    Due to shrinking semiconductor device and integrated circuit dimensions into nanometer regime, semiconductor industry is facing challenging problems. Transistors based on carbon nanotubes have attracted attention among logic circuit and digital system designers due to their low dimensions, high speed, low power consumption and similarity of their performance with CMOS transistors. Using Multiple Valued Logic (MVL) causes reduction in both chip area and power consumption in comparison with binary logic due to less mathematical functions. In this paper, we proposed a novel design for a multiplexer with ternaty logic using Carbon Nanotube Field Effect Transistors (CNTFETs). Eventually a comparison has been made between power and performance of this CNTFET based ternary multiplexer and its ternary counterpart in CMOS which is designed in this paper. In continue, the simulation results are presented in 32 nm technology node using HSPICE. The obtained results show between 60% to 65% improvement in latency, between 96.4% to 98% improvement in power consumption and 99% improvement in enery consumption of ternary multiplexer based on CNTFET in respect to its counterpart in CMOS. Moreover, Power Delay Product (PDP) is improved by 99%.
    Keywords: Carbon nanotube field effect transistor (CNTFET), Multiplexer, Multiple-valued logic (MVL), Ternary logic, Carbon Nanotube
  • S.A. Hashemi, M.A. Zare Chahooki * Pages 955-962
    Several features like channels, bots, supergroups, end-to-end encryption, and personalization available in Telegram, has made the instant messenger popular among rivals. The possibility of creating public channels and supergroups has changed Telegram application to a social network rather than an instant messenger. Although Telegram has more than 200 million active worldwide users and 40 million active Iranian users, there is little research based on Telegram. In this paper we have studied Iranian supergroups. More than 300,000 Persian supergroups have been analyzed in our study. The results will give a deep insight of Telegram environment to the reader. We have defined some measures to detect high-quality supergroups, too. In our view, a high-quality supergroup is a supergroup whose members are more engaged with its content.
    Keywords: Social networks, Instant messengers, Telegram-based marketing
  • R. Honarvar, A. Zolghadr Asli* Pages 963-975

    Vertical handover is the essential feature of the next generation heterogeneous wireless networks. Network selection among accessible candidates is the most critical step in vertical handover procedure. Although various algorithms for network selection have been proposed, due to different approaches and diversity of parameters corresponding to this complicated problem, no unified benchmark or global indicator exists to evaluate the performances. In this paper, we define a global performance indicator (GPI) which comprehensively considers all subscriber satisfaction factors to assess users’ quality of experience (QoE). Our method is inspired by “Analytic Hierarchical Process” (AHP) and systematically utilizes both customer and network side parameters. This idea was led to propose a novel “automatic context-aware network selection” (ACANS) algorithm. ACANS is a “network-assisted”, “user centric” approach which dynamically and automatically affects customer context in the decision of the best network. A practical simulation platform evaluates and compares ACANS to well-known network selection algorithms such as SAW (Simple Additive Weighting), MEW (Multiplicative Exponential Weighting), TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) and TRUST (TRigger-based aUtomatic Subjective weighTing). Simulation results show that the proposed algorithm is compatible to customer preference and has superior performance in “No. of handovers”, “user’s volume of download”, “consumed energy” and “service cost”.

    Keywords: vertical handover, network selection, heterogeneous wireless network, global performance indicator, 5G