Comparative Performance Investigations of Stochastic and Genetic Algorithms Under Fast Dynamically Changing Environment in Smart Antennas

2011 ◽  
Vol 2 (1) ◽  
Author(s):  
Jafar Ramadhan Mohammed
Keyword(s):  
Genetic Algorithms ◽  
Smart Antennas ◽  
Changing Environment ◽  
Comparative Performance

scholarly journals Σχεδίαση ευφυών κεραιών για ασύρματα δίκτυα και συστήματα εκπομπής

2014 ◽  
Author(s):  
Θεμιστοκλής Δημούσιος
Keyword(s):  
Genetic Algorithms ◽  
Ieee 802.11 ◽  
Smart Antennas ◽  
Mobile Wimax ◽  
Switched Parasitic Arrays

Αντικείμενο της παρούσας διατριβής αποτελεί η μελέτη, σχεδίαση και αξιοποίηση σε ασύρματα συστήματα επικοινωνιών ευφυών στοιχειοκεραιών διαφόρων τύπων (Switched Parasitic Arrays (SPAs), Planar Inverted F Antennas (PIFA)). Πρόκειται για τύπους ευφυών κεραιών (Smart Antennas), οι οποίες εντάσσονται στην επιμέρους κατηγορία των κεραιών στρεφόμενου λοβού (Switched Beam, SB). Η διατριβή εξειδικεύεται στη σχεδίαση ευφυών κεραιοσυστημάτων που διευκολύνουν την εκπομπή και λήψη σήματος ασύρματων τοπικών δικτύων (WiFi, mobile WiMAX) καθώς και δικτύων κινητής τηλεφωνίας (GSM). Πιο συγκεκριμένα, όσον αφορά τα ασύρματα τοπικά δίκτυα, λαμβάνεται υπόψη το πρότυπο IEEE 802.11 που χρησιμοποιείται ευρέως και δίνεται περισσότερη έμφαση στην ανάπτυξη ευφυών κεραιοδιατάξεων με λειτουργικό εύρος ζώνης που λειτουργούν στις ζώνες συχνοτήτων του WiFi, mobile WiMAX και ικανοποιούν κατά βέλτιστο τρόπο τις συνθήκες λήψης (σταθερή, φορητή και κινητή λήψη) που ορίζονται από το εν λόγω πρότυπο. Αρχικά περιγράφονται τα κύρια χαρακτηριστικά του ΙΕΕΕ 802.11. Ακολούθως παρουσιάζονται τα είδη και οι αρχές λειτουργίας των ευφυών κεραιών, καθώς και τα πλεονεκτήματα που συνεπάγεται η ενσωμάτωση τους στα ασύρματα τοπικά δίκτυα. Στη συνέχεια αναπτύσσονται οι διατάξεις SPAs που μελετώνται στην παρούσα διατριβή και τονίζεται η σημασία της ηλεκτρονικής στροφής του διαγράμματος ακτινοβολίας. Σχεδιάζονται διατάξεις από ευφυείς κεραίες μεταγωγής ενεργών και παρασιτικών στοιχείων που προορίζονται για εφαρμογές λήψης σήματος WiFi, mobile WiMAX τοπικών δικτύων καθώς επίσης και κινητής τηλεφωνίας. Δίνεται έμφαση σε δομές που περιλαμβάνουν γωνιακό ανακλαστήρα με δίπολα, δύο ενεργά περιφερειακά στοιχεία με τα υπόλοιπα βραχυκυκλωμένα και σε δομές που αποτελούνται στοιχεία τύπου PIFA, ενεργά ή παρασιτικά, συμμετρικά τοποθετημένα πάνω σε αγώγιμο έδαφος. Ακόμη παρατίθενται στοιχεία από τη θεωρία της μεθόδου των ροπών, η οποία χρησιμοποιείται για την ηλεκτρομαγνητική ανάλυση των SPAs. Η σχεδίαση των κεραιοσυστημάτων πραγματοποιείται με τη βοήθεια της στοχαστικής τεχνικής αναζήτησης και βελτιστοποίησης των γενετικών αλγορίθμων (Genetic Algorithms, GAs), η οποία συνίσταται για την επίλυση πολυπαραμετρικών προβλημάτων. Ικανοποιούνται διάφορες σχεδιαστικές απαιτήσεις που αφορούν στη μορφή του διαγράμματος ακτινοβολίας, την τιμή του κέρδους και την αντίσταση εισόδου. Τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν την ευελιξία και αποτελεσματικότητα των προτεινόμενων διαδικασιών σχεδίασης. Επιπλέον γίνεται αναφορά στην κατασκευή και πειραματική μέτρηση πρωτοτύπων μιας προτεινόμενης ευφυούς στοιχειοκεραίας μεταγωγής ενεργών και παρασιτικών στοιχείων PIFA για μια κατάσταση μεταγωγής.

scholarly journals Genetic Algorithms in Antennas and Smart Antennas Design Overview: Two Novel Antenna Systems for Triband GNSS Applications and a Circular Switched Parasitic Array for WiMax Applications Developments with the Use of Genetic Algorithms

2014 ◽  
Vol 2014 ◽  
pp. 1-13 ◽  
Author(s):  
Stylianos C. Panagiotou ◽  
Stelios C. A. Thomopoulos ◽  
Christos N. Capsalis
Keyword(s):  
Genetic Algorithms ◽  
Impedance Matching ◽  
Ground Plane ◽  
Smart Antennas ◽  
Antenna System ◽  
Antenna Design ◽  
Impedance Bandwidth ◽  
Parasitic Array ◽  
Extensive Reference ◽  
Antenna Systems

Genetic algorithms belong to a stochastic class of evolutionary techniques, whose robustness and global search of the solutions space have made them extremely popular among researchers. They have been successfully applied to electromagnetic optimization, including antenna design as well as smart antennas design. In this paper, extensive reference to literature related antenna design efforts employing genetic algorithms is taking place and subsequently, three novel antenna systems are designed in order to provide realistic implementations of a genetic algorithm. Two novel antenna systems are presented to cover the new GPS/Galileo band, namely, L5 (1176 MHz), together with the L1 GPS/Galileo and L2 GPS bands (1575 and 1227 MHz). The first system is a modified PIFA and the second one is a helical antenna above a ground plane. Both systems exhibit enhanced performance characteristics, such as sufficient front gain, input impedance matching, and increased front-to-back ratio. The last antenna system is a five-element switched parasitic array with a directional beam with sufficient beamwidth to a predetermined direction and an adequate impedance bandwidth which can be used as receiver for WiMax signals.

Immigrants Based Adaptive Genetic Algorithms for Task Allocation in Multi-Robot Systems

2017 ◽  
Vol 16 (04) ◽  
pp. 1750025 ◽  
Author(s):  
Pranab K Muhuri ◽  
Amit Rauniyar
Keyword(s):  
Genetic Algorithm ◽  
Genetic Algorithms ◽  
Task Allocation ◽  
Performance Metrics ◽  
Genetic Operators ◽  
Comparative Performance ◽  
Adaptive Genetic Algorithms ◽  
Robot Systems ◽  
Key Issues ◽  
Multi Robot

Optimal task allocation among the suitably formed robot groups is one of the key issues to be investigated for the smooth operations of multi-robot systems. Considering the complete execution of available tasks, the problem of assigning available resources (robot features) to the tasks is computationally complex, which may further increase if the number of tasks increases. Popularly this problem is known as multi-robot coalition formation (MRCF) problem. Genetic algorithms (GAs) have been found to be quite efficient in solving such complex computational problems. There are several GA-based approaches to solve MRCF problems but none of them have considered the dynamic GA variants. This paper considers immigrants-based GAs viz. random immigrants genetic algorithm (RIGA) and elitism based immigrants genetic algorithm (EIGA) for optimal task allocation in MRCF problem. Further, it reports a novel use of these algorithms making them adaptive with certain modifications in their traditional attributes by adaptively choosing the parameters of genetic operators and terms them as adaptive RIGA (aRIGA) and adaptive EIGA (aEIGA). Extensive simulation experiments are conducted for a comparative performance evaluation with respect to standard genetic algorithm (SGA) using three popular performance metrics. A statistical analysis with the analysis of variance has also been performed. It is demonstrated that RIGA and EIGA produce better solutions than SGA for both fixed and adaptive genetic operators. Among them, EIGA and aEIGA outperform RIGA and aRIGA, respectively.

scholarly journals Σχεδίαση ευφυών κεραιών για ευρυζωνικές εφαρμογές σε ψηφιακά συστήματα ευρυεκπομπής

2008 ◽  
Author(s):  
Στυλιανός Παναγιώτου
Keyword(s):  
Genetic Algorithms ◽  
Smart Antennas ◽  
Switched Parasitic Arrays

Αντικείμενο της παρούσας διατριβής αποτελεί η μελέτη, σχεδίαση και αξιοποίηση σε ψηφιακά συστήματα ευρυεκπομπής ευφυών στοιχειοκεραιών μεταγωγής ενεργών και παρασιτικών στοιχείων (Switched Parasitic Arrays, SPAs). Πρόκειται για έναν τύπο ευφυών κεραιών (Smart Antennas), οι οποίες εντάσσονται στην επιμέρους κατηγορία των κεραιών στρεφόμενου λοβού (Switched Beam, SB). Η διατριβή εξειδικεύεται στη σχεδίαση ευφυών κεραιοσυστημάτων που διευκολύνουν τη λήψη σήματος επίγειας ψηφιακής τηλεόρασης. Πιο συγκεκριμένα, λαμβάνεται υπόψη το πρότυπο DVB-T που χρησιμοποιείται στον ευρωπαϊκό χώρο και επομένως δίνεται περισσότερη έμφαση στην ανάπτυξη ευφυών κεραιοδιατάξεων μεταγωγής ενεργών και παρασιτικών στοιχείων με εκτεταμένο λειτουργικό εύρος ζώνης που λειτουργούν στις ζώνες συχνοτήτων του DVB-T (και κυρίως στην UHF ζώνη) και ικανοποιούν κατά βέλτιστο τρόπο τις συνθήκες λήψης (σταθερή, φορητή και κινητή λήψη) που ορίζονται από το εν λόγω πρότυπο. Αρχικά περιγράφονται τα κύρια χαρακτηριστικά του DVB-T. Ακολούθως παρουσιάζονται τα είδη και οι αρχές λειτουργίας των ευφυών κεραιών, καθώς και τα πλεονεκτήματα που συνεπάγεται η ενσωμάτωση τους σε ένα σύστημα ψηφιακής τηλεόρασης. Στη συνέχεια αναπτύσσονται οι διατάξεις SPAs δίπολων που μελετώνται στην παρούσα διατριβή και τονίζεται η σημασία της ηλεκτρονικής στροφής του διαγράμματος ακτινοβολίας. Σχεδιάζονται διάφορες διατάξεις από ευφυείς κεραίες μεταγωγής ενεργών και παρασιτικών στοιχείων που προορίζονται για εφαρμογές λήψης σήματος ψηφιακής επίγειας τηλεόρασης. Δίνεται έμφαση σε δομές που περιλαμβάνουν δύο ενεργά (γειτονικά) περιφερειακά στοιχεία με τα υπόλοιπα βραχυκυκλωμένα, σε δομές που αποτελούνται από ένα κεντρικό σταθερό ενεργό στοιχείο που περιστοιχίζεται από ανοιχτοκυκλωμένα ή βραχυκυκλωμένα στοιχεία και στην κεραία ESPAR, όπου ένα σταθερό ενεργό στοιχείο περιστοιχίζεται από έναν δακτύλιο παθητικών στοιχείων φορτωμένων με μεταβλητά φανταστικά φορτία. Ακόμη παρατίθενται στοιχεία από τη θεωρία της μεθόδου των ροπών, η οποία χρησιμοποιείται για την ηλεκτρομαγνητική ανάλυση των SPAs. Η σχεδίαση των SPAs πραγματοποιείται με τη βοήθεια της στοχαστικής τεχνικής αναζήτησης και βελτιστοποίησης των γενετικών αλγορίθμων (Genetic Algorithms, GAs), η οποία συνίσταται για την επίλυση πολυπαραμετρικών προβλημάτων. Ικανοποιούνται διάφορες σχεδιαστικές απαιτήσεις που αφορούν στη μορφή του διαγράμματος ακτινοβολίας, την τιμή του κέρδους και την αντίσταση εισόδου. Τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν την ευελιξία και αποτελεσματικότητα των προτεινόμενων διαδικασιών σχεδίασης. Επιπλέον γίνεται αναφορά στην κατασκευή και πειραματική μέτρηση πρωτοτύπων των προτεινόμενων ευφυών στοιχειοκεραιών μεταγωγής ενεργών και παρασιτικών στοιχείων για μια κατάσταση μεταγωγής και σε μια περίπτωση το πρωτότυπο μιας προτεινόμενης κεραίας αποτιμάται σε ένα ρεαλιστικό σενάριο λειτουργίας χρησιμοποιώντας συγκριτικά αποτελέσματα μετρήσεων από μια πιστοποιημένη ευρυζωνική κεραία αναφοράς.

scholarly journals Τεχνολογίες και εφαρμογές ευφυών κεραιών

2014 ◽  
Author(s):  
Χρήστος Νικολόπουλος
Keyword(s):  
Genetic Algorithms ◽  
Ieee 802.11 ◽  
Smart Antennas ◽  
Switched Parasitic Arrays

Αντικείμενο της παρούσας διατριβής αποτελεί η μελέτη, σχεδίαση, βελτιστοποίηση, κατασκευή και αξιοποίηση τεχνολογιών ευφυών στοιχειοκεραιών μεταγωγής ενεργών και παρασιτικών στοιχείων (Switched Parasitic Arrays, SPAs), καθώς και επίπεδων κεραιών ανεστραμμένου F (Planar Inverted – F Antennas, PIFAs) για εφαρμογές τόσο σε ασύρματα συστήματα ευρυεκπομπής όσο και σε παθητικά συστήματα μικροκυματικής ραδιομετρίας.Πρόκειται για έναν τύπο ευφυών κεραιών (Smart Antennas), οι οποίες εντάσσονται στην επιμέρους κατηγορία των κεραιών στρεφόμενου λοβού (Switched Beam, SB). Η διατριβή εξειδικεύεται στη σχεδίαση ευφυών κεραιοσυστημάτων, που διευκολύνουν τη λήψη σήματος συστημάτων WIMAX, Wi-Fi καθώς και επίγειας ψηφιακής τηλεόρασης. Συγκεκριμένα, λαμβάνoνται υπόψη τα πρότυπα DVB-T και WIMAX, που χρησιμοποιούνται στον ευρωπαϊκό χώρο, και επομένως δίνεται περισσότερη έμφαση στην ανάπτυξη ευφυών κεραιοδιατάξεων μεταγωγής ενεργών και παρασιτικών στοιχείων με εκτεταμένο λειτουργικό εύρος ζώνης, που λειτουργούν στις ζώνες συχνοτήτων των παραπάνω τεχνολογιών και ικανοποιούν κατά βέλτιστο τρόπο τις συνθήκες λήψης (σταθερή, φορητή και κινητή λήψη), που ορίζονται από τα εν λόγω πρότυπα. Όσον αφορά την περίπτωση της κινητής λήψης και επειδή καθοριστικό ρόλο στο σχεδιασμό τέτοιων κεραιών παίζει το φυσικό μέγεθος και το εύρος ζώνης εξετάζονται τεχνικές για την επίτευξη ιδιαίτερα αυτών των δυο κριτηρίων.Ειδικότερα, εξετάζονται τεχνικές για τη βελτίωση των χαρακτηριστικών μιας κεραίας μέσω διαταραχών και σχισμών στην επιφάνεια της καθώς και κυκλώματα ανίχνευσης διεύθυνσης σήματος ευφυών κεραιών. Λαμβάνονται υπόψη για τον σχεδιασμό τα πρότυπα IEEE 802.11, 802.16, 802.22 καθώς και κεραιοδιατάξεις που λειτουργούν στη συχνότητα του προτύπου DVB. Τέλος, γίνεται μελέτη της αμοιβαίας αντίστασης σύνθετων επίπεδων στοιχειοκεραιών καθώς και η χρήση των τελευταίων για ανίχνευση θερμοκρασιακών μεταβολών του ανθρώπινου ιστού με τη βοήθεια της μικροκυματικής ραδιομετρίας.Αρχικά, περιγράφονται τα κύρια χαρακτηριστικά των πρωτοκόλλων λειτουργίας των συγκεκριμένων κεραιοδιατάξεων. Ακολούθως, παρουσιάζονται τα είδη και οι αρχές λειτουργίας των ευφυών κεραιών, καθώς και τα πλεονεκτήματα που συνεπάγεται η ενσωμάτωση τους σε ασύρματα συστήματα ευρυεκπομπής και σε παθητικά συστήματα μικροκυματικής ραδιομετρίας. Κατόπιν, αναπτύσσονται οι διατάξεις SPAs επίπεδων κεραιών ανεστραμμένου F, που μελετώνται στην παρούσα διατριβή, και τονίζεται η σημασία της ηλεκτρονικής στροφής του διαγράμματος ακτινοβολίας. Σχεδιάζονται διάφορες διατάξεις από ευφυείς κεραίες μεταγωγής ενεργών και παρασιτικών στοιχείων, που προορίζονται για εφαρμογές λήψης σήματος στις συχνότητες των προτύπων Wi-Fi και WiMAX. Δίνεται έμφαση σε δομές, οι οποίες περιλαμβάνουν ένα ενεργό στοιχείο, ενώ τα υπόλοιπα είναι είτε βραχυκυκλωμένα, είτε ανοιχτοκυκλωμένα ή είναι συνδεδεμένα με κάποιο φορτίο. Ακόμη, παρατίθενται στοιχεία από τη θεωρία της μεθόδου των ροπών, η οποία χρησιμοποιείται για την ηλεκτρομαγνητική ανάλυση των SPAs.Η σχεδίαση των SPAs πραγματοποιείται με τη βοήθεια της στοχαστικής τεχνικής αναζήτησης και βελτιστοποίησης των Γενετικών Αλγορίθμων (Genetic Algorithms, GAs), η οποία συνίσταται για την επίλυση πολυπαραμετρικών προβλημάτων. Ικανοποιούνται διάφορες σχεδιαστικές απαιτήσεις, οι οποίες αφορούν τη μορφή του διαγράμματος ακτινοβολίας, την τιμή του κέρδους και την αντίσταση εισόδου. Τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν την ευελιξία και την αποτελεσματικότητα των προτεινόμενων διαδικασιών σχεδίασης.Επιπλέον, γίνεται αναφορά στην κατασκευή και πειραματική μέτρηση πρωτοτύπων των προτεινόμενων ευφυών στοιχειοκεραιών μεταγωγής ενεργών και παρασιτικών στοιχείων για μια κατάσταση μεταγωγής και σε μια περίπτωση το πρωτότυπο μιας προτεινόμενης κεραίας αποτιμάται σε ένα ρεαλιστικό σενάριο λειτουργίας χρησιμοποιώντας συγκριτικά αποτελέσματα μετρήσεων από μια πιστοποιημένη ευρυζωνική κεραία αναφοράς.

Comparative performance of low-ability airmen

1970 ◽  
Author(s):  
Marvin E. Grunzke ◽  
Nancy Guinn ◽  
Glenn F. stauffer
Keyword(s):  
Comparative Performance ◽  
Low Ability
Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document