فهرست مطالب

نشریه مهندسی مخابرات جنوب
پیاپی 47 (بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/02/13
  • تعداد عناوین: 6
|
  • زهرا مهجوبی، نیما رئیسی صفحات 1-16

    در  نسل پنجم سیستم های سلولی، برای سرویس دهی هر چه بهتر به کاربران، پیشنهادشده است که از ترکیب باندهای مایکروویو و موج میلی متری استفاده شود. از طرفی با کوچک تر شدن سلول ها به منظور بهبود بهره وری طیفی، معمولا با یک شبکه فوق متراکم سروکار داریم. در این پژوهش، شبکه سلولی فوق متراکم با تقسیم دوگانه ی زمانی از دو نوع ایستگاه پایه ی موج میلی متری و مایکروویوی تشکیل شده است. ایستگاه های پایه و کاربران در هر دو محیط داخلی و خارجی با توزیع پواسون توزیع می گردند. در ادامه بر پایه ی مدل توزیع ایستگاه های پایه، توزیع کاربران و همچنین مدل کردن موانع و انسدادها با مدل بولین، بازده طیفی برای هر دو ارتباط فراسو و فروسو محاسبه می گردد و تاثیر تراکم هر دو نوع ایستگاه پایه بر روی بازده طیفی مورد ارزیابی قرار می گیرد. در انتها مسیله ی حداکثر کردن نرخ فروسو با تضمین داشتن حداقل نرخ فراسو به صورت یک مسیله ی بهینه سازی خطی فرمول بندی شده و حل می گردد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با سرویس دهی توام ایستگاه پایه موج میلی متری و مایکروویو هم در ارتباط فراسو و هم در ارتباط فروسو  ، می توان به بهره وری طیفی بالا در هر دو ارتباط دست یافت و با کمک تخصیص بهینه ی منابع مبتنی بر تقسیم دوگانه زمانی، ارتباط فروسو بهبود کلانی در حدود 3 dB می یابد.

    کلیدواژگان: شبکه سلولی نسل پنجم، شبکه فوق متراکم، موج میلی متری، امواج ماکروویو، تخصیص منابع
  • سینا پیرنیا، حمیدرضا بخشی، محمد دوسرانیان مقدم، رامین خسروی صفحات 17-36

    به منظور پاسخگویی به تقاضای فزاینده ای که برای استفاده از خدمات شبکه های بی سیم سلولی نسل جدید به وجود آمده است، شبکه ی ناهمگون شامل سلول های کوچک راه حل نظام مند و مطلوبی به شمار می رود. در این تحقیق یک شبکه با سلول های کوچک برپایه فن آوری دسترسی چندگانه غیرمتعامد با روش حذف پی درپی تداخل را درنظر گرفته ایم. شبکه با سلول های کوچک، به صورت اجتناب ناپذیری با مشکل تداخل هم کانال و بار ترافیکی نامتعادل مواجه است که این مساله بازده انرژی و طیفی شبکه را تحت تاثیر قرار می دهد. همچنین در این نوع از شبکه ها به دلیل تحرک کاربر، تغییر شرایط کانال ارتباطی و تعداد زیاد دگرسپاری ها، مقدار زیادی انرژی مصرف می شود. بر این اساس، این تحقیق به بهینه سازی دگرسپاری در مسیر رو به بالای شبکه های شامل سلول های کوچک با روش دسترسی چندگانه غیرمتعامد و حذف پی در پی تداخل می پردازد که در عین حال کنترل توان و تخصیص ایستگاه پایه با لحاظ انصاف تناسبی در توزیع بار ترافیکی را در نظر می گیرد. یک مساله بهینه- سازی ترکیبی با تلفیق تخصیص ایستگاه پایه و کنترل توان ارایه شده است که به صورت همزمان توابع فایدهء سیستم و دگرسپاری انصاف محور را بیشینه و تابع فایدهء کنترل توان ارسالی را کمینه می کند. مساله بهینه سازی با به کاربردن نظریه های بازی ایتلاف و تجزیه اولیه، حل می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که الگوریتم ارایه شده در مقایسه با الگوریتم های دیگر از نظر تعداد دگرسپاری و انصاف عملکرد بهتری دارد.

    کلیدواژگان: دگرسپاری، شبکه با سلول های کوچک، ایستگاه پایه، کنترل توان، انصاف تناسبی
  • احسان دشتی فرد، آذر محمودزاده، احمد کشاورز، حامد آگاهی صفحات 37-52

    استخراج ویژگی دارای نقشی ارزنده در پردازش تصاویر ابرطیفی است. در سالهای اخیر روش های گوناگونی برای استخراج ویژگیهای کارآمد تصاویر ابر طیفی ارایه شده است. اخیرا تحلیل طیفی تکین شامل ویرایش معمولی آن در حوزه طیفی و تحلیل طیفی تکین دو بعدی در حوزه مکانی با موفقیت برای استخراج ویژگی در تصاویر ابرطیفی بکار گرفته شده است. با این حال عدم توفیق در استخراج ویژگیهای موثر طیفی مکانی مشترک به عنوان یکی از اشکالات این دو الگوریتم به شمار می رود. در این مقاله برای غلبه بر این اشکال، یک توسعه سه بعدی از تحلیل طیفی تکین ارایه شده است. اعمال مدل پیشنهادی به تصاویر ابرطیفی منجر به حذف مولفه های نویزی شده و توانایی تشخیص ویژگیها بسیار بهبود می یابد. در این پژوهش، از دو مجموعه داده در دسترس عموم برای انجام آزمایشها استفاده شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که روش پیشنهادی ما عملکرد امیدوار کننده ای دارد به گونه ای که روی مجموعه داده ابرطیفی ایندیانا و دانشگاه پاویا به ترتیب دقت طبقه بندی حداقل 1/93% و 1/27% را در مقایسه با سایر روش های اخیر کسب نموده است.

    کلیدواژگان: استخراج ویژگی، تصویر ابرطیفی، تحلیل طیفی تکین سه بعدی، طبقه بندی، طیفی مکانی
  • پژمان محمدی صفحات 53-60

    و ساخت یک مقسم توان با استفاده از تکنولوژی موج بر مجتمع شده در زیر لایه </sup>با قابلیت کنترل توان های خروجی ارایه شده است. طراحی بر اساس مقسم توان موج بری در صفحه H انجام شده است که در آن از موج بر مجتمع شده در زیر لایه به جای موج بر مستطیلی استفاده می شود. درنتیجه مقسم توان ساخته شده دارای ابعاد کوچک و قیمت ارزان و همچنین سازگار با ساختارهای مسطح ماکروویوی است. کنترل توان های خروجی با استفاده از جداکننده صورت می گیرد. در موج بر مجتمع شده در زیر لایه قسمت جداکننده توسط مجموعه ای از سوراخ های متالیزه شده ساخته شده است. تغییر موقعیت جداکننده موجب تغییر انتقال توان به خروجی ها می شود. تطبیق امپدانسی و تطبیق مد انتشار بین موج بر مجتمع شده در زیر لایه و خطوط مایکرواستریپ ورودی و خروجی توسط قسمت انتقالی </sup>صورت می گیرد. دو مقسم توان یکی با خروجی های یکسان و دیگری با خروجی های متفاوت بر اساس نتایج شبیه سازی ساخته شدند. نتایج اندازه گیری طراحی های انجام شده را تایید می کنند. پهنای باند امپدانسی هر دو مقسم توان ساخته شده وسیع است؛ و تفاوت توان های خروجی در پهنای باند وسیعی دیده می شود. بر اساس نتایج اندازه گیری پهنای باند مقسم های توان با خروجی های یکسان و متفاوت به ترتیب 4/3 گیگاهرتز و 2 گیگاهرتز است. علاوه بر این تحلیل پارامتری مقسم توان جهت تعیین اثر ابعاد مختلف آن روی مشخصات الکتریکی انجام شده است.

    کلیدواژگان: مقسم توان، موجبر مجتمع شده در زیر لایه، کنترل توان خروجی، پهنای باند وسیع
  • مهدی جلالی صفحات 61-70

    در سال های اخیر حاشیه نویسی تصاویر یکی از موضوعات تحقیقاتی فعال است. در این مقاله برای حاشیه نویسی تصاویر، تکنیک خوشه بندی تعاونی نیمه نظارت شده پیشنهاد می شود. روش های خوشه بندی به دلیل عدم نیاز به حاشیه نویسی بسیار موردتوجه هستند. برای دستیابی به بالاترین کارایی، نتایج خوشه بندی شش سیستم با فضای رنگ و معیار شباهت متفاوت با رای اکثریت به صورت تعاونی، باهم ترکیب می شوند. در شرایطی که تعداد رای ها برای یک تصویر کم باشد از بازخورد مرتبط برای حاشیه نویسی آن استفاده می شود. امروزه بیشتر از معیار شباهت خطی برای تعیین شباهت بین تصاویر استفاده می شود، ولی مدل های غیرخطی به دلیل نزدیکی به سیستم بینایی انسان می توانند کارایی بسیار بهتری داشته باشند، بدین منظور معیار شباهت غیرخطی KMRBF برای شبیه سازی بینایی انسان و بهبود نتایج بازیابی پیشنهاد می شود. آزمایش ها روی پایگاه داده تصاویر کورل و تصاویر ماهواره ای نشان می دهند که روش پیشنهادی دارای کارایی مناسبی است. با توجه به نتایج به دست آمده در پایگاه داده تصاویر ماهواره ای فضای رنگ YIQ دارای دقت بالاتری (به مقدار 5/82 درصد) است. همچنین سه فضای رنگ CIELab, HSV و YIQ دارای کارایی بالاتری هستند، چون در این فضاهای رنگی لومینانس از کرومینانس جدا بوده و این فضاهای رنگی به سیستم بینایی انسان نزدیک تر هستند.

    کلیدواژگان: رنگ، بافت، بازیابی تصویر، تبدیل طیفی، استخراج ویژگی جدید
  • علیرضا چمکوری، سراج الدین کاتبی صفحات 71-83

    امنیت داده ها و حفظ حریم خصوصی در مراکز داده یک مسیله مهم است. از نگرانی های عمده در امنیت و حفظ حریم خصوصی، ناشی از این واقعیت است که احتمال دسترسی اپراتورهای ابر به اطلاعات حساس وجود دارد. برای بهبود ذخیره سازی در مراکز داده ابری توزیع شده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) برای کپی کردن داده ها بین مراکز داده استفاده شده است. این مقاله به طور خلاصه اهداف و محدودیت های مشکل ذخیره سازی ابر به منظور دستیابی به عملکرد خوب با درنظرگرفتن کمترین فاصله انتقال داده، ذخیره سازی بهینه در مراکز داده توزیع شده با قابلیت اطمینان مبتنی بر الگوریتم PSO بین دو مجموعه داده مرکزی را به دست می آورد و سپس یک رویکرد رمزنگاری هوشمند را ارایه می دهد که اپراتورهای سرویس ابری نمی توانند به طور مستقیم از داده های جزیی دسترسی پیدا کنند. نتایج عددی نشان می دهد که روش پیشنهادی می تواند یک استراتژی ذخیره سازی ابری خوب را فراهم کند، زمانی که تعداد مراکز داده توزیع برابر باشد می توان دفاع از تهدیدات اصلی در ابرها را به طور موثر انجام داد.

    کلیدواژگان: ذخیره سازی در ابر، هوش جمعی، بهینه سازی چندهدفه، مراکز داده ابری توزیع شده، قابلیت اطمینان
|
  • Zahra Mahjoobi, Nima Reisi Pages 1-16

    Millimeter wave (mW) communication is one of the key enabling technologies for meeting the vast data demand growth and bandwith scarcity. The mmWave band offers higher bandwidth compare with those presently used in commercial wireless systems, which resuls in higher achievable capacity. To improve the user experience in the 5G communication, it is proposed to utilize the composition of microwave (μW) and millimeter wave networks. On the other hand, an ultra-dense network (UDN) has been envisioned as a promising network paradigm for spectrum efficiency enhancement. In this paper, the cellular network using TDD duplexing, consists of both mW and μW base stations. BSs and users are distributed in both indoor and outdoor environments with Poisson point distribution. Our aim is to calculate the spectral efficiency for both mW and μW sysyems, based on the base stations and users distribution. Moreover, the effect of BS density on spectral efficiency is evaluated. Finally, the problem of maximizing the downlink rate is formulated and solved as a linear optimization problem so that the minimum uplink rate is guaranted. The simulation results show that by servicing both mW and μW simultaneously on uplink and downlink, high spectral efficiency can be achieved and with the help of optimal resources allocation, the network’s perfomance is improved about 3dB.

    Keywords: 5G Cellular Network, Ultra-dense Network, Millimeter Wave, Microwave, Resource Allocation
  • Sina Pirnia, Hamidreza Bakhshi, Mohamad Dosaranian-Moghadam, Ramin Khosravi Pages 17-36

    The handoff rate and load balancing are two important issues that have a great impact on the spectrum and energy efficiency in the small cell networks. This paper investigates the handoff optimization in small cell networks with power-domain non-orthogonal multiple access that uses successive interference cancellation, considering the fairness among base stations. We study the joint base station association and power control problem by considering the motion of mobile users and load balancing in the small cell networks. Under the maximum allowable transmit power and minimum average-rate constraints, two optimization problems are formulated using the number of associated mobile users, the number of handoffs, and the transmit power of all MUs. The total power consumption minimization and the system-wide and handoff utility maximization problems are combined into a single-stage optimization problem through the weighted sum method. We solve the formulated problem using a game theory-based algorithm and primal decomposition theory. The simulation results show that our proposed algorithm can significantly reduce the frequent handoffs and bring a fair power-controlled BS association in small cell networks.

    Keywords: Handoff, Small cell networks, Base station association, Power control, Proportional Fairness
  • Ehsan Dashtifard, Azar Mahmoodzadeh, Ahmad Keshavarz, Hamed Agahi Pages 37-52

    Feature extraction has a valuable role in hyperspectral images processing. In recent years, various methods have been presented to extract efficient features of hyperspectral images. Recent studies have successfully used conventional singular spectrum analysis in the spectral domain and two-dimensional singular spectrum analysis in the spatial domain for feature extraction in hyperspectral images. However, a lack of success in joint spectral-spatial feature extraction is a problem with both algorithms. This study uses a three-dimensional singular spectrum analysis extension to overcome this problem. The implementation of proposal model on hyperspectral images removes the noise components during spectral-spatial feature extraction process and significantly improves features identification capability. This study conducts experiments using two publically available datasets. Experimental results show that our proposed method has a promising performance so that it has obtained a classification accuracy of at least 1.93% and 1.27% respectively on the hyperspectral dataset of Indian Pines and Pavia University compared to other recent methods.

    Keywords: Feature extraction, hyperspectral image (HSI), 3D-singular spectrum analysis (3D-SSA), classification, spatial-spectral
  • Pejman Mohammadi Pages 53-60

    Design and realization of a broadband H-plane Substrate Integrated Waveguide (SIW) power divider with equal and unequal output powers is presented. The configuration of the proposed structure is based on the three equal width SIW lines. In proposed SIW power divider septum has been realized with a row of metalized vias. The inclusive input bandwidth in the proposed structures is achieved due to the proper septum design. The output powers are controlled with the septum offset. The parametric analysis shows that the magnitude of outputs could be adjusted with septum offset and the width of SIW could control the cutoff frequency. Power flow from input port toward output port confirm the proposed design concept. Two SIW H-plane power dividers with the same and different outputs have been designed and produced. There are good agreements between simulation and measurement results for both structures. The input impedance bandwidth for equal and unequal prototypes is 3.4 GHz and 2 GHz respectively.

    Keywords: Power Divider, SIW, Adjustable Outputs, Broadband
  • Mahdi Jalali Pages 61-70

    In recent years, image annotation is one of the active research topics. In this article, a semi-supervised cooperative clustering technique is proposed for image annotation. Clustering methods are very popular because they do not require annotations. In order to achieve the highest efficiency, the clustering results of six systems with different color space and similarity criteria are cooperatively combined with the majority vote. When the number of votes for an image is low, relevant feedback is used to annotate it. One of the most important parts of the image retrieval system and clustering algorithm is determining the appropriate similarity criteria between images. Nowadays, the linear similarity criterion is mostly used to determine the similarity between images, but the nonlinear models can have much better performance due to their proximity to the human vision system, for this purpose, the KMRBF nonlinear similarity criterion is used to simulate vision. Humans and improvement of recovery results are suggested. Experiments on the Corel image database and satellite images show that the proposed method has good performance. According to the results obtained in the satellite image database, the YIQ color space has a higher accuracy (82.5%). Also, the three color spaces CIELab, HSV and YIQ have higher efficiency, because in these color spaces, luminance is separated from chrominance and these color spaces are closer to the human vision system.

    Keywords: Similarity Measure, Texture, Image retrieval system, Clustering, Feature extraction
  • Alireza Chamkoori, Serajdean Katebi Pages 71-83

    Data security and privacy in data centers is an important issue. The major anxiety in security and privacy is the result of the fact that the topography of important operas can be available to sensitive information. To improve storage in distributed cloud data centers, the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm has been used to copy data between data centers. This paper summarizes the objectives and constraints of the cloud storage problem in order to achieve good performance by considering the shortest data transmission distance, obtaining optimal storage in distributed data centers with reliability based on PSO algorithm between two central data sets. And then it provides an intelligent cryptographic approach that cloud service operators cannot directly access partial data. Numerical results show that the proposed method can provide a good cloud storage strategy  when the number of distributed data centers is equal, the defense of the main threats in the clouds can be done effectively.

    Keywords: Cloud Storage, Collective Intelligence, Distributed Cloud Data Centers, Multi-objective Optimization, Reliability