فهرست مطالب

مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران - سال پنجم شماره 1 (پیاپی 9، بهار 1386)

نشریه مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران
سال پنجم شماره 1 (پیاپی 9، بهار 1386)

  • 66 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1386/02/18
  • تعداد عناوین: 9
|
  • سرمقاله
    صفحه 1
  • بخش ویژه مقالات ارتباطات
  • محمدحسن ساوجی، قاسم علی پور صفحه 3
    در سال های اخیر به منظور کاهش بیشتر نرخ بیت و از آنجا پهنای باند توجه روز افزونی به استفاده از مدل ها و تکنیک های غیر خطی پیش بینی در کدگذاری گفتار شده است. معمولا شبکه های عصبی برای این هدف به کار می روند که منجر به تا 3dB کاهش بیشتر در انرژی سیگنال تحریک می شوند. پیش بینی غیر خطی همچنین می تواند بر پایه بسط سری های ولترا انجام گیرد که در آن برای سادگی معمولا بسط به بخش های نخست و دوم محدود می شود (پیش بینی درجه دو). مطالعات اولیه نشان دادند که در مقایسه با شبکه های عصبی استفاده از فیلترهای ولترا منجر به یک کاهش بسیار بیشتر در انرژی سیگنال تحریک می شود (6 تا 10dB). با این وجود به دلیل ناپایداری این کاهش نمی تواند منجر به کاهش نرخ بیت یا بهبود نسبت سیگنال به نویز شود. این ناپایداری در دکد کننده به دلیل وجود خطای محاسباتی (برای نمونه ناشی از چندی کردن سیگنال تحریک) و حساسیت بالای محاسبات به این خطا ایجاد می شود.
    در کار اصیلی که در اینجا ارایه می شود ناپایداری در کدک در هر دو نوع پیش بینی پیشرو و پسرو به ترتیب با استفاده از الگوریتم های کمترین مربع ها (LS) و کمترین میانگین مربع های (LMS) سیگنال خطا بررسی می شود. نشان داده می شود که پایداری در عوض فدا کردن بخش عمده ای از صرفه جویی به دست آمده در انرژی سیگنال تحریک به دست می آید به گونه ای که سطح کاهش نهایی اغلب همانند شبکه های عصبی می باشد. در پیش بینی پیشرو پس از پایدارسازی و با وجود اندکی افزایش در پیچیدگی عملیاتی در 20 تا 45%قالب ها افزودن بخش درجه دو سودمند خواهد بود. بر این اساس الگوریتمی توسعه می یابد که پیش بینی غیر خطی تنها بر روی این قالب ها انجام گیرد. این الگوریتم باعث بهبود تا 4dB در نسبت سیگنال به نویز نهایی می شود. پیش بینی غیر خطی پسرو متوالی با وجودی که از نقطه نظر پیاده سازی بسیار مناسب تر است در مقایسه با پیش بینی خطی کارایی بهتری را نتیجه نمی دهد.
    کلیدواژگان: بسط سری های ولترا، پیش بینی غیر خطی، پیش بینی وفقی پسرو، پیش بینی وفقی پیشرو، کدگذاری گفتار، کمترین مربع ها، کمترین میانگین مربع ها
  • حسین صمیمی، پاییز عزمی، محمد حکاک صفحه 12
    هدف از نگارش این مقاله ارایه یک روش تحلیلی برای بررسی عملکرد فرآیند دیکدینگ تکراری کدهای LDPC هنگام استفاده از الگوریتم انتقال پیام می باشد. پیام های مبادله شده در الگوریتم انتقال پیام را می توان به صورت متغیرهای تصادفی با توزیع گوسی مدل نمود. در این مقاله روش تقریبی جدیدی برای محاسبه پارامترهای آماری این متغیرهای گوسی پیشنهاد شده است. بر مبنای روش پیشنهادی، روابط تحلیلی مناسبی به فرم بسته توسعه یافته اند و به کمک آنها یک مدل تحلیلی برای بررسی فرآیند دیکدینگ تکراری کدهای LDPC پیام ارایه شده است. مدل پیشنهادی ابزار مناسبی برای تحلیل فرآیند دیکدینگ کدهای LDPC است و می توان از آن جهت تعیین پارامتر آستانه نویز، بررسی نحوه انتشار خطا و نیز بررسی همگرایی دیکدینگ تکراری استفاده نمود. مقایسه نتایج حاصل از بکارگیری مدل تحلیلی پیشنهادی با نتایج حاصل از روش های موجود، نشان دهنده آن است که روش پیشنهادی با حجم محاسباتی قابل قبول به دقتی بیش از روش های موجود دست می یابد.
    کلیدواژگان: کدهای ldpc، دیکدینگ تکراری، مدل گوسی، الگوریتم جمع، ضرب، آستانه نویز
  • نرگس نوری، همایون عریضی صفحه 19
    در این مقاله، روش معادله سهموی برای حل مساله انتشار امواج از درون ساختارهای پنجره ای مورد استفاده قرار می گیرد. با استفاده از این روش مساله انتشار امواج از داخل یک مجموعه پنجره برای حالت های مختلف حل می شود و چگونگی تاثیر ابعاد پنجره ها بر پرتو پراش حاصل بررسی می گردد. نتایج حاصل از اعمال روش معادله سهموی برای مساله ذکر شده در حالت های تابش عمودی و مایل امواج صفحه ای یکنواخت و نایکنواخت ارایه شده و با نتایج حاصل از روش FDTD موجود در مراجع در حالت تابش موج صفحه ای یکنواخت مقایسه می شود. با توجه به تشابه زیاد نتایج حاصل از این دو روش، از آنجا که روش معادلات سهموی نسبت به روش FDTD به زمان محاسبات و حافظه کامپیوتر کمتری نیاز دارد، می تواند شیوه مناسبی برای حل چنین مسایلی باشد.
    کلیدواژگان: انتشار امواج رادیویی در محیط های داخل ساختمان، روش معادلات سهموی
  • مهرزاد بیغش، احمدعلی فرهودی، محمدعلی مسندی شیرازی صفحه 26
    ظرفیت سیستم های مخابرات بی سیم را می توان با به کار بردن چند آنتن در فرستنده و چند آنتن در گیرنده به نحو قابل ملاحظه ای افزایش داد. در چنین سیستم هایی، که سیستم های MIMO نامیده می شوند، گیرنده با اطلاع از کانال به آشکارسازی سیگنال ارسالی می پردازد. در صورتی که اطلاعات کانال در گیرنده همراه با خطا باشد، کارایی آشکارساز کاهش یافته و نرخ خطای بیت افزایش می یابد. با توجه به اینکه در عمل، گیرنده تخمینی از کانال میان فرستنده و گیرنده را در اختیار دارد و نه مقدار دقیق آنرا، مقاله حاضر روشی بهبود یافته برای آشکارساز ML در سیستم های مخابرات بی سیم MIMO، در حالتی که ماتریس کانال در گیرنده همراه با خطا در دسترس است را پیشنهاد می کند. در روش پیشنهادی ما الگوریتم ML به صورت تحلیلی اصلاح شده تا تاثیر خطای تخمین کانال بر روی آشکارسازی به حداقل کاهش یابد. بدین ترتیب در مقاله روشی پیشنهاد شده است که علاوه بر مقاوم بودن در برابر خطای تخمین کانال از نظر نرخ محاسباتی با الگوریتم ML چندان تفاوتی ندارد..
    کلیدواژگان: آشکارسازی، ml خطای تخمین کانال، سیستم های چند ورودی و چند خروجی
  • سایر مقالات
  • مجید نیری پور، علی یزدیان ورجایی، مصطفی محمدیان، حمیدرضا محمدی صفحه 32
    وجود بارهای غیر خطی و عدم تعادل در شبکه سه فاز، باعث ایجاد هارمونیک ها و تلفات در شبکه می شود. اعمال فیلترهای اکتیو و پسیو از جمله روش های معمول کاهش یا حذف این اثرات می باشد. فیلترهای پسیو در فرکانس خاص طراحی، و هارمونیک معینی را حذف می کند و عیب آن امکان رزنانس آن با امپدانس شبکه معادل متصل به آن، و اندازه بزرگ المان های آن می باشد. استفاده از فیلتر اکتیو مشکلات فوق را بر طرف و علاوه بر حذف هر هارمونیک دلخواه به طور مجزا یا همگی با هم امکان رزنانس با شبکه نیز نخواهد داشت. از مشکلات این فیلترها سرعت پاسخ دینامیکی محدود بوده که در نتیجه هارمونیک ها را در حالت دائم مورد نظر قرار می دهند. در این مقاله اینورتر مورد استفاده در فیلتر اکتیو بر خلاف روش های قبلی تحلیل تک فاز، به صورت دقیق تر یعنی تحلیل همزمان سه فاز مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین اثر اهمی سلفهای مسیر فازها نیز منظور شده است. استفاده از روش کنترل مد لغزشی و فیدبک انرژی خازن ها سرعت پاسخ دینامیکی فیلتر را به طور موثری نسبت به روش های قبلی بهبود داده و قادر است نامتعادلی بار و هارمونیک را سریعا جبران نماید.
    کلیدواژگان: اینورتر، جبران کننده اکتیو موازی، هارمونیک، کنترل مد لغزشی، فیدبک انرژی
  • آزاده سلطانی، محمدرضا اکبرزاده توتونچی، محمود نقیب زاده صفحه 41
    مسیریابی کارا در شبکه تاثیر مهمی در انتقال درست و سریع داده های الکترونیکی و بالا بردن بهره وری شبکه از جمله ایجاد تاخیر کم و گذردهی بالا دارد. در دهه اخیر الگوریتم های مسیریابی جدیدی بر اساس مفاهیم سیستم های چند عامله، پیشنهاد شده اند. یکی از این الگوریتم ها، AntNet است که در مقایسه با روش های قبلی دارای کارایی بهتری در واکنش نسبت به تغییرات شبکه می باشد. اما الگوریتم AntNet نیز دارای نقطه ضعف هایی مانند همگرایی نسبی دیر هنگام است. در این مقاله سعی شده است این مشکل تا حدی رفع شود. پیشنهاد ما افزودن نوعی مورچه کمکی برای افزایش همکاری بین گره هاست تا زمان رسیدن به همگرایی در شبکه و واکنش نسبت به تغییرات شبکه سریعتر گردد. این روش تعمیمی از روش پیشنهادی قبلی است که مورچه های کمکی در نودهای میانی نیز ایجاد می شوند. به منظور ارزیابی کارایی، الگوریتم در محیط NS2 پیاده سازی شده و آزمایش های متعددی در شبکه های NSFNet و NTTNet انجام گردیده است. تحلیل آماری نتایج این آزمایش ها، نشان می دهد استفاده از روش جدید رسیدن به همگرایی را در اکثر مواقع سریع تر ساخته است. در این آزمایش ها، تاخیر تا 5% و تغییرات تاخیر تا 6% کاهش پیدا کرده است. این در حالی است که حتی با کاهش آهنگ تولید عامل ها، الگوریتم جدید با سربار کمتر نیز، کارایی بهتری نسبت به الگوریتم اصلی دارد.
    کلیدواژگان: antnet، عامل های متحرک، مسیریابی شبکه
  • منیره عبدوس، ناصر مزینی صفحه 47
    تصمیم گیری، فرآیند انتخاب بهترین عمل یا گزینه از میان گزینه های موجود می باشد. تصمیم گیری چند معیاره، یکی از شاخه های پر کاربرد علم تصمیم گیری محسوب می شود و روش های زیادی تاکنون ارایه شده است. از میان این روش ها، روش مجموع ساده وزین، به عنوان روش اصلی و پذیرفته شده، به حساب می آید. در این مقاله روش هایی برای حل مسایل تصمیم گیری بیان شده که کاملا مبتنی بر شبکه های عصبی مصنوعی می باشند. این مقاله کاربرد روش های رایانش نرم را در حوزه های کلاسیک چون تصمیم گیری نشان می دهد. در این مقاله دو روش، یکی بر اساس شبکه عصبی با ناظر و دیگری بر اساس شبکه عصبی بدون ناظر، ارایه شده است. نتایج حاصل از این دو روش با روش مجموع ساده وزین، مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: تصمیم گیری چند معیاره، روش مجموع ساده وزین، شبکه پرسپترون، شبکه عصبی مصنوعی، شبکه کوهونن
  • تقدیر و تشکر
    صفحه 53
|
  • M. H. Savoji, Gh. Alipoor Page 3
    In recent years there has been a growing interest to employ non-linear predictive techniques and models in speech coding to further reduce bit-rate and therefore channel bandwidth. Usually neural nets are used for this purpose that result in an additional up to 3dB reduction in the excitation signal energy. Non-linear prediction can also be performed based on Volterra series expansion wherein the expansion is usually limited to first and second terms, for simplicity (quadratic prediction). Early studies have shown that employing Volterra filters results in a much higher reduction in excitation signal energy (6 to 10 dB), as compared with neural nets. But, because of instability, this reduction can not be materialized in terms of bit-rate reduction or signal to noise improvement. This instability in the decoder is triggered by computational errors (i.e. due to quantization of the excitation signal) and high sensitivity of algorithms to these errors. In the original work, presented here, the instability in the codec is studied in both forward and backward prediction schemes using LS and LMS algorithms respectively. It is shown that stability can be obtained at the cost of losing most of saving in excitation signal energy where final reduction level is as much as for neural nets. With forward prediction, after stabilizing, in spite of a small increasing in the operational complexity for 20 to 45% of frames including the quadratic term will be beneficial. So a scheme is developed to perform non-linear prediction only on these frames. This algorithm results in an improvement of up to 4 dB in final signal to noise ratio. Sequential backward quadrant prediction, although much more interesting from implementation point of view, does not lead to an appreciable better performance over linear prediction.
  • H. Samimi, P. Azmi, M. Hakkak Page 12
    In this paper we propose a new Gaussian-based analytical method for performance analysis of regular LDPC codes iterative decoding on AWGN channel. The proposed method has good accuracy and low complexity in comparison with current methods. Based on our developed analytical equations, we present an error propagation model for the iterative decoder of LDPC codes which can be used as a simple tool for convergence analysis of LDPC codes on the AWGN channel.
  • N. Noori, H. Oraizi Page 19
    In this paper, the parabolic equation method is applied to analyze radio wave propagation through window structures. By this method, a typical window propagation situation is simulated for different window sizes and frame types. The simulation results are represented for both normal and oblique incident cases of uniform and non-uniform plane wave. Results from the implementation of the parabolic equation method show good agreement with FDTD reported simulations. Base on this study, as the parabolic equation method needs less memory size and CPU time against FDTD method, it can be used as an efficient algorithm to analyze this kind of problems.
  • M. Biguesh, A. A. Farhoodi, M. A. Masnadi, Shirazi Page 26
    Capacity of wireless communication systems can be increased significantly by using arrays of antenna at the transmitter and receiver. In these so called multiple input multiple output (MIMO) communication systems, the algorithms used for detection of transmitted symbols are based on perfect channel state information (CSI) at the receiver side. The optimum detection approach in the sense of symbol error rate (SER) is Maximum likelihood (ML) detector. However, in the case of imperfect channel knowledge, the performance of this type of detection method degrades and symbol error rate (SER) increases. In this manuscript, we have briefly addressed the effect of imperfect channel knowledge on the performance of MIMO communication systems. Then, an analytical approach is proposed to cope with the destructive effect of CSI uncertainty on the ML detection algorithm and the performance of our proposed method is verified via computer simulations.
  • M. Nayeripoor, A. Yazdian Varjani, M. Mohamadian, H. R. Mohammadi Page 32
    The presence of nonlinear and unbalance loads in a three-phase network causes harmonics generation and dissipation in power network. One of the usual methods used for decreasing and eliminating these effects is the application of active and passive filter. The passive filter is designed for a particular kind of frequency and therefore eliminates a particular harmonics. Its weakness, however, is the possibility of its resonance with the equivalent network impedance and the large size of its elements. The active filter helps to remove the above problems. Moreover, this filter causes the harmonics to be rejected individually or all together and prohibits the occurrence of resonance with the network. One of the problems of these filters is the limited dynamics response that considers the steady state of harmonics. In this paper, unlike the previous methods on single phase analysis, the inverter used in active filter is analyzed more precisely, i.e., the simultaneous three- phase analysis. The ohmic effect of phase-inductances is also taken into account. The inverter control system makes use of two internal and external loops. The external loop produces suitable signal for on/off switching through sliding mode control. The internal loop utilizes energy feedback to adjust the capacitor voltages. This new method effectively improves the speed of dynamic filter response in comparison with the previously reported methods and is able to quickly compensate harmonics and load unbalancing.
  • A. Soltani, M. R. Akbarzadeh, M. Naghibzadeh Page 41
    Appropriate routing in data transfer is a challenging problem that can lead to improved performance of networks in terms of lower delay in delivery of packets and higher throughput. Considering the highly distributed nature of networks, several multi-agent based algorithms, and in particular ant colony based algorithms, have been suggested in recent years. However, considering the need for quick optimization and adaptation to network changes, improving the relative slow convergence of these algorithms remains an elusive challenge. Our goal here is to reduce the time needed for convergence and to accelerate the routing algorithm’s response to network failures and/or changes by imitating pheromone propagation in natural ant colonies. More specifically, information exchange among neighboring nodes is facilitated by proposing a new type of ant (assistant ants) to the AntNet algorithm. This method is an extension of authors’ earlier work by allowing intermediate nodes, in addition to destination nodes, to produce assistant ants. The resulting algorithm, the “modified AntNet,” is then simulated via NS2 on NSF and NttNet network topologies. The network performance is evaluated under various conditions. Statistical analysis of results confirms that the new method can significantly reduce the average packet delivery time and rate of convergence to the optimal route when compared with standard AntNet.
  • M. Abdoos, N. Mozayani Page 47
    Decision making is finding the best compromised solution from all feasible alternatives. Multi-criteria decision making is one of the most applied branches of decision making. Many methods have been presented for solving MCDM problems ever since. Among these methods, simple additive weighting, SAW, is the most commonly used method. In this paper, two methods are proposed for solving MCDM problems based on artificial neural networks. This paper shows an application of soft computing techniques in classic problems, such as decision making. Herein, two methods are presented based on both supervised and unsupervised neural networks. The results of the methods have been compared with SAW.