AL-Rafidain Engineering Journal (AREJ)

1

Design Class (F) Power Amplifier for (GSM) Application Based on Optimization

Ahmad T. Younis, Ahmad Abdul-Jabbar Ismail

Pages: 1-12 Arabic

Abstract

Non-linear Class-F PA has drawn a great attention among all different classes of
PAs because of their capability of giving high power, providing good PAE and work in
high frequency .The problem of class F PA is Poor linearity. The efficiency linearity and
complexity of class (F) power amplifier depend on the load network. In this research,
Class-F amplifier with carefully chosen bias points , input and output impedance,
designed load matching network and harmonic traps to get linearity and efficiency
greeting with (GSM) application . The load network was designed by low pass flitter
and matching network was designed to obtain the required optimum impedance at
fundamental only to reduce complexity of PA and adding radial stub to provide a short circuit for higher degree harmonics and improve the linearity . The final design produced a PAE of 75.6% with 29.5dBm output power with (16dB) gain and TH distorted -46dBc.

Abstract

مكبر القدرة نوع (F) ھو احد أنواع مكبرات القدرة المفتاحیة الأكثر استخداما في أنظمة الاتصالات الرادیویة
لكونھ یمتاز بكفاءة وقدرة إخراج عالیة بالإضافة لكونھ یعمل في مدى واسع من الترددات . تعتمد خطیة وكفاءتھ وتعقید
باستخدام (F) الدائرة لھذا المكبر على دائرة الحمل ونقطة عمل المكبر . ھذا البحث یتناول تصمیم مكبر قدرة نوع
للعمل في أنظمة الغلاف الثابت بتطبیق تقنیة الأمثلیة لإیجاد ممانعة الإدخال والإخراج المثالیة (GaAs) الترانزستور
وتحدید أفضل نقطة عمل للمكبر . تم تصمیم دائرة الحمل لتشكیل موجة الفولتیة والتیار باستخدام دائرة مرشح إمرار
واطئ وموائمة الحمل مع التردد الأساسي لتحقیق موائمة مثالیة والحصول على كفاءة عالیة بأقل تعقید واقل عناصر
مستخدمة ولتحسین خطیة المكبر تم إضافة ابتر قطري عند إخراج المكبر لیكون بمثابة دائرة قصر أمام الترددات العالیة .
وكانت كفاءة القدرة المضافة للمكبر المصمم تساوي (% 75.6 ) عند (ADS) تم محاكاة التصمیم باستخدام البرنامج
. (-46dBc) 16 ) ومقدار التشویھ من الدرجة الثالثة یساوي dB) 29.5 ) وبكسب مقداره dBm) قدرة إخراج

Keywords

(GSM) مكبرات القدرة المفتاحیة ، دائرة الحمل ، تشكیل الموجة ، أنظمة

2

Assessment Timing Criterions of Spring Streamflow Hydrograph for Lesser Zab River

Mohanad T. AL-Sha`ar, Thair M. AL-Taiee

Pages: 13-21 Arabic

Full Text Issues

Abstract

The timing criterions represented by the time center of mass flow (CT), spring
pulse onset (S.P.O) and time of flood peak discharge (TP) of rivers are considered good
indicators for the climate change occurs on their watershed areas. Spring snowmelt is a
main water resources for large number of rivers in the world such as lesser Zab river in
Iraq. An analysis for the daily discharge of lesser Zab measured at Dokan station and
for climatic data such as temperature and rainfall measured at Alsulaymania
meteorological station is carried out for spring and winter seasons of the 50 water years
(1960-2009) after dividing this study period into two equal consecutive eons. The results
indicate an early advance for the average values of these above criterions in the second
eon by 5 , 5 and 15 days respectively in-comparison with the first eon as a result of early
snowmelt feeding the river due to increasing temperature in the second eon (1.33)°c and
decreasing rainfall (16) mm. The early advance in the timing criterions of the flow hydrograph occur from snowmelt may effect on the storage efficiency and operation of reservoirs located on the river and require taking these hydrological changes into consideration in the water resources projects.

Keywords

Climate change Early Advance Lesser Zab Spring Pulse Streamflow

Abstract

تعتبر المعاییر الزمنیة المتمثلة بزمن مركز ثقل الجریان (CT) وزمن بدء النبض الربیعي(S.P.O) وزمن اقصى تصریف فیضاني (TP)
في الانھار مؤشرات جیدة للتغیرات المناخیة والتي تحدث في الاحواض التي تتغذى منھا. (TP) اقصى تصریف فیضاني
وتعد المیاه الناتجة عن ذوبان الثلوج الربیعیة من اكثر المصادر المھمة التي تغذي الانھار في العالم ومنھا نھر الزاب
الاصغر احد فروع نھر دجلة في العراق. تم تحلیل البیانات الیومیة لتصاریف نھر الزاب الاصغر المقاسة عند محطة
دوكان وكذلك البیانات المناخیة المتمثلة بمعدل درجات حرارة ومجموع الامطار الساقطة في محطة السلیمانیة الواقعة
1960 ). تم تقسیم - ضمن حوض النھر لموسمي الشتاء والربیع ( 1كانون الاول – 31 ایار) ولمدة ( 50 ) سنة ( 2009
فترة الدراسة الى حقبتین زمنیتین متساویتین. اشارت النتائج الى حصول تقدم مبكر في معدل قیم المعاییر الزمنیة
المذكورة اعلاه للحقبة الزمنیة الثانیة مقارنة بالحقبة الزمنیة الاولى مقداره ( 5) ایام و( 5) ایام و( 15 ) یوم على التوالي
( نتیجة الذوبان المبكر للثلوج المغذیة للنھر بسبب الزیادة في معدل درجات الحرارة للحقبة الزمنیة الثانیة مقداره ( 1.33
درجة مئویة وانخفاض في مجموع الامطار الساقطة بمقدار( 16 ) ملم. ان الزحف المبكر في المعاییر الزمنیة لھیدروكراف
الجریان الناتج عن ذوبان الثلوج یمكن ان یؤثر على كفاءة الخزن وتشغیل الخزانات الواقعة على النھر مما یتطلب الاخذ
بنظر الاعتبار ھذه التغیرات الھیدرولوجیة في مشاریع الموارد المائیة.

3

Artifact Removal from Skin Dermoscopy Images to Support Automated Melanoma Diagnosis

Ahlam Fadhil Mahmood, Hamed Abdulaziz Mahmood

Pages: 22-30 English

Full Text Issues

Abstract

The main challenge in an automated diagnostic system for the early diagnosis of
melanoma is the correct segmentation. In skin dermoscope images many artifacts such as
ruler markings, air bubbles and hairs must be removed to correctly diagnosis skin
cancer. This paper focuses on the use of image processing techniques to automatically
detects and removes hairs and ruler markings from dermoscopy images. The proposed
algorithm includes two main steps: firstly, hairs and ruler marking are isolated by
generating a binary image mask include these artifacts only. The suggested mask
procedure start with separate RGB dermoscopy images to the red, green and blue color
components. Utilizing red channel to create the mask by applying noise removing on
this plan, then adaptive canny edge detector is used for refinement by morphological
operators. Secondly, the white regions of the mask are repaired based on polygons
inpainting . Experiment on a number of dermoscopy images demonstrates that the
proposed method produces superior results compared to existing techniques.

Abstract

أن التحدي الرئیسي في نظام التشخیص الآلي المبكر لسرطان الجلد ھو التجزئة الصحیحة. ففي صور الجلد یوجد
العدید من المكونات الزائدة مثل علامات المسطرة، فقاعات الھواء والشعر والتي یجب إزالتھا قبل البدء بعملیة التجزئة
لتحقیق تشخیص صحیح لسرطان الجلد. تتضمن ھذه الورقة استخدام تقنیات معالجة الصور للتعرف التلقائي لھذه
المكونات ومن ثم إلغائھا. الخوارزمیة المقترحة تتضمن خطوتین رئیسیتین: أولا عزل العلامات غیر المرغوبة والتي
تعیق تنفیذ تجزئة صحیحة كالشعر و علامات المسطرة بتولید قناع یحویھا فقط. تبدأ عمیلة تكوین القناع بعزل المركبات
اللونیة واستخدام الإطار الأحمر فقط ومن ثم إزالة الضوضاء وأخیرا استخدام طریقة كشف الحواف المحدثة مع عملیة
إعادة التشكیل. في الخطوة الثانیة یتم مطابقة القناع المستحدث مع الصورة الأصلیة و ملئ أماكن الصور الأصلیة التي
تحددھا المناطق البیضاء في القناع بتقنیة إعادة بناء الأجزاء المفقودة. النتائج التي أجریت لعدد من الصور المجھریة
أثبتت قدرة الخوارزمیة المقترحة بالمقارنة مع الطرق الواردة في البحث.

4

Automatic Triple-A Segmentation of Skin Cancer Images based on Histogram Classification

Ahlam Fadhil Mahmood, Hamed Abdulaziz Mahmood

Pages: 31-42 English

Full Text Issues

Abstract

Skin cancer has been the most common and represents 50% of all new cancers
detected each year. If detected at an early stage, simple and economic treatment can
cure it mostly. Accurate skin lesion segmentation is critical in automated early diagnosis
system. This paper present a triple segmentation procedure based on the pixels
distribution Bell-shaped (Normal), J-shaped, Reverse J-shaped and U-shaped peaks that
is bimodal. According to the nature of dermoscopy images distributions, three
segmentation methods are used to identify the normal skin cancer from malignant skin
and to extract the tumor region. First, active contours are used for bell distribution
shape. Second segmentation is done using adjusted ant colony optimization when the Ushaped
peaks distribution was classify. Third segmentation strategies apply adaptive
threshold for two J-shapes. Experiments on synthetic and real dermoscopy images
demonstrate the advantages of the proposed methods that is able to produce ant colony
optimization accurate segmentation when applied to a large number of skin cancer
(melanoma) images.

Keywords

active contours adaptive threshold ant colony histogram Segmentation dermoscopy images

Abstract

یعد سرطان الجلد من أكثر أنواع السرطانات انتشارا إذ یشكل نصف الحالات المشخصة للسرطانات سنویا. وحیث أن
اكتشافھ في المراحل المبكرة یجعل علاجھ أسلم وبكلفھ أقل. تعتبر عملیة استقطاع الجزء المصاب من الجلد صعبة نسبیا
لأنظمة التشخیص الآلي المبكر. ھذه الورقة تقترح استقطاع ثلاثي ألي حسب توزیع عناصر الصورة توزیع الجرس،
توزیع بشكل الحرف جي و معكوسھھ او توزیع ثنائي القمة. حسب توزیعات الصور المجھریة تم استخدام ثلاث طریق
للفصل بین المناطق الطبیعیة والمصابة للاستخراج منطقة الورم. أولا، طریقة المحیط الفعال للصور المصنف توزیعھا
على شكل جرس. ثاني استقطاع تم انجازه باستخدام أمثلیة مستعمرة النمل في حالة كون توزیع الصور على شكل حرف
یو. ثالث إستراتیجیة استقطاع ھي العتبة الفعالة لشكلي الحرف جي. التجارب التي اعتمدت الصور المجھریة أكدت فائدة
الطرق المقترحة لإمكانیتھا في استقطاع دقیق

5

An Optimized Adaptive Filtering for Speech Noise Cancellation

Ahlam Fadhil Mahmood, Mohammad Qasim Hayder

Pages: 43-53 English

Full Text Issues

Abstract

The main interest in adaptive filters continues to grow as they begin to find
practical applications in areas such as channel equalization, echo cancellation,
noise cancellation and many other adaptive signal-processing applications. The
work presented in this paper focuses on optimizing most popular adaptive
filtering algorithms namely Least Mean Square (LMS) algorithm, Normalized
Least Mean Square (NLMS) and Rec ursive least Squares (RLS) by using
genetic optimizer approach. The tap-length are updated with the three adaptive
algorithms according to the value of mean square error based on genetic style.
The simulation results for noise cancellation in speech enhancement demonstrate
the good performance of the proposed algorithm in attenuating the noise with
less hardware resources complexity. It is a nice tradeoff between hardware
complexity, SNR ratio and the convergence speed.

Keywords

Adaptive filter GA LMS NLMS Noise Cancellation RLS

Abstract

أن الاھتمام في مرشحات التكیف بتزاید مُستمر لضرورتھا وجودھا في العدید من التطبیقات العملیة وفي
مجالات شتى مثل موازنة القناة، إلغاء الصدى، وإلغاء الضوضاء بالإضافة للعدید من التطبیقات الأخرى
لمعالجة الإشارات التكیفیة. العمل المقدم في ھذه الورقة یتضمن تحسین الخوارزمیات التكیفیة الثلاث الأكثر
تطبیع بأقل معدل مربع للخطأ (NLMS) أقل معدل تربیع للخطأ ، و (LMS) شعبیة وھي خوارزمیة ال
خوارزمیة النھایات الصغرى للمربعات التكراریة باستخدام النھج الوراثي محسن. یتم (RLS) المعدلة وال
تحدیث طول رتبة المرشح للخوارزمیات التكیفیة الثلاثة وفقا لقیمة متوسط مربع الخطأ على أساس النمط
الجیني. نتائج المحاكاة المأخوذة لإلغاء الضجیج لتحسین الخطاب دلت على الأداء الجید للخوارزمیة المقترحة في التقلیل من الضوضاء إلى جانب تقلیل الموارد المُستخدمة لبناء المرشحات. حیث أعطت تناسق جید بین تقلیل تعقید الأجھزة وسرعة التقارب إلى جانب زیادة نسبة الأشارة إلى نسبة الضوضاء

6

A 90-nm CMOS Quadrature Power Amplifier With High Efficiency Designed For Wireless Application

Luqman S. Ali, Shamil H. Hussein, Ahmad A. Ismail

Pages: 54-68 English

Full Text Issues

Abstract

The quadrature power amplifier (QPA) is used in a CMOS radio frequencies (RF)
amplifier for wireless communication system such as WLAN and mobile communication (WCDMA).
Because of its high efficiency at high frequency operation and good linearity. This
paper presents a design and analysis in the time and frequency domains for quadrature power
amplifier based on 90-nm CMOS technology. The Class D power amplifier is used in the
QPA configuration, because of the switch mode amplifiers provide amplification for
modulated signals at RF with high efficiency and linearity. The quadrature signals are to be
directly amplified by using a QPA without decomposing these signal to a phase and amplitude
signal because of the lack of its separate avoid and the linearity and bandwidth requirements,
thus reducing power consumption.
The results obtained show that the QPA can be used in a wide band spectrum. The amplifier has very good power added efficiency (PAE%) about (70.5%) and IDM3 is (- 62.6dBm) at maximum output power (24.35dBm) and input power greater than (20dBm). The amplitude distortion has been obtained in this work about (1.36 dB/dB), and phase distortion about (0.27 degree/dB).

Keywords

classes amplifier Quadrature modulator Quadrature power amplifier(QPA)

Abstract

یستخدم مكبر القدرة نوع Quadrature) في التطبیقات اللاسلكیة مثل WLAN) وانظمة الاتصالات الخلویة WCDMA)
بسبب كفاءتھ العالیة عند الترددات العالیة وبخطیة جیدة. تم في ھذا البحث تصمیم وتحلیل بالحیزین الزمني (WCDMA)
(D) 90- ). است خدم في بناء المكبر مكبر القدرة نوع nm CMOS) وبتقنیة (Quadrature) والترددي لمكبر القدرة نوع
لان مكبرات القدرة المفتاحیة قادرة على تكبیر الاشارات المضمنة عند الترددات الرادیویة وبخطیة جیدة وبكفاءة عالیة. تم
تضمین وتكبیر اشارة المعلومات بشكل مباشر من خلال المكبر المستخدم بدون تفكیكھا الى اشارة الاتساع واشارة الطور
لان ذلك یوفر عرض حزمة واسعة وخطیة عالیة وقدرة استھلاك قلیلة. تبین من خلال النتائج ان المكبر یعمل على طیف
واسع من الترددات، وتمتلك خطیة جیدة وكفاءة عالیة حیت وصلت كفاءة القدرة المضافة الى حوالي(% 70.5 ) وقیمة
24.35 ) وبقدرة ادخال اكبر dBm) -62.6 ) عند اعظم قدرة اخراج dBm) التداخل مع التوافقیة الثالثة حوالي
(1.36 dB/dB) 20 ). تم الحصول على اقل قیمة ممكنة لمقدار التشویھ التي تشمل التشویھ الاتساعي حوالي dBm) من
.(0.27 degree/dB) والتشویھ الطوري حوالي

7

Utilizing Adaptive Tabu Search Technique Based Tuning PID Controller for Optimal Speed Control Single Phase Induction Motor

Amer Mohammad Jarjees

Pages: 69-80 English

Full Text Issues

Abstract

The PID algorithm is the most popular controller used within the process industries.
Robust easily understood algorithm could provide excellent control performance despite
of the varied dynamic characteristic of process plant. However, the tuning of the PID
controller parameters are not easy and does not give the optimal required response,
especially with non-linear system. In the last years emerged several new intelligent
optimization technique like, Adaptive Tabu search (ATS), Particle Swarm Optimization
(PSO) techniques to get better control of the speed. This Paper deals with the speed
control of single Phase Induction Motor with closed loop PID controller using
(ATS) as intelligent optimization technique . The system is simulated using
Matlab/Simulink GUI environment and the results are discusses.
The Ziegler– Nichols methods for tuning PID controller is represent as a point of
comparison. The intelligent optimization technique ATS is propos to tune the PID
controller parameters to get optimal results of the closed loop of PID - ATS
Controller. The Simulation results show the effectiveness of the propose method, which
has get number of advantages.

Keywords

Adaptive Tabu search PID controller single-phase induction motor

Abstract

ان خوارزمیة نظام السیطرة PID الأكثر شعبیة یستعمل ضمن العملیات الصناعیة. ھي خوارزمیة سھلة الفھم ومتینة والتي یمكن ان تزود أداء سیطرة ممتازة ولكن عملیة تولیف معاملات المسیطر المثلى المطلوبة، خصوصا مع الأنظمة اللاخطیة. في السنوات الأخیرة ظھرت عدة تقنیات ذكیة جدیدة لتحقیق الاستجابة
.(Adaptive Tabu Search) المثلى، من ھذه التقنیات تقنیة البحث التكیفي الاتجاھي
وان تولیف (PID) یعالج ھذا البحث نموذج ریاضي یحاكي السیطرة سرعة محرك احادي الطور مع نظام السیطرة
والثانیة باستخدام (Adaptive Tabu Search) المسیطر تمت باستخدام تقنیتان الأولى باستخدام التقنیة الذكیة
وتم مقارنة النتائج بینھما. (Ziegler-Nichols Methods) التقنیات الاعتیادیة وھي
تبین من النتائج بأن التقنیة الأولى لھا استجابة ممتازة مقارنة مع التقنیة الثانیة.

8

Improving the Reliability of Object Recognition Based On Template Matching

A.S.M. Khedher, A. M. Alkababji, O. A. Hadi

Pages: 81-88 English

Full Text Issues

Abstract

Object recognition in computer vision is the task of finding a given object in an
image or video sequence. During the last decades it has received increasing attention
from the computer vision community for a variety of reasons, ranging from counting
objects for industrial application to the development of practical biometric systems and
interactive, emotion-aware and capable human–machine interfaces. There are variety of
approaches for object recognition problem, depending on the type of object, the degree
of freedom of the object and the target application. Template matching is the most advanced and intensively developed areas of computer vision and has been a classical approach to the problems of locating and recognizing of an object in the image. The object of this paper is to improve the reliability of object recognition by describing a modified method for template matching based on the Sum of Squared Differences (SSD) equation, that gives the highest margin between other template matching methods, the main advantage is that the high margin resulting from it can be considered as more safe to avoid wrongly detecting /recognizing an object.

Keywords

object recognition Sum of Squared Differences (SSD). template matching

Abstract

تمییز الكائن في الرؤیا الحاسوبیة یعني ایجاد كائن معلوم في صورة او تسلسل فیدیو. خلال العقود الاخیرة یتلقى تمییز
الكائن اھتماما متزایدا من رابطة الرؤیا الحاسوبیة لعدة ضروریات، منھا عد الكائنات في التطبیقات الصناعیة لتطویر
انظمة تدقیق حقیقیة وتطویر تواصل تفاعلي، مدرك للانفعالات بین الانسان والالة. توجد عدة طرق لحل مشكلة تمییز
الكائن اذ یعتمد ذلك على طبیعة الكائن ودرجة حریتھ والتطبیق المطلوب. تعتبر المطابقة المتغیرة من اكثر المجالات
تقدما وتطورا في الرؤیا الحاسوبیة ولاتزال طریقة تقلیدیة لحل مشاكل ایجاد وتمییز الكائن في الصور. یھدف ھذا البحث
الى تحسین موثوقیة تمییز الكائن من خلال طریقة معدلة للمطابقة المتغیرة معتمدة على معادلة مجموع تربیع
والتي تعطي الھامش الاعظم مقارنة بالطرق الاخرى للمطابقة المتغیرة والذي یعتبر اكثر امانا لتجنب ، (SSD) الفروق
الایجاد والتمییز الخاطئ للكائن.

Keywords

تمییز الكائن، المطابقة المتغیرة، مجموع تربیع الفروق

AL-Rafidain Engineering Journal (AREJ)

Articles in This Issue

Abstract

Abstract

Keywords

Abstract

Keywords

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Keywords

Abstract

Abstract

Keywords

Abstract

Abstract

Keywords

Abstract

Abstract

Keywords

Abstract

Abstract

Keywords

Abstract

Keywords