وبلاگ

:
در مخابرات سیار نیاز به اشتراک گذاشتن اطلاعات به صورت غنی تر در یک ارتباط فرد به فرد، احساس می شود. براساس تکنولوژی های IMS و SIP حوزه های موبایل و اینترنت به هم خواهند پیوست و به کاربران اجازه خواهند داد تا بتوانند با استفاده از ابزار با قابلیت عملیات متقابل، به محتویات دیجیتال امکان دسترسی، به اشتراک گذاشتن و… داشته باشد.
با استفاده از یک شبکه مبتنی بر IMS، اپراتورها قادر خواهند بود تا سرویس های جدید و بسیار سریع تر از قبل را نصب و معرفی کنند. امکانات جدید به راحتی می توانند اضافه شوند و هزینه های سرویس های جدید با توجه به اینکه دیگر نیازی به ساخت و راه اندازی شبکه های کاملا جداگانه و موازی برای پشتیبانی هر قسمت نیست، کاهش خواهد یافت.
استفاده از تکنولوژی IP در شبکه های مرکزی، مفاهیم سرویس جدید و همگرائی میان شبکه های سیار و ثابت را ممکن می سازد. دنیای شبکه و سرویس های همگرا موقعیت های بزرگی را برای اپراتورها فراهم می سازد و IMS یک عامل اصلی در تبدیل این موقعیت ها به موفقیت خواهد بود.
مطالبی که در این مبحث آورده شده است بدین صورت است که در فصل اول به معرفی اجمالی دو حوزه مخابرات سیار و اینترنت پرداخته و علت نیاز به IMS را بیان کرده ایم. در فصل دوم بعد از پرداختن به تاریخچه استانداردسازی IMS به معرفی و بررسی ساختار 3GPP و 3GPP2 اشاره کرده ایم.
در فصل سوم به معماری IMS پرداخته و قسمت های مورد نیاز در IMS را مورد بررسی قرار داده ایم.
فصل اول
تصویری از IMS: چه تصمیمی گرفته ایم؟
تصویری از IMS: هدف ما چیست؟

هدف شبکه های نسل 3 (G3) این است که دو نمونه بسیار موفق مخابرات را یکی کنند: شبکه های سلولی و اینترنت. IMS یک عنصر کلیدی در ساختار 3G می باشد که دسترسی سلولی حاضر را به سرویس هایی که اینترنت تولید می کند، امکان پذیر می سازد.

در هر کجا که یک وسیله نسل سوم در اختیار داشته باشید می توانید از خودتان عکس بگیرید و به صفحات اینترنتی مورد علاقه خود دسترسی داشته باشید. E-mail های خود را چک کنید، یک فیلم ببینید و یا در یک ویدئو کنفرانس شرکت کنید. این نمایی از IMS است.
1-1- اینترنت
اینترنت رشد چشمگیری را در طی سال های اخیر داشته است و از یک شبکه مرتبط با چندین صفحه تحقیقاتی کوچک به یک شبکه جهانی ارزشمند و سنگین تبدیل شده است. یکی از دلایل این رشد، ایجاد سرویس های بسیار مفید است که میلیون ها کاربر مایل به استفاده از آنها باشند. بهترین نمونه های شناختانه شده، شبکه گسترده جهانی (www) و Email می باشد. ولی بیشتر از اینها هم وجود دارند: به عنوان مثال، پیغام های فوری، Presence، VoIP و ویدئو کنفرانس ایجاد کردن و به اشتراک گذاشتن وایت بردها.
اینترنت قادر به ایجاد بسیاری از سرویس های جدید می باشد چرا که از پروتکل های باز استفاده می کند که در شبکه (web) برای هر ایجاد کننده سرویس، موجود می باشند.
داشتن علم گسترده ای در مورد پروتکل های اینترنت دارای مفهوم مهمی است: کسانی که سرویس های جدید را گسترش می دهند همان کسانی هستند که می خواهند از آنها استفاده کنند. برای مثال فردی را در نظر می گیریم که به بازی شطرنج علاقه دارد و می خواهد این بازی را در اینترنت انجام دهد. این کاربر قادر خواهد بود تا یک برنامه شطرنج طرح کند و با استفاده از یک پروتکل انتقال، آن را در اینترنت اجرا کند.
از سوی دیگر، اگر پروتکل ها باز نباشند و فقط تعداد محدودی به آنها دسترسی داشته باشند، کسی که برنامه شطرنج را طرح کرده است، فردی دارای علم زیاد در مورد پروتکل ها ولی کم درباره شطرنج می باشد. کار دشواری نیست که حدس بزنیم چه کسی بهترین برنامه شطرنج را طرح می کند: شطرنج بازی که می داند چه انتظاری از برنامه شطرنج دارد و یا متخصص پروتکل. در واقع این همان چیزی است که اینترنت به دست آورده است.
تعداد متخصصین پروتکل زیاد است به طوری که همیشه کسی وجود دارد که عضو یک گروه خاصی باشد (مثلا بازی شطرنج) و نیازهای گروه و پروتکل هایی را که احتیاج است را بشناسد.

سیستم تلفن موبایل GSM و سیستم تلفن ثابت PSTN از استانداردهای مختلفی برای کدکردن سیگنال گفتار استفاده می کنند بنابراین برای ارتباط بین این دو سیستم باید از یک مبدل کد مناسب استفاده شود.
در شبکه تلفن ثابت برای پردازش سیگنال گفتار از استاندارد G711/714 استفاده می شود. این استاندارد، روش کد کردن PCM با قانون A-Law را برای پردازش گفتار توصیه می کند. در این روش سیگنال گفتار آنالوگ با نرخ 8KSamples/s نمونه برداری شده و هر نمونه با یک کد 8 بیتی نمایش داده می شود بنابراین نرخ خروجی کد کننده های A-Law PCM و 64Kbits/s خواهد بود. موسسه استانداردهای مخابراتی اروپا برای کد کردن و فشرده سازی گفتار در شبکه موبایل GSM، چهار استاندارد مختلف را ارایه کرده است که عبارتند از:
Half Rate , Adaptive Multi Rate , Enhanced Full Rate , Full Rate
در حال حاضر برای شبکه موبایل GSM در ایران از استاندارد GSM 06.10 یا همان Full Rate استفاده می شود. استاندارد Full Rate، الگوریتم پردازش سیگنال RPE-LTP را برای کدکننده های گفتار توصیه کرده است. کد کننده های RPE-LTP یک فریم 160 نمونه ای را به یک فریم 260 بیتی تبدیل می کند با توجه به طول فریم 20ms، نرخ بیت خروجی کدکننده  13Kbits/s خواهد بود. الگوریتم RPE-LTP یک الگوریتم پردازش سیگنال پیچیده است و روال های مختلف پردازش سیگنال های دیجیتال نظیر فیلتر کردن، محاسبه همبستگی و خودبستگی، کوانتیزه کردن، كاهش و افزایش نرخ نمونه برداری و سایر روالهای پردازشی به طور گسترده در این الگوریتم مورد استفاده قرار می گیرد.
هدف این پروژه، طراحی سخت افزار و نرم افزار مناسب برای پیاده سازی و اجرای عملیات تبدیل کانال های صحبت پردازش شده با روش RPE-LTP، به کانال های صحبت پردازش شده به روش A-Law PCM و بالعکس است. برای این منظور پس از انجام مطالعات و بررسی پردازشگرهای DSP مختلف یک برد DSP بر مبنای TMS320VC5402 طراحی گردید پس از آن نرم افزار مناسب بر مبنای GSM 06.10 پیاده سازی گردید.
این گزارش به مراحل طراحی سخت افزار و نرم افزار برد DSP برای TRAU اختصاص دارد و سعی شده است که جزئیات و مطالب مربوط به آن در فصول مختلف و با نظم بندی مناسب عنوان شود به طوری که فصل های مختلف دارای استقلال نسبی باشند و چنانچه خواننده ای تنها علاقمند به مطالعه یکی از فصول مربوط باشد، نیاز به مطالعه فصول قبلی نداشته باشد. در همین راستا در فصل اول به معرفی پردازنده های DSP و تفاوت آنها با پردازنده های معمولی پرداخته شده است. در فصل دوم مفاهیم و اصول کلی که در کدکننده های گفتار استفاده می شود، آورده شده است. در فصل سوم به توضیح و طراحی سخت افزار برد DSP و نکات آن پرداخته این و جزئیات طراحی برد به علاوه کاربرد و کارکرد IC های استفاده شده در برد را شرح داده ایم. در فصل چهارم فلوچارت برنامه ها و نحوه پیاده سازی نرم افزار کدکننده – کدگشا بر مبنای استاندارد GSM 06.10 موسسه استانداردهای مخابراتی اروپا و نیز نتایج حاصل از ارزیابی عملکرد نرم افزار ارائه می

 شود. در انتها و در پایان پروژه به ارائه پیشنهاد و راه حل برای بهبود سیستم پرداخته ایم تا چنانچه ممکن باشد در آینده و در جهت بهبود و پیشرفت سیستم از آن استفاده شود.

فصل اول: آشنایی با پردازنده های DSP
1- پردازنده های DSP
پردازنده های DSP ریزپردازنده هایی هستند که برای انجام پردازش بر روی سیگنال های دیجیتالی طراحی شده اند. پردازش سیگنال های دیجیتال یکی از تکنولوژی های اصلی در گستره کاربردهای با رشد سریع نظیر مخابرات بی سیم، پردازش صوت و تصویر و کنترل صنعتی است. اولین چیپ DSP تجاری در اوایل دهه 1980 وارد بازار شد. با عمومیت یافتن کاربردهای DSP انواع مختلفی از پردازنده های DSP جدید با قابلیت های توسعه یافته هر روز روانه بازار می شود. آمارهای تجاری بیانگر فروش 6/2 میلیارد دلار پردازنده DSP در سال 2000 است و این رقم نسبت به سال ماقبل آن رشدی معادل 40 درصد داشته است. با رقابت شدید تولیدکنندگان برای گرفتن سهم بیشتری از این بازار پرمنفعت که منجر به تولید پردازنده های سریع تر و کاراتر خواهد شد، مهندسین طراح روز به روز از امکان انتخاب بهتری برخوردار خواهند شد. DSP های کنونی نیز بسیار قدرتمند و موثر هستند که در ادامه برخی از ویژگی های مهم و مشترک DSP های تجاری مختصرا شرح داده می شود.
1-1- ویژگی های پردازنده های DSP
بیشتر پردازنده های DSP – که در ادامه فقط DSP نامبرده می شود – دارای ویژگی های مشترکی هستند که موجب کارایی و قدرت عمل آنها در پردازش سیگنال های دیجیتال می گردد. یکی از مهمترین ویژگی های قابل ذکر، توانایی انجام یک یا چند عمل ضرب – انباشت (MAC) فقط در یک سیکل دستورالعمل است. عمل MAC در الگوریتم های پردازش سیگنال نظیر ضرب نقطه ای بردارها در فیلترهای دیجیتال، محاسبه همبستگی (Correlation) و تبدیل فوریه بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. برای دست یافتن به یک MAC تک سیکل، سازندگان DSP سخت افزار MAC را در مسیر باس های داده اصلی درون چیپ همانگونه که در شکل (1-1) نشان داده شده قرار داده اند.
بعضی از DSP های جدید از چندین واحد MAC استفاده می کنند در نتیجه عملیات MAC در آنها به صورت موازی انجام می شود. ویژگی مشترک دیگر در بین DSP ها توانایی دسترسی چندگانه به حافظه در یک سیکل دستورالعمل است. این خاصیت به پردازنده اجازه می دهد که در حین واکشی دستورالعمل، عملوندهای آن را از حافظه خوانده و یا نتیجه دستورالعمل قبلی را در حافظه ذخیره کند. مثلا برای محاسبه ضرب نقطه ای بردارها در یک فیلتر FIR، اغلب DSP ها همزمان با انجام عملیات MAC نمونه های داده و ضرایب را برای عملیات MAC بعدی از حافظه فراخوانی می کنند. چنین دستورالعمل هایی با قابلیت دسترسی چندگانه به حافظه اغلب با محدودیت های زیادی روبرو هستند. مثلا چندین مکان حافظه مورد دسترسی همزمان به غیر از یکی باید درون چیپ DSP باشند و یا دسترسی چندگانه فقط برای دستورالعمل های خاصی قابل اجرا می باشد. برای پشتیبانی از دسترسی چندگانه به مکان های حافظه، DSP ها چندین باس مختلف درون چیپ، حافظه های چند درگاهی (multi – port) و در برخی موارد بانک های حافظه مستقل از هم را فراهم می کنند.

معماری های کنونی کیفیت سرویس با خصوصیات لایه پیوند سروکار ندارند. این معماری ها تفاوت های موجود در نیازهای کیفیت سرویس در شبکه های ارائه کننده سرویس اینترنت و شبکه های زیرساخت یا هسته را در نظر نمی گیرند. این تفاوت ها در نیازهای کیفیت سرویس از تفاوت های موجود در حجم ترافیک به کار گرفته شده در ISP و شبکه های زیرساخت ناشی می شوند. مضافا با توجه به ماهیت خود، به کندی عمل می کنند و در نتیجه این امکان را به وجود می آورند که ترافیک های نامناسب وارد شبکه شوند و عملکرد آن را مختل کنند. این موضوع نیاز به یک معماری کیفیت سرویس را که مشکلات یاد شده را نداشته باشد و از مزایای معماری های موجود نیز بهره مند باشد، آشکار می کند.
در این رساله برای دستیابی به هدف مذکور، یک معماری کیفیت سرویس براساس سوئیچینگ برچسب چند پروتکلی پیشنهاد می کنیم. در این معماری از مزایای معماری های مبتنی بر ATM و DiffServ استفاده می گردد. این تحقیق شامل جزئیات معماری QoS و نتایج شبیه سازی برای نشان دادن حصول به اهداف یاد شده است.
فصل اول جزئیاتی از معماری پیشنهاد شده و مقایسه آن با معماری های شناخته شده دیگر را ارائه می کند. فصل دوم تحلیل کیفی از دو پروتکل سیگنالینگ در این معماری را بیان می کند. فصل سوم شامل نتایج شبیه سازی است که تأثیر ترکیب MPLS و DiffServ را در شبکه های هسته نشان می دهد. فصل چهارم، نتایج حاصل از تحلیل کیفی و کمی معماری را ارائه می دهد و همچنین روند آتی را نیز پیشنهاد می کند.
فصل اول

1-1- هدف

بحث کنترل ترافیک در شبکه ها جهت رسیدن به بهترین کیفیت سرویس از مهمترین موضوعات برای طراحان شبکه های بزرگ می باشد. معماری پیشنهادی، ترافیک در هسته شبکه را به بهترین شکل ممکن و با کیفیت عالی تحت کنترل دارد.
2-1- پیشینه تحقیق
تلاش های بسیاری جهت بهبود کیفیت سرویس در شبکه ها صورت گرفته است و در فصل سوم (2-3-2) به برخی از این معماری ها اشاره شده است که هرکدام از معماری ها معایبی دارند اما معماری پیشنهادی هرچند به مرحله تولید نرسیده است اما به صورت آزمایشگاهی بهترین کیفیت سرویس را در هسته نشان داده است (با کمک NS-2) و با کمک این معماری توانستیم ترافیک و ازدحام را با مکانیزم هایی تحت کنترل کامل درآوریم.
3-1- روش کار و تحقیق
جهت رسیدن به هدف نهایی از جدیدترین مقالات مرتبط استفاده شده است. با توجه به اینکه در این معماری از MPLS و DIFFSERVICE استفاده شده است لذا تسلط به این دو بحث ضروری به نظر می رسید که در ادامه همین فصل به طور خلاصه به توضیح آنها خواهیم پرداخت. همچنین برای شبیه سازی از نرم افزار NS-2 استفاده شده است که نتایج آن به صورت گرافیکی در فصل آخر رساله آمده است.

چهره جزو مهمترین محرک هایی است که به سیستم بینایی اعمال می شود. ثبت های الکترودی از تک نرون ها در میمون Macaque نشان داده است که بعضی از نرون ها به طور اساسی به چهره جواب می دهند و به محرک های دیگر پاسخ نمی دهند. این نرون ها در جلوی قسمت بالایی شیار گیجگاهی یا STS و در ناحیه TE یافت شده اند. این سلول ها برای پاسخ دادن نیاز به وجود تمام اجزای صورت را دارند.
از طرفی، نشان داده شده است که بعضی از سلول ها به تنها یکی از اجزای صورت مانند (چشم ها، دهان، موها) یا زیرمجموعه ای از اجزاء

 پاسخ می دهند. این سلول ها پاسخ افت کننده ای به جزء دیگر صورت یا کل صورت دارند. هرکدام از این سلول ها از طریق سیناپس ها به یکدیگر متصل می باشند که تشکیل یک شبکه عصبی را می دهند.

هدف این پروژه آنالیز این نکته است که وجود جاذب های مجزا برای اجزای صورت مانند چشم، گوش، بینی و مو در کنار جاذب ها برای کل صورت چقدر فرآیندهای ذخیره سازی و بازشناسی کل چهره را تسهیل می سازد. سوال اصلی دیگری که در اینجا مطرح است این است که ذخیره سازی اجزاء به صورت جاذب در یک ناحیه کرتکس چقدر به ذخیره سازی و بازیابی یک حافظه ترکیبی کمک می کنند. با این حال قصد اصلی این پروژه تاکید بر بازیابی صورت در مغز برای پاسخ به این پرسش است. این کار به وسیله مدلسازی انجام می پذیرد به این ترتیب که شبکه عصبی مورد نظر برای مدلسازی پیاده سازی می شود و نتایج بررسی خواهد شد.
یکی از مدل های مشابه که توسط Treves و همکارانش در SISSA شبیه سازی شده است، از شبکه عصبی ماژولار تشکیل شده است که هریک از ماژول ها برای کد کردن و ذخیره سازی یک از اجزای صورت استفاده شده اند. در این شبیه سازی شبکه ای برای سلول های کدکننده کل صورت یا سلول چهره در نظر گرفته نشده است و فقط تفاوت در وجود یا نبود اتصالات بین ماژول ها در عمل بازشناسی چهره مورد بررسی قرار گرفته است.

:
در ابتدای تولید الکتریسیته و آغاز مصرف انرژی الکتریکی، منابع کوچک و پراکنده ای نظیر رودخانه ها و توربین های کوچک آبی برای تولید انرژی الکتریکی به کار گرفته می شدند. در واقع ایده تولید پراکنده، ایده ای قدیمی و مربوط به اواخر قرن 19 میلادی است.
با پیشرفت صنعت برق و ساخت ژنراتورها و موتورهای عظیم الجثه، مولدهای کوچک و محلی انرژی به نیروگاه های چند صد مگاواتی که شمار زیادی از مصرف کنندگان دور و نزدیک را تحت پوشش قرار می دادند، تبدیل شدند.
اکنون پس از گذشت بیش از یک قرن از بهره برداری انسان از انرژی الکتریکی برای تامین رفاه و آسایش، بیشتر طراحان و برنامه ریزان صنعت برق در سراسر دنیا به ایده تولید پراکنده روی آورده، در جهت کوچک سازی حجم مراکز تولید و سطح تحت پوشش آنها تلاش می کنند.
در این فصل وضعیت تولید انرژی در سال های اخیر مورد بررسی واقع می شود و زمینه های تاریخی بازگشت به تولید پراکنده در تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرف کنندگان ارائه می شود و در نهایت به جایابی DG در شبکه های توزیع به عنوان اولین گام در جهت استفاده از مزایای آن است، پرداخته می شود و روند کلی مطالعات انجام شده در این مجموعه توضیح داده می شود.
2-1- تولید انرژی:
اولین نیروگاه های احداث شده در دنیا را از لحاظ نوع منبع می توان به سه گروه عمده زیر تقسیم کرد:
– منابع آبی: از انرژی آب جاری رودخانه ها یا آب ذخیره شده در مخزن سدها استفاده می کنند.
– منابع حرارتی: از انرژی سوخت ها نظیر نفت، زغال سنگ یا گاز بهره می برند.
– منابع هسته ای: از انرژی اتمی استفاده می شود.

سایر منابع تولید انرژی الکتریکی تا پایان قرن بیستم فرعی و غیر متداول محسوب می شدند. جدول (1-1) سهم هریک از تکنولوژی های فوق را در تولید انرژی در سراسر دنیا تا پایان قرن بیستم نشان می دهد.

نیروگاه های عظیم با توان بالا و از هریک از انواع فوق نیاز به اختصاص مکان مناسبی برای ساخت دارند که یافتن این مکان هم مشکلاتی به همراه دارد از قبیل اینکه نیروگاه های آبی باید در محدوده جغرافیایی مشخصی بر سر راه رودخانه ای با دبی آب بالا ساخته شوند و یا اینکه نیروگاه های اتمی در محلی حفاظت شده و دور از مراکز تجمع با امنیت بالا احداث شوند. رساندن سوخت به نیروگاه های حرارتی نیز هزینه هایی را بر روند کلی تولید برق تحمیل می کند که نزدیکی آنها به محل تامین سوخت، این هزینه ها را کاهش می دهد. از طرف دیگر برای رساندن انرژی الکتریکی به مصرف کنندگان، طرحی و احداث شبکه های عظیم انتقال و توزیع برق ضروری است که در مناطقی با جمیعت پراکنده و غیرمتمرکز، سرمایه گذاری قابل توجهی را می طلبد و برق تامین شده در محل مصرف را به برقی پرهزینه و گران تبدیل می کند. در بسیاری از کشورها صنعت برق نیز همچون سایر صنایع از سرمایه بخش خصوصی بهره می گیرد و در ایران هم سمت و سوی برنامه ریزی ها در جهت خصوصی سازی و کاهش حجم دولت است. با توجه به این واقعیت، ضرورت توجه به تکنولوژی های دیگر تولید برق که به سرمایه گذاری کمتری احتیاج داشته و بازگشت سرمایه کوتاه تری دارند، که هردو از اولویت های مشارکن بخش خصوصی در تامین مالی صنایع هستند، کاملا محسوس می باشد. بنابراین کاستن از حجم نیروگاه ها و بزرگی سطح تحت پوشش شبکه های برق رسانی می تواند به جذب سرمایه های خصوصی و دستیابی به اهداف برنامه های توسعه یاری رساند.