فهرست مطالب

نشریه مهندسی مخابرات جنوب
پیاپی 49 (پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/07/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • شیما علی زاده زنجانی، ابومسلم جان نثاری*، پویا ترکزاده صفحات 1-22
    در این مقاله، یک مدولاتور مرتبه چهارم، بدون OTA ، تک بیتی و کم مصرف زمان گسسته (DT) دلتا سیگما (ΔΣ) با ساختار CIFF برای کاربردهای سمعک پیشنهاد شده است. در دستگاه های پزشکی قابل حمل مانند سمعک که به طور دایم استفاده می شود، طول عمر باتری و اتلاف انرژی بسیار مهم است. در یک مدولاتور دلتا سیگما، پر مصرف ترین بخش OTAها هستند. بنابراین، حذف OTA ها یک چالش است، و مدولاتور پیشنهادی از تقویت کننده های پارامتریک تفاضلی، با استفاده از آستانه دینامیکی در طبقات زوج و تقویت کننده های مبتنی بر اینورتر در طبقات فرد دلتا سیگما به جای OTAها استفاده می کند. تکنیک PMOS آستانه دینامیکی برای اولین بار در MPA تفاضلی استفاده شده است و آنالیزهای تیوری و شبیه سازی های انجام شده، عملکرد بهتری را نسبت به روش سنتی نشان می دهد. همچنین، یک مدار چاپر در طبقه اول مدولاتور برای کاهش هارمونیک و نویز فلیکر استفاده شده است. مدولاتور تفاضلی پیشنهادی با استفاده از فناوری استاندارد CMOS 180 نانومتری شبیه سازی شده و 90.5 دسی بل SFDR، 64 دسی بل SNDR با فرکانس پهنای باند ورودی 10 کیلوهرتز و نسبت بیش نمونه برداری 128 به دست آمد. ولتاژ تغذیه 1 ولت و FOMW برابر با 3.43 PJ/step است.
    کلیدواژگان: تقویت کننده پارامتریک، مدولاتور زمان گسسته، سمعک، مدولاتور دلتا سیگما، تقویت کننده مبتنی بر اینورتر
  • حبیب الله مزارعی، مرضیه دادور*، محمدهادی اتابک زاده صفحات 23-48

    با افزایش روزافزون دستگاه های اینترنت اشیاء، امنیت آنها به موضوعی بسیار نگران کننده تبدیل شده است. اقدامات امنیتی ضعیف، مهاجمان را قادر می سازد تا دستگاه های اینترنت اشیاء را مورد حمله قرار دهند. یکی از این حملات، حمله منع سرویس توزیع شده است. بنابراین وجود سیستمهای تشخیص نفوذ در اینترنت اشیاء، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این پژوهش، از رویکرد گروهی رای گیری اکثریت که زیرمجموعه یادگیری ماشین است جهت تشخیص و پیش بینی حملات استفاده شده است. انگیزه استفاده از این روش، دستیابی به دقت تشخیص بهتر و نرخ مثبت کاذب بسیار پایین با ترکیب چند الگوریتم طبقه بندی یادگیری ماشین، در شبکه های ناهمگن اینترنت اشیاء است. در این پژوهش از مجموعه داده جدید و بهبود یافته CICDDOS2019 برای ارزیابی روش پیشنهادی استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با اعمال روش گروهی رای گیری اکثریت روی پنج حمله از این مجموعه داده، این روش به ترتیب به دقت تشخیص 99.9668%، 99.9670%، 100%، 99.9686% و 99.9674% در شناسایی حملات DNS، NETBIOS، LDAP، UDP و SNMP دست یافت که نسبت به مدلهای پایه، عملکرد بهتر و پایدارتری در تشخیص و پیش بینی حملات، از خود نشان داده است.

    کلیدواژگان: اینترنت اشیاء، سیستم تشخیص نفوذ، حمله منع سرویس توزیع شده، یادگیری ماشین، رای گیری اکثریت
  • فاطمه زاهدی، محمدرضا ملاحسینی اردکانی*، احمد حیدری شریف آبادی صفحات 49-64

    مجازی‏سازی تابع شبکه، جعبه های میانی سخت افزاری را به مجموعه ای از تابع شبکه مجازی مبتنی بر نرم افزار تبدیل می کند که می تواند میزبان تقاضای رو به رشد سرویس های حساس به تاخیر در شبکه های مبتنی بر محاسبات ابر-مه باشد. مکان یابی پویا زنجیره توابع سرویس با استفاده مجدد از نمونه های توابع شبکه می تواند منجر به بهبود استفاده از منابع و صرفه جویی در زمان شود. برای رسیدگی به این مسیله، ما یک روش مکان یابی زنجیره توابع سرویس موازی شده با استفاده مجدد از تابع شبکه در شبکه های مبتنی بر محاسبات ابر-مه را پیشنهاد می‏کنیم. در اینجا، مسیله مکان یابی با استفاده از رویکردهای یادگیری تقویتی عمیق باهدف حداکثر سازی پاداش تجمعی بلندمدت پیکربندی شده است. این روش با اشتراک گذاشته توابع شبکه به صورت موازی می تواند شتاب محاسباتی را در ارایه سرویس های آنلاین محقق کند. علاوه بر این، روش پیشنهادی با استخراج توزیع توابع شبکه مقداردهی شده توانایی پذیرش درخواست های آینده را افزایش می دهد. نتایج شبیه سازی برتری روش پیشنهادی نشان می‏دهد، جایی که با در نظر گرفتن معیار هزینه پولی بیش از 7% نسبت به بهترین روش های موجود عملکرد بهتری دارد.

    کلیدواژگان: زنجیره تابع سرویس، تابع شبکه مجازی، شبکه های مبتنی بر محاسبات ابر-مه
  • سحر رودی، رضا ابراهیمی*، محمود قنبری، سهیل رنجبر صفحات 65-80
    با توجه به نفوذ گسترده ی ریزشبکه ها در شبکه ی برق به دلیل مسایل اقتصادی و محیط زیستی بررسی این سیستم ها از منظر پایداری بسیار حایز اهمیت می باشد. یکی از مسایل مربوط به پایداری ریزشبکه ها، مسیله ی اینرسی پایین این اجزا به دلیل منابع تجدید پذیر می باشد. در این مقاله، یک مفهوم تطبیقی از کنترل کننده مبتنی بر ژنراتور مجازی، برای پایداری دینامیکی ریزشبکه ها با منابع اینرسی کم پیشنهاد می شود. برای این منظور، مجموعه ای از سیستم های ذخیره سازی انرژی دیسپاچ شده در نظر گرفته شده است. یک طرح جزیره ای کنترل شده برای کنترل دینامیکی فرکانس ریزشبکه نیز ارایه گردیده است. در این زمینه، بر اساس مفهوم مرکز اینرسی، طرح ژنراتور مجازی پیشنهادی از طریق فرمولاسیون ریاضی توسعه می یابد. همچنین از گشتاورهای بین ناحیه ای ارزیابی شده توسط مناطق کنترل ریزشبکه در قاب مرکز اینرسی، به عنوان کنترل کننده مبتنی بر ژنراتور مجازی توسعه یافته، استفاده می شود. علاوه بر این برای سیستم های ذخیره انرژی، یک مدل دیسپاچ معادل از طریق مدل دینامیکی ریزشبکه برای بهبود پایداری فرکانسی در طول نوسان های بین ناحیه ای ارایه و توسعه داده شده است. به منظور ارزیابی توانایی طرح پیشنهادی، شبیه سازی بلادرنگ بر روی یک سیستم آزمایشی دو ناحیه ای متشکل از چندین ریزشبکه انجام می شود. عملکردهای دینامیکی سیستم در شبیه سازی های حوزه زمان ارزیابی می شوند. نتایج عددی اثربخشی طرح پیشنهادی را در افزایش ثابت اینرسی سیستم که منجر به عملکرد دینامیکی مناسب با نسبت میرایی بالا در مواجهه با نوسانات شدید بین ناحیه ای می شود، نشان می دهد.
    کلیدواژگان: نوسان بین ناحیه ای، منابع اینرسی پایین، کنترل کننده میرایی مبتنی بر ژنراتور مجازی، سیستم های ذخیره انرژی، طرح جزیره ای کنترل شده
  • مهدی جلالی* صفحات 81-104

    این مقاله به مرور برخی از آنتن های ریزنواری چاپی مورد استفاده در عینک های هوشمند می پردازد که می توانند فرکانس های  700-960 مگاهرتز و 7/2-7/1 گیگاهرتز و نیز وای فای نسل پنجم (85/5- 18/5 گیگاهرتز) و وای فای نسل ششم توسعه داده شده (125/7- 925/5 گیگاهرتز) را پوشش دهند تا در عینک های متصل بی سیم استفاده شوند. از آن جایی که آنتن های دستگاه های عینک هوشمند که در استاندارد ارتباطات سلولی نسل های پنجم و ششم و ارتباطات داخلی بی سیم وای فای نسل ششم کار می کنند، موضوع جدیدی است، ابتدا مطالعه کلی برای پهنای باند آنتن در محل های قرارگیری مختلف انجام می شود. این آنتن ها به صورت عنصرهای متقابل (تزویجی) طراحی می شوند و اکثرا بر روی زیرلایه FR4 و یا پلی کربنات قرار می گیرند. سپس به آنتن های چند ورودی-چند خروجی مورد استفاده در این عینک ها موجود در مراجع پرداخته می شود و بهره، راندمان و مطالعات آهنگ جذب ویژه به همراه حالت های مختلف انجام می شود. برای به دست آوردن انطباق خوب با موارد استفاده عملی، سر انسان همیشه در شبیه سازی ها در نظر گرفته می شود. در نهایت، مزایا و معایب آنتن های مورد استفاده در این عینک ها در مراجع مختلف با هم مقایسه می شود.

    کلیدواژگان: آنتن عینک هوشمند، سیستم های چند ورودی-چند خروجی، نرخ جذب ویژه، تزویج
  • مهدی سیاف، عبدالرسول قاسمی*، روزبه حمزه ئیان صفحات 105-112

    در دنیای الکترونیک و دیجیتال امروزی، افزایش تقاضا برای سیستم های قابل حمل موجب شده تا صنعت الکترونیک و تکنولوژی طراحی تراشه ها به سمت روش های کاهش مصرف توان سوق پیدا کنند و لذا مصرف توان به معیاری مهم در این زمینه تبدیل شده است. هم چنین افزایش سرعت تراشه ها و کاهش تاخیر انتشار مدارها همواره از اهداف مهم مهندسان طراح دیجیتال بوده است. از انجا که عنصر جمع کننده از جمله عناصر مهم در بسیاری از سیستم های دیجیتال است، لذا امروزه جمع کننده های گوناگون با تکنولوژی ها و رویکردهای مختلف طراحی مطرح شده اند که هر یک دارای مزایا و معایب مشخصی می باشند. در این مقاله، سلول مدار تمام جمع کننده تک بیتی مبتنی بر ترانزیستور عبور با مصرف توان کم ارایه شده است این مدار با فرکانس 1GHZ برای استفاده در بلوک های واحد محاسبه منطق و ریاضی پردازنده های سیگنال دیجیتال و انواع سیستم های الکترونیکی و مخابراتی دیجیتال کاربرد دارد . در مدار پیشنهادی از ساختار XOR-XOR استفاده شده و مبتنی بر تکنینک ترانزیستور عبور می باشد و پارامترهایی نظیر توان مصرفی، تاخیر انتشار، حاصلضرب توان در تاخیر ، و تعداد ترانزیستورها بهبود حاصل شده است. مدار پیشنهادی در تکنولوژی 180 نانومتر CMOS طراحی شده است و نتایج شبیه سازی نشان می دهد که به ازای ولتاژ تغذیه 1.8 ولت توان مصرفی برابر با 83 میکرو وات ، تاخیر زمانی 89 پیکو ثانیه ، حاصلضرب توان در تاخیر 7 فمتو ژول بدست می آید.

    کلیدواژگان: تمام جمع کننده، کم توان، ترانزیستور عبور، حداقل تاخیر
|
  • Shima Alizadeh Zanjani, Abumoslem Jannesari *, Pooya Torkzadeh Pages 1-22
    In this paper, a fourth-order, OTA-free, single-bit, low-consumption discrete-time (DT) delta-sigma (ΔΣ) modulator with CIFF structure is proposed for hearing aid applications. In portable medical devices such as hearing aids that are used permanently, the battery life and energy dissipation are very important. In a typical delta sigma modulator, the power-hungry parts are the OTA. Therefore, the elimination of OTAs is a challenge, and the proposed modulator uses new differential parametric amplifiers, with dynamic thresholde in even stages and inverter-based amplifiers in odd delta sigma stages instead of the OTAs. The dynamic threshold PMOS technique has been used for the first time in differential MPA, and the theoretical analyzes and simulations performed show better performance than the traditional method. Also, a chopper circuit is used on the first fstage to reduce the harmonics and flicker noise. The proposed differential modulator is simulated using standard 180 nm CMOS technology, which achieves 90.5 dB SFDR and 64 dB SNDR with an input bandwidth frequency of 10 kHz and an oversampling ratio of 128. The power supply is 1V and the FOMW were obtained as 3.43 PJ/step.
    Keywords: Parametric amplifier, discrete time modulator, hearing aid, Delta-sigma modulator, inverter based amplifier
  • Habibollah Mazarei, Marziye Dadvar *, Mohammadhadi Atabakzadeh Pages 23-48

    With the ever-increasing number of Internet of Things devices, their security is becoming a very worrying issue. Weak security measures enable attackers to attack IoT devices. One of these attacks is the distributed denial of service(DDOS) attack. Therefore, the existence of intrusion detection systems in the Internet of Things is of special importance. In this research, the majority voting group approach, which is a subset of machine learning, has been used to detect and predict attacks. The motivation for using this method is to achieve better detection accuracy and a very low false positive rate by combining several machine learning classification algorithms in heterogeneous Internet of Things networks. In this research, the new and improved CICDDOS2019 dataset has been used to evaluate the proposed method. The simulation results show that by applying the majority voting Ensemble method on five attacks from this data set, this method respectively has achieved accuracy of detection 99.9668%, 99.9670%, 100%, 99.9686% and 99.9674% in identifying DNS, NETBIOS, LDAP, UDP and SNMP attacks which better and more stable performance in detecting and predicting attacks have achieved than the basic models .

    Keywords: Internet of Things, Intrusion Detection System, Distributed Denial of Service Attack, Machine Learning, Majoraty Voting
  • Fatemeh Zahedi, Mohammadreza Mollahoseini Ardakani *, Ahmad Heidary-Sharifabad Pages 49-64

    Network function virtualization technology transforms hardware middleboxes into sets of software-based Virtual Network Function (VNF ) that can host the growing demand for latency-sensitive services at the fog-cloud computing-based networks. Dynamic placement of service functions chain by reusing (VNF) instances can improve resource utilization and save time. To address this problem, we propose a parallelized service function chain placement method by reusing (VNF)  in fog-cloud computing-based networks. Here, the placement problem is configured using deep reinforcement learning approaches with the aim of maximizing long-term cumulative reward. By sharing (VNF) s in parallel, this method can achieve computational acceleration in providing online services. In addition, the proposed method increases the ability to accept future requests by extracting the distribution of the initialized (VNF) s. The simulation results show the superiority of the proposed method, where considering the monetary cost criterion of more than 7%, it performs better than the best existing methods.

    Keywords: Service function chain, virtual network function, fog-cloud computing-based networks
  • Sahar Roudi, Reza Ebrahimi *, Mahmood Ghanbari, Soheil Ranjbar Pages 65-80
    In this paper, an adaptive concept of virtual generator based controller for dynamic stability of microgrids consisting of low inertia resources. For this purpose, considering a set of energy storage systems dispatched in the network, a controlled islanding scheme  is provided to dynamically control the microgrid frequency. In this context, based on the concept of center of inertia, the proposed virtual generator scheme is developed through mathematical formulation. Also, from the Inter-area torques evaluated by microgrid control areas in the  center of inertia frame are used as input signals of the developed virtual generator based controller. For the energy storage systems, an equivalent dispatch model is provided and developed through the microgrid dynamic model for improving frequency stability during inter-area oscillations. The proposed virtual generator-based controller is an online and non-model-based scheme which controls several microgrid systems together as an integrated network connected to the upstream network. In order to evaluate the ability of the proposed scheme, realtime simulations are carried out on one  test system consisting of several microgrids. Numerical results demonstrate the effectiveness of the proposed scheme in increasing system inertia constant resulting in a proper dynamic performance with a high damping ratio in facing severe inter-area oscillation.
    Keywords: Inter-area oscillation, low inertia resources, Virtual generator-based damping controller, Controlled islanding scheme
  • Mahdi Jalali * Pages 81-104

    This article reviews some of the smart antennas used in Eyewear, which can receive frequencies of 700-960 MHz and 2.7-1.7 GHz, as well as Wi-Fi 5G (5.18-5.85 GHz) and Wi-Fi 6e (5.925 -7.125 GHz) to be used in wireless Eyewear glasses. Since the antennas of Eyewear devices that work in 4G, 5G cellular communication standard and Wi-Fi 6 internal wireless communication is a new category, first a general study for antenna bandwidth in different locations is done. Given that, these antennas are designed as mutual elements (coupled) and are mostly placed on FR4 or polycarbonate substrate. Then the MIMO antennas used in these glasses are investigated and gain, efficiency and SAR studies are performed along with different modes. In order to obtain a good adaptation to the use cases, the human head is always considered in the simulations. After that, antenna designs with suitable dielectric cover and frame are suggested.

    Keywords: Smart Glasses, Eyewear, MIMO, SAR, Coupling
  • Mehdi Sayyaf, Abdolrasool Ghasemi *, Roozbeh Hamzehyan Pages 105-112

    In today's electronic and digital world, increasing demand for portable systems has led the electronics industry and chip design technology to reduce power consumption methods, and therefore power consumption has become an important criterion in this field. Also, increasing the speed of chips and reducing the propagation delay of circuits has always been an important goal of digital design engineers. Since the Adder element is one of the important elements in many digital systems, so today various Adders with different technologies and design approaches have been proposed, each of which has certain advantages and disadvantages. This paper presents a low-power single-bit full-adder cell design that is based on pass-transistor logic.This circuit is used in the arithmetic logic units of digital signal processors and also in several electronic and digital communication systems that operate within the frequency range of in 1GHz. The proposed cell exploits the pass transistor techniques and XOR-XOR structures to improve the design parameters namely power consumption, propagation delay, power–delay product, and the number of transistors. The proposed circuit is designed using 180nm CMOS technology and the simulation results show that for a supply voltage of 1.8V, the power consumption, delay, and power–delay product have been achieved as 83 W, 89ps, and 7fJ respectively.

    Keywords: Full adder, Low power, Pass-transistor logic, Minimum propagation delay