فهرست مطالب

مهندسی مخابرات جنوب - پیاپی 50 (زمستان 1402)

نشریه مهندسی مخابرات جنوب
پیاپی 50 (زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/08/16
  • تعداد عناوین: 6
|
  • فروزان بهرامی، نبی الله شیری*، فرشاد پسران صفحات 1-10

    محاسبات تقریبی یک مفهوم طراحی جدید می باشد که بر مبنای یک داد و ستد بین عملکرد پارامترهای مداری و دقت استوار می باشد. مدارهای تقریبی در کابردهایی که مقاوم در برابر خطا هستند نقش بسیار مفیدی دارند یکی از این کاربردها پردازش تصویر می باشد. این مقاله یک کمپرسور 4-2 تقریبی با 12 ترانزیستور را معرفی می کند. کمپرسور پیشنهادی توان تلفاتی پایینی داشته و ولتاژ خروجی آن دارای سویینگ کامل می باشد، این ویژگیهای ها ناشی از استفاده همزمان از تکنیکهای GDI و DT می باشد. مدار پیشنهادی با تکنولوژی 16 نانومتر CNTFET پیاده سازی شده که مساحت بسیار پایینی را اشغال می کند. با توجه به نتایج شبیه سازی، کمپرسور تقریبی 4-2 توان تلفاتی و PDP بسیار پایینی را نشان می دهد که این مقادیر در مقایسه با نمونه دقیق آن به ترتیب دارای کاهش 95.18% و 95.27% می باشند. مدار پیشنهادی از نظر سایر ویژگیهای مدارهای تقریبی مانند فاصله خطا، میانگین فاصله خطا و میانگین نرمالیزه شده فاصله خطا نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی شایستگی های مدار پیشنهادی رابه ویژه برای کاربردهای پردازش سیگنالهای دیجیتال تایید می کند.

    کلیدواژگان: محاسبات تقریبی، کمپرسور تقریبی، CNTFET، GDI
  • فروغ فضلی، میثم منسوب بصیری*، فرشاد بابازاده صفحات 11-32
    توسعه سریع فناوری ها و ظهور فناوری اینترنت اشیاء که می تواند همه چیز را در محیط اطراف ما به یکدیگر متصل کند، یکی از شگفت انگیزترین تحولات جهان است. نیاز به اتصال و مدیریت گره های ثابت و متحرک در این نوع شبکه ها به منظور ایجاد تعامل مناسب میان آن ها، علاوه بر رفع بسیاری از محدودیت های جدی، سبب شده است تا محققان به چالش های مختلف این فناوری بپردازند. یکی از مهم ترین چالش ها ارایه یک پروتکل مسیریابی کارآمد است که بتواند جنبه های مختلف کارایی شبکه را در کنار مدیریت تحرک گره ها و توپولوژی پویای شبکه مدیریت کند. پروتکل RPL (پروتکل مسیریابی برای شبکه های کم توان و با اتلاف) یکی از پروتکل های مسیریابی معروفی است که برای شبکه های اینترنت اشیاء پیشنهاد شده است. این پروتکل به طور خاص برای شبکه های اینترنت اشیاء با گره های ثابت طراحی شده است، بنابراین، الگوریتم مسیریابی جدیدی به نام A-RPL را برای پشتیبانی از تحرک ایجاد کردیم و برخی از چالش های ناشی از تحرک را حل کردیم. الگوریتم ما بهتر از برخی از الگوریتم های برتر پیشنهاد شده در سال های اخیر کار می کند، زیرا الگوریتم های ارایه شده همچنان از معایب مختلفی خصوصا برای شبکه های متحرک رنج می برند.
    کلیدواژگان: IoT، مسیریابی، RPL، تحرک، AHP
  • سیروس تن ناز* صفحات 33-46
    در این مقاله، یک سیستم برای تشخیص حروف الفبای زبان اشاره فارسی ارایه شده است. این سیستم قادر است 32 حالت ساکن دست برای حروف الفبای فارسی را تشخیص داده و آن را به متن فارسی ترجمه کند. به این منظور، تصاویری از حالتهای دست برای هر یک از حروف الفبا در نظر گرفته شده است. پایگاه داده شامل 600 تصویر از افراد مختلف توسط یک دوربین دیجیتالی تهیه شده است. تمامی داده های تصویری را به حوزه دودویی منتقل کرده و اندازه آنها را با یک مقیاس واحد تغییر دادهایم. پیشپردازش داده های تصویری شامل برش تصویر و حذف نویز میباشد. بعد از پیش پردازش، 3 الگوریتم برای استخراج ویژگی ها پیشنهاد می شود. الگوریتمهای پیشنهادی شامل الگوریتم ناحیهبندی تصویر، الگوریتم فواصل میان نقاط کانتور مرزی و مرکز ثقل و تبدیل رادون میباشد. الگوریتم فواصل میان نقاط کانتور مرزی و مرکز ثقل، نحوه قرارگیری نقاط روی منحنی پیرامونی دست نسبت به یکدیگر و نسبت به مرکز ثقل را نشان داده و لذا اطلاعات ساختاری مناسبی را برای توصیف حالتها ارایه می کند. الگوریتم بعدی، مبتنی بر ناحیهبندی تصویر است. در این الگوریتم در هر یک از ناحیه ها نسبت تعداد پیکسلهای سفید بر کل تعداد پیکسلها محاسبه میشود. در تبدیل رادون علاوه بر این که اطلاعات کلی تصویر در هر یک از حالتها را بدست آوردیم، با استفاده از روش پیشنهاد شده و با کنار گذاشتن اطلاعات اضافی در آن، دقت تشخیص را بالا بردهایم.
    کلیدواژگان: رادون، استخراج ویژگی ها، ناحیه بندی تصویر، زبان اشاره
  • هاشم عرفاوی، سید محمدعلی ریاضی*، روزبه حمزه ئیان صفحات 47-66

    در این مقاله، توجه خود را به تمام جمع کننده های مبتنی بر روش GDI محدود می کنیم، مدارهایی که معمولا در مدارهای پرسرعت استفاده می شوند و بیشتر در معرض نویز هستند. تاکنون بررسی جامعی در مورد مصونیت در برابر نویز و تغییر دمای محیط تمام جمع کننده های مبتنی بر روش GDI ارایه نشده و اکثر مقالات طرح پیشنهادی خود را با سایر تمام جمع کننده ها مقایسه کرده اند که عمدتا مبتنی بر روش GDI نیستند. این سلول های تمام جمع کننده با شبیه سازی های مختلفی از قبیل تغییر ولتاژ تغذیه، تغییر بار خازنی، تغییر دمای محیط و تغییرات ناشی از فرآیند، ولتاژ تغذیه و دما (PVT) در فناوری 45 نانومتر CMOS مورد ارزیابی قرار گرفتند. منحنی مصونیت در برابر نویز (NIC) برای سلول های تمام جمع کننده استخراج شد تا سلول های تمام جمع کننده با عملکرد بهتر مشخص شوند. بهره نویز واحد (UNG) نیز برای ارزیابی نویز بررسی شد. در نهایت مقایسه ای جامع از لحاظ تاخیر انتشار، توان مصرفی، حاصل ضرب توان-تاخیر (PDP)، سویینگ، حساسیت در برابر تغییرات فرآیند و نویز برای تمام جمع کننده های مبتنی بر روش GDI انجام شد. نتایج به دست آمده می تواند در تصمیم گیری طراحان مدار مجتمع برای انتخاب ساختار مناسب تمام جمع کننده مبتنی بر روش GDI مفید واقع شود.

    کلیدواژگان: تمام جمع کننده، روش GDI، منحنی مصونیت در برابر نویز (NIC)، حاصلضرب توان-تاخیر(PDP)، بهره نویز واحد (UNG)
  • زهره هاشم پور، حامد آگاهی*، آذر محمودزاده صفحات 67-84
    تشخیص عیوب یاتاقان یکی از وظایف اساسی در پایش سلامت ماشین است، زیرا یاتاقان ها اجزای حیاتی ماشین های دوار هستند. این مقاله یک روش جدید را برای تشخیص عیوب در یاتاقان ها بر اساس ترکیبی از الگوریتم های استخراج ویژگی پیشنهاد می کند که در آن از سیگنال دو بعدی استفاده می شود. متفاوت از سایر روش های کلاسیک پردازش سیگنال یک بعدی، روش پیشنهادی این مقاله، سیگنال های ارتعاشی یک بعدی را به سیگنال دو بعدی (تصویر) تبدیل می کند، سپس از روش های پردازش تصویر برای تجزیه و تحلیل سیگنال تصویر استفاده می شود تا به هدف طبقه بندی عیوب رخ داده در یاتاقان برسد. تصاویر تبدیل شده از سیگنال های ارتعاشی اغلب ویژگی های بافت خاصی دارند و بافت هر دسته معیوب متفاوت است. علاوه بر این، هر توصیفگر ویژگی های فضایی را استخراج می کند. برخی از ویژگی ها ضعیف و برخی دیگر قوی هستند. در این مقاله روش حذف نقاط کلیدی اضافی سیفت (آرکم سیفت) استفاده شده است. علاوه بر این، برای هر توصیفگر، بهترین ویژگی ها با استفاده از روش تجزیه و تحلیل مولفه اصلی غیر خطی انتخاب می شوند. در نهایت، ویژگی های انتخاب شده با هم ترکیب می شوند و برای دستیابی به بهترین عملکرد در طبقه بندی چهار روش طبقه بندی اعمال شده و بعد از مقایسه بهترین روش طبقه بندی انتخاب می شود. عملکرد الگوریتم پیشنهادی بر روی مجموعه داده های بلبرینگ استاندارد دانشگاه کیس وسترن رزرو ارزیابی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روش پیشنهادی نسبت به روش های دیگر خطایابی یاتاقان های غلتشی عملکرد بهتری دارد.
    کلیدواژگان: تشخیص عیوب یاتاقان، تبدیل سیگنال به تصویر، روش آرکم سیفت، تجزیه و تحلیل موئلفه اصلی غیر خطی
  • منصوره زارع، یاسر علمی سولا*، حسام حسن پور صفحات 85-100
    دستگاه های مبتنی بر اینترنت اشیاء دایما در حال ارسال داده به ابر هستند. با این حال، متمرکز بودن مراکز داده ابر و فاصله زیاد تا محل ایجاد داده ها باعث کاهش کارایی این پارادایم در کاربردهای زمان واقعی شده است. محاسبات مه میتواند بدون درگیر کردن ابر منابع مورد نیاز دستگاه های اینترنت اشیاء را به صورت توزیع شده در لبه شبکه فراهم کند. بنابراین، پردازش، تجزیه و تحلیل و ذخیره-سازی به محل ایجاد داده ها و کاربران نهایی نزدیک شده و تاخیر کاهش می یابد. هر برنامه اینترنت اشیاء شامل مجموعه از سرویس های اینترنت اشیاء با الزامات مختلف کیفیت سرویس است که منابع مورد نیاز آنها میتوانند با استقرار روی گره های مه فراهم شوند. این مطالعه به چالش مکانیابی سرویس های اینترنت اشیاء به عنوان یک مدل برنامه ریزی خودمختار در محاسبات مه می پردازد. ما الگوریتم رقابت استعماری را به عنوان یک رویکرد مبتنی بر فراابتکاری برای حل این مسیله توسعه می دهیم. از آنجا که گره های مه با داشتن منابع کافی میتوانند میزبان چندین سرویس اینترنت اشیاء باشند، ما توزیع منابع را در فرایند مکانیابی در نظر می گیریم. الگوریتم پیشنهادی سرویس های اینترنت اشیاء را برای کاهش تاخیر اولویت بندی کرده و مسیله مکانیابی را به صورت چند-هدفه حل می کند. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که الگوریتم ما میتواند به طور موثر عملکرد سیستم را بهبود داده و از بهترین نتایج الگوریتم های پیشرفته ادبیات بین 15% تا 31% اثربخشی بهتری داشته باشد.
    کلیدواژگان: محاسبات مه، مدل خودمختار، مکانیابی خدمات اینترنت اشیا، رویکرد فراابتکاری
|
  • Forouzan Bahrami, Nabiollah Shiri *, Farshad Pesaran Pages 1-10

    Approximate computing is a new design concept that causes a trade-off between circuitry performance and accuracy. The approximate circuits are more useful in error-resilient applications, like image processing. This paper introduces a new imprecise 4:2 compressor with 12 transistors. The presented compressor exhibits low power consumption and provides full-swing outputs, due to the utilization of gate diffusion input and dynamic threshold techniques. The implementation of this compressor using a 16 nm carbon nanotube field-effect transistor (CNTFET) technology yields a minimum area. According to the simulation results, the suggested imprecise 4:2 compressor shows a significant reduction in power consumption and power-delay-product (PDP) compared to the precise 4:2 compressor, with a reduction of 95.18% and 95.27%, respectively. Also, the compressor is evaluated regarding the approximate figure of merits like error rate, mean error distance, and normalized mean error distance. The simulation results affirm the priority of the suggested circuit, especially in digital signal processing.

    Keywords: Approximate computing, Approximate Compressor, CNTFET, GDI
  • Forough Fazli, Maisam Mansubbassiri *, Farshad Babazadeh Pages 11-32
    Quick development of technologies and emergence of Internet of Things technology that can link everything environment us is one of the most amazing developments environ the universe. Need to connect and manage fixed and mobile nodes in this type of networks in order to create a proper interaction among them, addition to solving many serious limitations, has caused researchers to address various challenges of this technology. One of the most important challenges is to provide an efficient routing protocol that is able to manage different aspects of network efficiency alongside manages mobility of nodes and dynamic topology of network. RPL (Routing Protocol for Low Power & Lossy Networks) is one of the famous routing protocols is proposed for internet of things networks. This protocol is designed specifically for Internet of Things networks with fixed nodes, so we developed a new routing algorithm called A-RPL to support mobility and solved some challenges caused by mobility. Our algorithm works better than some superior algorithms were proposed in recent years, because they still suffer from various disadvantages, especially for mobile networks
    Keywords: IoT, routing, RPL, mobility, AHP
  • Sirous Tannaz * Pages 33-46
    In this article, a system for recognizing Persian sign language alphabets is presented. This system is able to recognize 32 hand postures for Persian alphabets and translate it into Persian text. For this purpose, images of hand positions have been considered for each letter of the alphabet. The database contains 600 images of different people taken by a digital camera. We have transferred all the image data to the binary domain and resized them with a single scale. Image data preprocessing includes image cropping and noise removal. After pre-processing, 3 algorithms are proposed to extract features. The proposed algorithms include the image segmentation algorithm, the distance between border contour points and the center of gravity algorithm, and Radon transformation. Algorithm of the distances between the border contour points and the center of gravity shows how the points are placed on the peripheral curve of the hand in relation to each other and to the center of gravity, and therefore provides suitable structural information for describing states. The next algorithm is based on image segmentation. In this algorithm, the ratio of the number of white pixels to the total number of pixels is calculated in each of the areas. In Radon transformation, in addition to obtaining the general information of the image in each of the modes, we have increased the accuracy of the detection by using the proposed method and discarding additional information. The proposed methods also provided good results on other image databases.
    Keywords: Radon, Feature extraction, image segmentation, Sign Language
  • Hashem Arfavi, Seyed Mohammadali Riazi *, Roozbeh Hamzehyan Pages 47-66

    In this paper, we limit our attention to full adders based on the GDI method, circuits that are commonly used in high-speed circuits and are more prone to noise. So far, a comprehensive review on noise immunity and ambient temperature change of full adders based on the GDI method has not been presented, and most of the studies have compared their proposed design with other full adders, which are mainly not based on the GDI method. These full adder cells were evaluated by various simulations such as supply voltage change, capacitive load change, ambient temperature change and process-voltage-temperature (PVT) changes in 45 nm CMOS technology. A noise immunity curve (NIC) was derived for full adder cells to identify better-performing full adder cells. The unity noise gain (UNG) was also investigated to evaluate the noise. Finally, a comprehensive comparison was made in terms of propagation delay, power consumption, power-delay product (PDP), voltage swing, sensitivity to process changes and noise for full adders based on the GDI method. The obtained results can be useful in the decisions of integrated circuit designers to choose the appropriate structure of the full adder based on the GDI method

    Keywords: Full adder, GDI method, noise immunity curve (NIC), power-delay product (PDP), unity noise gain (UNG)
  • Zohreh Hashempour, Hamed Agahi *, Azar Mahmoodzadeh Pages 67-84
    Diagnosing bearing defects is one of the basic tasks in machine health monitoring, because bearings are critical components of rotating machines. This paper proposes a new method for detecting defects in bearings based on a combination of feature extraction algorithms in which a two-dimensional signal is used. Different from other classical one-dimensional signal processing methods, the proposed method of this paper converts one-dimensional vibration signals into two-dimensional signal (image), then image processing methods are used to analyze the image signal in order to classify the defects that have occurred. arrive at the bearing. Converted images from vibration signals often have specific texture characteristics, and the texture of each defective category is different. In addition, each descriptor extracts spatial features. Some features are weak and others are strong. In this article, the method of removing additional key points of SIFT (RKEM SIFT) is used. In addition, for each descriptor, the best features are selected using the non-linear principal component analysis method. Finally, the selected features are combined and four classification methods are applied to achieve the best classification performance and after comparison, the best classification method is selected. The performance of the proposed algorithm is evaluated on the standard bearing data set of Case Western Reserve University. The simulation results show that the proposed method performs better than other methods of fault finding of rolling bearings.
    Keywords: Diagnosing bearing defects, Signal-to-image conversion, RKEM SIFT method, Kernel principal component analysis
  • Mansoureh Zare, Yasser Elmi Sola *, Hesam Hasanpour Pages 85-100
    IoT-based devices are constantly sending data to the cloud. However, the centralization of cloud data centers and the long distance to the location of data sources has reduced the efficiency of this paradigm in real-time applications. Fog computing can provide the resources needed by Internet of Things devices in a distributed manner at the edge of the network without involving the cloud. Therefore, processing, analysis and storage are closer to the source of data and end users cause the delay is reduced. Every Internet of Things program includes a set of Internet of Things services with different quality of service requirements, whose required resources can be provided by deploying on cloud nodes. This study deals with the challenge of locating Internet of Things services as an autonomous planning model in fog computing. We develop the colonial competition algorithm as a meta-heuristic approach to solve this problem. Since fog nodes with enough resources can host several IoT services, we consider resource distribution in the localization process. The proposed algorithm prioritizes Internet of Things services to reduce delay and solves the multi-objective positioning problem. The results of the experiments show that our algorithm can effectively improve the performance of the system and have 15% to 31% better effectiveness than the best results of the advanced algorithms in the literature.
    Keywords: Fog computing, Autonomous Planning Model, IoT services, Metaheuristic approach