فهرست مطالب
نشریه مهندسی مخابرات جنوب
پیاپی 45 (پاییز 1401)
- تاریخ انتشار: 1401/05/16
- تعداد عناوین: 6
-
-
صفحات 1-18
یک شبکه سلولی تمام دوبلکس (FD) فراسو را در نظر می گیریم، که در آن ارسال های فراسو و فروسو به طور همزمان در یک باند فرکانسی با استفاده از تکنیک دسترسی چندگانه غیر متعامد (NOMA) انجام می شود. با استفاده از شکل دهی پرتو اجبار به صفر (ZF) در ایستگاه پایه چند آنتنی FD، خودتداخلی حذف می شود و نرخ مجموع لحظه ای سیستم بیشینه می شود. به طور خاص، ما دو طرح شکل دهی پرتو مبتنی بر ZF را در ایستگاه پایه پیشنهاد می کنیم: طرح دریافت ZF (RZF) و انتقال ZF (TZF)، که به ترتیب از آنتن های دریافت و ارسال در BS برای لغو خودتداخلی در BS استفاده می کنند. بیان فرم بسته برای احتمال قطعی کاربران دور و نزدیک NOMA به عنوان تابعی از پارامترهای مختلف سیستم استخراج می شود. در نهایت دقت نتایج را با استفاده از نتایج شبیه سازی گسترده بررسی می کنیم. نتایج عددی ما نشان می دهد که برای هر دو طرح TZF و RZF، افزایش تعداد آنتن های ارسال و دریافت برای بهبود عملکرد قطع DL نزدیک کاربر مفید است، در حالی که افزایش تعداد آنتن های ارسال و دریافت به طور قابل توجهی عملکرد قطع کاربر دور را با طرح RZF را بهبود می بخشد.
کلیدواژگان: دسترسی چندگانه نامتعامد، دوسویه، پرتودهی، احتمال قطع -
صفحات 19-30در این مقاله هدف بر این است که با ارایه طرحی نوینی از تشعشع کننده های چندورودی/چند خروجی باند LTE را پوشش داده و الگوی تشعشعی و بهره قابل قبولی را بدست آوریم. فرایند طراحی در این پژوهش یک تشعشع کننده دوقطبی با سایز فیزیکی 6/1×40×40 میلیمتر مکعب بوده که موقع تغذیه دهانه شماره یک، باند های فرکانسی 07/1-78/0، 67/2-01/2، 70/4-74/3، 14/10-53/6 گیگاهرتز را پوشش داده و برای دهانه شماره دو باند های فرکانسی 14/7-77/0 و 10/10-38/9 گیگاهرتز را بدست آوریم. بر مبنای نتایج بدست آمده ساختار موردنظر از تمییز مناسبی بین دو دهانه برخوردار است. با اعمال یک شکاف مارپیچی در دهانه یک و یک شکاف معکوس و ایجاد حالت مورب در گوشه های المان در دهانه دوم قطبش دایروی در باند های 01/1-59/0 گیگاهرتز در دهانه اول به صورت چپگرد و 45/1-58/0 گیگاهرتز در دهانه دوم به صورت راستگرد به دست می آید. آنتن پیشنهادی گزینه مناسبی برای کاربردهای مخابرات بی سیم است.کلیدواژگان: آنتن، چندورودی چندخروجی، چندبانده
-
صفحات 31-44در این مقاله برای طبقه بندی تصاویر، روش طبقه بندی تعاونی نظارت شده با هدف کاهش خلا معنایی پیشنهاد می شود. اکثر روش های طبقه بندی به مقداردهی اولیه به مراکز خوشه حساس هستند و اگر به درستی مقداردهی انجام نشود الگوریتم به بهینه محلی همگرا می شود. همچنین ترکیب نتایج طبقه بندی به دلیل مشخص نبودن برچسب مراکز کار بسیار مشکلی است. برای برطرف کردن این مشکلات از طبقه بندی نیمه نظارت شده استفاده میشود. برای دستیابی به بالاترین کارایی، نتایج طبقه بندی سیستم با فضای رنگ و معیار شباهت متفاوت با ویژگی های متعدد بصورت تعاونی نیمه نظارتی با هم ترکیب می-شوند. در شرایطی که تعداد ویژگی ها موثر هستند، از بازخورد مرتبط برای طبقه بندی نیمه نظارتی استفاده می شود. در این پژوهش از دو روش طبقهبندی حالات استفاده شده است که شامل طبقهبندی k-NN و PNN است که با توجه به نتایج در همه روش های پیشنهاد شده، از طبقهبندی k-NN پاسخ بهتری نسبت به PNN مشاهده شده است. الگوریتم پیشنهادی بدلیل کاهش پیچیدگی زمان، برای طبقه بندی پایگاه دادههای بزرگ تصاویر بسیار مناسب است. نرخ بازشناسی بر داده های تصویری استفاده شده در این تحقیق که الگوریتم هیستوگرام هرمی گرادیانهای جهتدار بر آنها اعمال شده، دارای بالاترین نرخ نسبت به دیگر روش های پیشنهادی بوده و 52/98% میباشد. آزمایشات روی پایگاه داده تصاویر Corel نشان می دهند که روش ترکیبی افزایش دقت طبقه بندی بطور میانگین در روش ترکیبی حدود 20% است.کلیدواژگان: طبقه بندی نیمه نظارتی، بازیابی تصاویر، ویژگی، حاشیه نویسی
-
صفحات 45-60
ریزشبکه ها اغلب به دلیل ساختار کوچک و تحمل پایین در برابر تغییرات، دارای اینرسی کمی هستند، لذا حفظ پایداری ولتاژ و فرکانس به ویژه در حالت جزیره ای بسیار دشوار و تاب آوری آنها بسیار آسیب پذیر است. با توجه به سرعت پاسخگویی پایین منابع انرژی اولیه و وجود لینک ارتباطی بین خروجی واحدها و سیستم های کنترل در تولیدات پراکنده، این تولیدات حتی اگر سیستم کنترلی کارآمدی هم داشته باشند، به تنهایی نمی توانند پایداری ریزشبکه را حفظ کنند. در مقاله یک ساختار کنترل فازی تنظیم شده با شبکه عصبی برای ایجاد تعادل بین سمت تولید و مصرف در ریزشبکه معرفی شده است. این کنترل کننده به واسطه منطق فازی امکان عملکرد منعطف ریزشبکه در دو حالت اتصال به شبکه و جزیره ای را فراهم می کند و امکان انتقال نرم بین این دو حالت را تضمین می کند که باعث افزایش قابل توجه تاب آوری می شود. در این سیستم کنترلی یک شبکه عصبی آموزش دیده در شرایط مختلف بهره برداری وظیفه تنظیم دقیق منطق فازی را بر عهده دارد. با توجه به حساسیت بارهای موجود در ریزشبکه، ساختار پیشنهادی به منظور بالابردن سرعت پاسخ به عدم تعادل بین تولید و مصرف و جلوگیری از انحراف بیش از حد ولتاژ و فرکانس به ویژه در زمان وقوع پیشامد شدید، بصورت تعاملی با منبع ذخیره ساز طراحی شده است. با استفاده از این کنترل کننده، نوسانات تولید منابع تجدیدپذیر نیز به سرعت جبران شده و امکان استفاده از این تولیدات به ویژه در حالت جدا از شبکه، بدون تاثیر منفی در تاب آوری و ایجاد ناپایداری فراهم می شود.
کلیدواژگان: تولید پراکنده، منابع ذخیره ساز، ریزشبکه، پایداری، منابع تجدیدپذیر -
صفحات 61-74در این مقاله، ما یک مدولاتور الکترو - اپتیک بر اساس جذب گرافن ارایه می کنیم. در این ساختار، گرافن بر روی اکسید آلومینیوم قرار گرفته که ساختار به صورت متناوب تکرار می شود. این ساختار متناوب گرافن بر اکسید آلومینیوم در داخل یک حفره نیم استوانه ای، درون یک کاواک نانو پرتو بلور فوتونی یک بعدی قرار گرفته است. برخلاف مقالات قبلی که کاواک نانو پرتو بلور فوتونی یک بعدی شامل حفره های استوانه ای بوده و نواحی مختلف با تغییر شعاع این حفره ها ایجاد می شد، در این ساختار از حفره های نیمه استوانه ای استفاده شده و با چرخش این نیم استوانه ها، نواحی مختلف ساختار کاواک نانو پرتو بلور فوتونی ایجاد می شود. این نوع بلور فوتونی دارای ضریب کیفیت بالایی است. همچنین این نوع مدولاتورها پس از ساخت به فضای کمی نیاز دارند، بنابراین گزینه بسیار مناسبی برای مدارهای مجتمع هستند. در این مقاله از روش دامنه محدود در حوزه زمان - سه بعدی برای تحلیل استفاده شده است. در این مدولاتور مشاهده می شود که با تغییر ولتاژ بایاس میزان پیک جذب و همچنین طول موج رزونانس آن تغییر میکند. در نتیجه این تغییرات، به عمق مدولاسیونی در حدود 7 دسی بل دست می یابیم. ساختار پیشنهادی ما می تواند کاربردهای بالقوه ای در مدارهای مجتمع نوری، به ویژه در فرکانس های مخابراتی داشته باشد.کلیدواژگان: اکسید آلومینیوم، کاواک نانوپرتو بلور فوتونی، گرافن، مدولاتور
-
صفحات 75-91
در این مقاله، روشی جدید برای کنترل مقاوم موقعیت بازوهای رباتیک با استفاده از بهینه سازی ازدحام ذرات ارایه شده است. کل سیستم رباتیک شامل بازوی ربات و موتورها در مسیله کنترلی در نظر گرفته شده است. هدف اصلی این مقاله بدست آوردن برآورد بهینه از پارامتر های قانون کنترل به منظور رسیدن به حداقل خطای ردگیری است که از بهینه سازی ازدحام استفاده می شود همچنین، طراحی قانون کنترل بر مبنای مدل نامی انجام میشود و برای جبران عدم قطعیت ناشی از عدم تطابق مدل نامی و مدل واقعی از سیستمهای هوشمند استفاده میشود. کنترل بهینه مقاوم با تجزیه و تحلیل همگرایی تایید می شود. اثبات پایداری سیستم با استفاده از روش مستقیم لیاپانوف انجام میشود و نتایج شبیه سازی، اثربخشی روش های پیشنهادی اعمال شده بر روی یک ربات کروی را که توسط موتورهای dc مغناطیس دایمی رانده می شود، ارایه می دهد. با استفاده از نتایج شبیه سازی، مقادیر بهینه پارامترها در کنترل کننده های گشتاور به دلیل وجود یک دینامیک بزرگ بدون مدل به مقادیر واقعی خود همگرا نشده اند در حالی که آنها به مقادیر واقعی خود در کنترل ولتاژ همگرا شده اند زیرا فقط عدم قطعیت پارامتری دارد. همچنین، قانون کنترل گشتاور به فیدبک های بردار موقعیت، بردار سرعت و بردار شتاب نیاز دارد. این بازخوردها را نمی توان به راحتی به دست آورد. در مقابل، قانون کنترل ولتاژ به بازخوردهای بردار موقعیت، بردار سرعت، بردار جریان و مشتق زمانی آن نیاز دارد. این بازخوردها می توانند به سادگی در دسترس باشند.
کلیدواژگان: کنترل مقاوم، عدم قطعیت، بهینه سازی ازدحام ذرات، بازوی ماهر رباتیک
-
Pages 1-18
We consider a full-duplex (FD) cellular network, where uplink (UL) and downlink (DL) transmissions are performed at the same time over the same frequency band by using the non-orthogonal multiple-access (NOMA) technique. By leveraging the zero-forcing (ZF) beamforming at the FD multi-antenna base station, self-interference is mitigated, and the instantaneous sum rate of the system is maximized. More specifically, we propose two ZF-based beamforming designs at the base station, namely receive ZF (RZF) and transmit ZF (TZF) scheme, which respectively utilize the receive and transmit antennas at the BS to cancel out the SI at the BS. We derive closed-form expression for the outage probability of the NOMA near and far users as a function of different system parameters. Finally, we examine the accuracy of the results by using extensive simulation results. Our numerical results show that for both TZF and RZF scheme, increasing the number of transmit and receive antenna is beneficial to improve the outage performance of the DL near user, while increasing the number of transmit and receive antenna significantly improve the outage performance of the DL far user with RZF scheme.
Keywords: Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA), full-duplex (FD), beamforming, Outage probability -
Pages 19-30In this paper, the aim is to cover LTE, band by presenting a new design of multi-input / multi-output radiators an acceptable radiation pattern and gain. The design process in this research is a bipolar radiator with a physical size of 1.6 × 40 × 40 mm3, when the port number one is excited, the frequency bands are 0.78-1.07, 2.01-2.67, 3.74-4.7.0.77-7.14, 9.38-10.10 GHz forsecond port. Based on the results, the structure has a good isolation between the two ports. By applying a spiral slit in the span of one and one inverted slit and creating a diagonal state in the corners of the element in the second span of circular polarization in the bands of 0.59-1.01, GHz in the first port in the left direction and 0.58-1.45 GHz is obtained in the second port in a right-handed. This scheme with its charaterestics is good candidate for mobile applications & IOT.Keywords: antenna, MIMO, multi-band
-
Pages 31-44In this paper, for the classification of images, the observed cooperative classification method is proposed with the aim of reducing the semantic vacuum. Because most classification methods are sensitive to cluster centers at initialization, the algorithm converges optimally locally if the quantification is not done correctly. It is also very difficult to combine the results of the classification due to the fact that the labels of the work centers are not clear. Supervised semi-classification is used to solve these problems. To achieve the highest performance, the system classification results are combined with different color space and similarity criteria with multiple features as a semi-supervised cooperative. When the number of features is effective, the relevant feedback is used for its semi-regulatory classification. One of the most important parts of an image retrieval system and a classification algorithm is to determine the appropriate similarity between images. In this study, two methods of classification of cases have been used, which include k-NN and PNN classification, which according to the results in all proposed methods, a better response from k-NN classification than PNN has been observed. The proposed algorithm is very suitable for classifying large image databases due to the reduction of time complexity. Also, in image retrieval in different color spaces and using different similarity criteria, different classifications are obtained. Better results can be achieved if the classification results are combined.Keywords: Semi-supervised classification, Image retrieval, Feature, annotation
-
Pages 45-60
The microgrid inertia as a result of tiny structure and barely tolerance variations, is fairly low. Thus, the maintenance of voltage stability and frequency specifically in islanded mode is extremely demanding. Even if these products have efficient control system, they can’t retain microgrid stability due to the low speed of response in primary sources of energy and communication delays of the links between outer unit and control system in distributed generation. Introducing a structure of fuzzy control arranged with neural network to balance between generation part and consumption part in micro grid is the main purpose of this paper. Using the fuzzy logic, this controller enables flexible operation of microgrids in both network and islanded modes. In the proposed control system, a trainable neural network in different operating conditions is responsible for fine tuning of the fuzzy logic system. Because of the sensitivity of the loads in the microgrid the proposed structure is designed to interact with the storage source in order to increase the response speed to the imbalance between production and consumption. This might prevent excessive voltage and frequency deviation, especially in the severe situations. With this controller, fluctuations in the production of renewable resources quickly compensated without a negative impact on resilience and instability of the microgrid, especially while disconnecting from the main network
Keywords: distributed generation, Energy storage resources, Microgrid, Stability, resiliency -
Pages 61-74In this paper, we present an electro-optical modulator based on graphene absorption. In this structure, graphene is placed on aluminum oxide, the structure of which is repeated alternately. This alternating structure of graphene on aluminum oxide is located inside a semi-cylindrical cavity in a 1-dimensional photonic crystal nanobeam cavity. Unlike previous articles, which consisted of cylinder holes and different areas in the nanobeam cavity is formed by changing the radius of the holes, in this structure, semi-cylinder holes have been used and, different areas are formed by rotating these semi-cylinders. This type of crystal photonics has a high quality factor. Also, this type of modulator requires little space after construction, so they are a very good option for integrated circuits. In this paper, three-dimensional finite-difference time-domain method is used for analysis. In this modulator, it is observed that by changing the bias voltage, the amount of absorption peak and also its resonance wavelength are changed. As a result of these changes, we achieve a modulation depth of about 7dB. Our proposed structure can have potential applications in integrated optical circuits, especially in telecommunication frequencies.Keywords: Aluminum oxide, photonic crystal nanobeam cavity, modulator, Graphene
-
Pages 75-91
In this paper, a new method for robust control is used. The whole robotic system, including the robot arm and motors in control, is considered. The main purpose of this article is to obtain the best results of the control law in order to achieve the minimum tracking error, which uses congestion optimization. Also, the designers of the control law are based on the nominal model . The real model uses intelligent systems. Control to resistance is evaluated by analysis and analysis.The stability of the system is demonstrated using Lyapunov's direct method, and the simulation results show the effectiveness of the proposed methods applied to a spherical robot driven by permanent magnet dc motors. Using the simulation results, the optimal values of the parameters in the torque controllers have not converged to their true values due to the large modelless dynamics, while they have converged to their true values in the voltage control because it has only parametric uncertainty. . Also, the torque control law requires position vector, velocity vector and acceleration vector feedback.These feedback can not be easily obtained. In contrast, the law of voltage control requires feedback from the position vector, velocity vector, current vector, and time derivative. These feedback can be easily accessed.
Keywords: Robust Control, Uncertainty, particle swarm optimization, robot manipulators