بزرگ بودن نسبت توان ماکزیمم به توان متوسط papr)) در سیگنالهای چندحاملی یکی از مشکلات اساسی این سیستمها است که در صورت عدم مقابله با آن, سیستم چندحاملی با مساله اشباع تقویت کننده های توان و ایجاد اعوجاج در سیگنال مواجه خواهد شد. یکی از راههای کاهش papr در سیگنال چندحاملی برش و فیلتر کردن سیگنال است که در گیرنده برای مقابله با اعوجاج ناشی از برش از روشهای بازسازی سیگنال استفاده می شود. در سیستمهای چندحاملی چندکاربره به علت وجود تداخل چندکاربره بازسازی سیگنال قبل از آشکارسازی چندکاربره عملا امکان پذیر نیست و از طرفی بدلیل وجود نویز برش آشکارسازی چندکاربره با خطای زیادی روبرو می‮شود. بنابراین در این نوع سیستمها باید روشهای بازسازی با روشهای آشکارسازی چند کاربره ترکیب شود. در این رساله بر اساس یک روش تکرار شونده برای بازسازی سیگنال برش یافته, یک شیوه جدید برای پیاده سازی همزمان حذف نویز برش و آشکارسازی چندکاربره پیشنهاد می گردد و بر اساس شبیه سازی های انجام شده نشان داده می‮شود که استفاده از این تکنیک با یک تکرار و در احتمال خطای 4-10 حداقل db6 بهبود ایجاد می‮کند که بیانگر بهبود موثر کارایی سیستم است. سپس با ترکیب آشکارساز توربو با روش ارائه شده برای بازسازی سیگنال برش یافته, یک روش آشکارسازی توربوی کارآمد با قابلیت حذف نویز برشی ارائه می گردد و کارآیی آن در شرایط مختلف مورد بررسی قرار می گیرد و نشان داده می‮شود آشکارساز ارائه شده در احتمال خطای 4-10 حداقل db1/5 بهبود نسبت به آشکارساز توربوی استاندارد ایجاد می‮کند راه دیگر برای مقابله با نویز برشی, تخصیص برخی زیر حاملها برای مقابله با تاثیرات اعوجاج ناشی از برش روی سیگنال است که به روش تخصیص زیرحامل (tr) معروف می‮باشد. بطور متداول روشهای tr بر اساس کمینه کردن مقدار papr طراحی می‮شوند اما در این رساله یک روش تخصیص زیرحامل با کارآمدی بالا برای جبران نویز برشی معرفی می‮شود که طراحی آن بر اساس بیشینه کردن مقدار سیگنال به اعوجاج ناشی از برش است. کارآمدی روش ارائه شده با شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفته و با روشهای مشابه مبتنی بر کمینه‮سازی papr مقایسه می‮گردد. بر اساس مقایسه‮های انجام شده نتیجه گرفته می‮شود که در روشهای tr کمینه کردن معکوس سیگنال به اعوجاج به عنوان تابع هزینه بهینه‮سازی عملکرد بهتری در مقایسه با کمینه‮سازی papr دارد. نتایج شبیه‮سازی بیانگر فاصله حدود db 0/5 در احتمال خطای 7-10 برای روش پیشنهادی و سیستم بدون برش برای سطوح برش متداول است که نتیجه قابل توجهی است.

در سال های اخیر تکنولوژی میکروآرایه dna به دانشمندان علوم زیستی برای فهم فرآیندهای سلولی کمک زیادی کرده است. دانشمندان علم ژنتیک با استفاده از الگوی تجلی ژن ها نحوه عملکرد سلول ها یا بافت ها را شناسایی کرده و مسیرهای جدید برای اکتشاف داروها و تشخیص های کلینیکی معرفی کرده است. اما از آن جهت که هر آزمایش فیزیکی با خطا روبه رو است و در هر آزمایش میکروآرایه سطح فعالیت هزاران ژن اندازه گیری می شود، این امکان وجود دارد که الگوی فعالیت برخی ژن ها به علت وجود خطا در اندازه گیری نامعلوم باقی بماند، این در حالی است که برای تحلیل بهینه دانستن سطح فعالیت تمام ژنها مناسب است و تنها راه حل، تخمین مقادیر مجهول آزمایش ها می باشد. راه کارها و روش های مختلفی اعم از خطی و غیرخطی برای این منظور پیشنهاد شده است. در این پایان نامه راه حلی غیرخطی برای حل این مساله پیشنهاد می شود. روش پیشنهادی مبتنی بر، الگوریتم گرادیان مزدوج شده، می باشد. در روش ارائه شده از مجموعه ژن هایی که تشابه بیشتری با ژن مجهول دارند، تعدادی را انتخاب می کنیم و سپس به کمک cg، مقدار مجهول را تخمین می زنیم و در نهایت عملکرد آن را با چند روش متداول مقایسه می کنیم. از آن جا که در الگوریتم های خطی قادر به تخمین مقادیر مجهول انواع میکروآرایه ها می باشد و در مجموع الگوریتم پیشنهادی در حدود بیست تا چهل درصد میزان nrmse را نسبت به سایر روش ها بهبود می بخشد.

سیستمهای مخابراتی چند آنتنه در سالهای اخیر به عنوان یک فن آوری مناسب برای پاسخگویی به تقاضاهای فزاینده برای دستیابی به نرخهای بیشتر تبادل اطلاعات و کیفیت سرویس بهتر مطرح شده اند. در یک محیط واقعی، این سیستمها با دو پدیده اجتناب ناپذیر خطای تخمین کانال و همبستگی محوشدگی مواجهند. با معلوم بودن زمان همدوسی کانال، توان ارسالی در دسترس، و توان نویز گیرنده، روشهای مبتنی بر آموزش برای تخمین کانال، بخشی از زمان و انرژی در دسترس را صرف آموزش گیرنده جهت تخمین کانال نموده و مابقی زمان و انرژی را به ارسال داده ها اختصاص می دهند که این کار، خود به خود منجر به پیدایش مصالحه ای بین میزان دقت تخمین کانال و احتمال خطای آشکارسازی از یک سو و نرخ ارسال اطلاعات از سوی دیگر می شود که باید آن را مد نظر قرار داد. چنین تخمینهایی بی درنگ و همزمان می باشند؛ بی درنگ به آن معنی که تخمین شکل گرفته در گیرنده مربوط به همان بازه زمانی ای است که طی آن کانال ثابت است و همزمان از آن نظر که در طی بازه همدوسی کانال، هم تخمین کانال صورت می پذیرد و هم ارسال داده ها انجام می شود. در طول این رساله، ما استفاده از تخمین زن عملی همزمان و بی درنگ mmse کانال را فرض نموده و اثر خطای آن را از جهات گوناگون بر این سیستمها بررسی می نماییم. نخست اثر تخمین همزمان و بی درنگ mmse کانال رابر عملکرد سیستمهای چند ورودی- چند خروجی v-blast استفاده کننده از گیرنده خطی zf با فرض محوشدگی ریلی ناهمبسته بررسی می نماییم و نسبت سیگنال به تداخل و نویز و تابع چگالی احتمال آن را به صورت دقیق به دست می آوریم. همچنین، احتمال خطای سمبول با فرض استفاده ی فرستنده از مدولاسیونهای m-ary pam و qpsk دقیقاً به دست می آید و احتمال قطع نیز به فرم بسته برای این سیستمها استخراج خواهد شد. در ادامه، عملکرد سیستمهای تک ورودی- چند خروجی بهره جوینده از تخمین همزمان و بی درنگ mmse کانال و گیرنده خطی zf، تحت بدترین وضعیت همبستگی محوشدگی یعنی محوشدگی کاملاً همبسته، از نظر نسبت سیگنال به نویز، احتمال خطا و احتمال قطع مورد واکاوی دقیق قرار خواهد گرفت. به علاوه، کران پایین ظرفیت اطلاعاتی سیستمهای تک ورودی- چند خروجی استفاده کننده از تخمین mmse کانال را در محوشدگی کاملاً همبسته تعیین نموده و آن را بر حسب پارامترهای در دسترس یعنی نحوه توزیع توان و زمان بین بخشهای آموزش و ارسال داده ها در شرایط مختلف طراحی بهینه سازی می کنیم. در واپسین گام، گیرنده خطی کمینه کننده متوسط مربع خطا را در سیستمهای تک ورودی- چند خروجی در هنگام استفاده از تخمین همزمان و بی درنگ mmse کانال تحت حالات حدی همبستگی محوشدگی یعنی محوشدگی ناهمبسته و کاملاً همبسته ریلی استخراج نموده و ثابت می نماییم که در سیستمهای تک ورودی- چند خروجی، بر خلاف سیستمهای چند ورودی- چند خروجی، همه گیرنده های خطی ای نظیر گیرنده zf و گیرنده خطی کمینه کننده متوسط مربع خطا که ساختاری مشابه همبسته نگار داشته باشند، دارای نسبتهای سیگنال به نویز برابر بوده و ضمناً، تصمیم گیری بر اساس معیار کمینه فاصله اقلیدسی همواره دارای نتیجه یکسانی در این دسته از گیرنده ها خواهد بود. متوسط مربع خطا را نیز برای گیرنده خطی کمینه کننده متوسط مربع خطا در این دو حالت حدی به فرم بسته محاسبه می نماییم. گفتنی است تحلیل انجام گرفته درحالات حدی همبستگی محوشدگی، کرانهای بالا و پایین عملکرد سیستمهای تک ورودی- چند خروجی را از جهات گوناگون بر ما روشن می سازد.

مشارکت میان کاربران راهکاری مناسب برای افزایش کارایی سیستمهای مخابراتی بیسیم نسل آینده میباشد. از مهمترین مزایای این راهکار ایجاد گوناگونی فضایی با نام گوناگونی مشارکتی و کاهش توان مورد نیاز در ارسال میباشد. راهکارهای مختلف گوناگونی مشارکتی قابلیت اطمینان در ارسال را افزایش و احتمال خطا را کاهش میدهند، در حالی که به دلیل ارسال مکرر اطلاعات در این راهکارها، کارایی طیفی سیستم کاهش پیدا میکند. به منظور رفع این مشکل در این پایاننامه به معرفی یک پروتکل مشارکتی با هدف ایجاد بهبود در کارایی طیفی سیستم مشارکتی در کنار کاهش احتمال خطا در ارسال پرداخته شدهاست. در پروتکل پیشنهادی با هدف کمینه سازی احتمال خطا در ارسال، در گره مقصد تعیین میشود که تحت چه شرایطی ارسال به طور مستقیم و تحت چه شرایطی ارسال به طور مشارکتی انجام شود. گرههای مبدأ و رله، با بهرهگیری از فیدبک محدود از مقصد، از تصمیم مقصد مبنی بر چگونگی ارسال با خبر می- شوند. در پروتکل پیشنهادی کارایی طیفی ارسال مشارکتی با کارایی طیفی ارسال مستقیم برابر بوده و از کاهش کارایی طیفی در هنگام استفاده از مشارکت جلوگیری میشود. با مقایسه این پروتکل با سایر پروتکلهای مشارکتی معمول از جمله پروتکلهای مشارکتی ثابت، انتخابی و افزایشی ملاحظه میگردد که پروتکل پیشنهادی عملکرد بهتری نسبت به آنها ارائه میدهد. همچنین در این پایاننامه به این واقعیت پرداخته شده است که در یک شبکه مشارکتی متراکم کم- تحرک، این امکان وجود دارد که یک کاربر به دلیل داشتن موقعیت مناسب به دفعات زیاد به عنوان بهترین رله برای رله کردن اطلاعات دیگر کاربران انتخاب شده و بیشتر انرژی در دسترس خود را صرف انجام مشارکت کند. چنین کاربرانی به سرعت و قبل از آنکه بتوانند اقدام به ارسال اطلاعات خود کنند انرژیشان را از دست میدهند. از آنجا که هر کاربر انتظار دارد انرژی باتری خود را برای ارسال اطلاعات خود هزینه کند، مصرف این انرژی برای ارسال اطلاعات دیگران، در واقع نوعی بیعدالتی در مصرف انرژی کاربر تلقی میشود. همچنین تخلیه شدن سریع باتری کاربران با موقعیت مناسب، به معنی کوتاه بودن طول عمر آنها در مقایسه با سایر کاربران میباشد که این نیز نوعی بیعدالتی در شبکه محسوب میشود. برای رفع بی عدالتی در مصرف انرژی هر کاربر و طول عمر کاربران در مقایسه با یکدیگر، در این پایاننامه راهکاری ارائه شده است که با استفاده از آن علاوه بر برقراری انصاف در مصرف انرژی هر کاربر، طول عمر تمامی کاربران شبکه به یکدیگر نزدیک شده و عدالت برقرار میگردد. راهکار پیشنهادی مزایای ذکر شده را بدون از دست رفتن کارایی سیستم فراهم میکند.

پایان نامه حاضر ابتدا به بررسی نقطه شروع شکل گیری مخابرات تطبیقی یعنی روش بسیار موثر مدولاسیون تطبیقی می پردازد و سپس مفهوم تطبیق را به لایه های پروتکلی بالاتر سیستم های مخابراتی گسترش داده و با ارائه تعاریف و مثال هایی مفاهیم تطبیق بین لایه ای و طراحی بین لایه ای را معرفی می نماید. در ادامه، مسئله بهینه سازی توأم متغیرهای مدولاسیون-کدینگ تطبیقی (amc) و پروتکل درخواست خودکار ارسال مجدد (arq) به تفصیل بررسی شده و محدودیت های راه حل تحلیلی که اخیراً برای آن ارائه شده، مورد بحث قرار می گیرد. سپس دو نوع شبکه عصبی مصنوعی که می توانند در حل این مسئله مورد استفاده قرار گیرند معرفی و قابلیت آنها در حل مسائل بهینه سازی و نیز یافتن حساسیت نگاشت های مجهول، به وسیله مثال ها و نمونه هایی نشان داده می شود. در نهایت، روش نوین پیشنهادی یعنی حل مسئله بهینه سازی توأم متغیرهای مدولاسیون-کدینگ تطبیقی و درخواست خودکار ارسال مجدد به کمک این ابزار های قدرتمند ارائه شده و ساختار، جزئیات عملکرد و نحوه مشارکت شبکه های عصبی در سیستم تطبیقی پیشنهادی به تفصیل بررسی و قابلیت روش ارائه شده در بیشینه کردن کارایی ارتباط به همراه حفظ محدودیت های qos در شرایط ارتباط غیر ایستان با استفاده از نتایج شبیه سازی نشان داده می شود.

تخمین دقیق مشخصات کانال در سیستم های مخابراتی یک امر مهم محسوب می گردد. این امر به ویژه در کانال های بیسیم با ‏خاصیت فرکانس گزینی و زمان گزینی شدید، چالش بزرگی است. مقالات متعدد پر از روش های مبتکرانه ای برای طراحی و آنالیز ‏الگوریتم های تخمین کانال است که بیشتر آنها از روش های خاصی استفاده می کنند که یا دارای عملکرد خوب با پیچیدگی ‏محاسباتی بالا هستند و یا با عملکرد نه چندان خوب پیچیدگی پایینی دارند و در اغلب این مقالات از مدل قدم زدن تصادفی ‏برای مدل کردن کانال های متغیر با زمان استفاده می شود. در این پایان نامه بعد از بررسی الگوریتم های مختلف تخمین کانال، ‏چند الگوریتم تخمین گر تطبیقی جدید ارائه می گردد. سپس روش های پیشنهاد شده برای متعادل سازی کانال ‏ به کار برده شده و ‏یک روش وفقی با کارایی و سرعت همگرایی بالا و پیچیدگی محاسباتی پایین ارائه می گردد. در بخش بعدی فیلتر کالمن و ‏فیلترهای ذره ای برای تخمین کانال در سیستم های ‏mimo-ofdm ‏ بکار گرفته شده و نشان داده می شود که در محیط هایی ‏با نویز های غیرگوسی فیلترهای ذره ای برای تخمین کانال مناسب است. همینطور تخمین گرهای وفقی در حوزه فرکانس مورد ‏بررسی قرار گرفته و عملکرد آنها را در تخمین کانال سیستم های ‏ofdm‏ و ‏mimo-ofdm‏ مورد آزمون قرار می گیرد. در ‏ادامه در این پایان نامه یک روش آنالیز ریاضی جدید برای تحلیل متوسط مربع خطای تخمین ‏ ‏‎(mse)‎‏ کانالهای غیر ایستان ‏ با ‏اثر محو شدگی ‏ ارائه می گردد و نشان داده می شود که در سیستم های مخابراتی دیجیتال بیسیم مدل غیر ایستان چرخشی ‏تصادفی یک مدل دقیقتر و پرکاربردتر نسبت به مدل متداول قدم زدن تصادفی است. در این پایان نامه همچنین، اثر افست ‏فرکانس حامل در تحلیل تخمین کانال در نظر گرفته شده و مقدار اندازه گام بهینه با کمینه کردن متوسط مربع خطای تخمین ‏برای الگوریتم ها و حالت های مختلف تعیین می گردد.‏

معمولا ضرایب وزنی فرم دهنده های پرتو از حل یک مسئله بهینه سازی که هدف آن بیشنه کردن نسبت سیگنال به نویز و یا کمینه کردن میانگین مربعات خطا است، محاسبه می شوند. اما در سیستم های مخابراتی، آنچه که باید به عنوان معیار بهینه سازی مورد توجه قرار گیرد، احتمال خطا است. بر این اساس در این پروژه مسئله تعیین ضرایب وزنی فرم دهنده های پرتو با هدف دستیابی به یک سیستم مخابراتی که در آن کاربران به احتمال خطای مطلوب برسند و در عین حال کمترین توان ممکن را مصرف نمایند و سیستم نیز به بیشترین تعداد کاربر ممکن سرویس دهد، مورد بررسی قرار می گیرد. ابتدا مسئله فرم دهی پرتو با احتمال خطای کمینه که یک مسئله غیر خطی و غیر محدب است، به یک مسئله بهینه سازی محدب تبدیل می گردد. سپس با کمک آشکارسازی متوالی، تعداد کاربران تحت سرویس افزایش می یابد. در ادامه مسئله کنترل توان را با هدف کمینه سازی مجموع توان ارسالی کاربران در سیستم های با فرم دهی پرتو با احتمال خطای کمینه مطرح می کنیم. همچنین توان کاربران و ضرایب وزنی فرم دهنده های پرتوِ با احتمال خطای کمینه، در سیستم های با آشکارسازیِ از نوع حذف متوالی تداخل با هدف کمینه کردن مجموع توان ارسالی کاربران و رسیدن کاربران به احتمال خطای مطلوب، بدست می آید. سرانجام چگونگی فرم دهی پرتو و فرم دهی پرتو با حذف متوالی تداخل در یک سیستم رادیوی شناختی مورد بررسی قرار می گیرد. در این راستا توان ارسالی کاربران ثانویه در مسیر فراسو و ضرایب وزنی فرم دهنده پرتو در ایستگاه پایه را به گونه ای بدست می آوریم که میزان دمای تداخل برای کاربر اولیه پایین تر از حد مجاز و احتمال خطای کاربران ثانویه از یک حد آستانه کمتر و مجموع توان ارسالی کاربران ثانویه کمینه باشد.

مخابرات در زیر آب در سالهای اخیر به دلیل کاربردهایی از جمله کنترل از راه دور در صنایع نفت، نمایش آلودگی در سیستم های محیطی و پیش بینی سونامی نقشی بسزا در کاربردهای نظامی و تجاری یافته است. نیاز به آنتن های بزرگ در گیرنده و فرستنده و توان بالا برای ارسال امواج رادیویی با فرکانس پایین در زیر آب، از یک سو و آسیب پذیری موج نوری به جهت تفرق، از سوی دیگر، منجر به بکارگیری موج صوتی در ارتباطات زیر آب شده است. وجود مشخصه هایی از قبیل پهنای باند محدود، پدیده چندمسیری به دلیل تفرق و بازتاب ناشی از برخورد امواج با سطح و کف آب و اثر داپلر مخابرات زیر آب را با محدودیت ها و دشواری هایی روبرو کرده است. به منظور غلبه بر اثرات مخرب ناشی از محدودیت های کانال بر روی سیگنال ارسالی، استفاده از روش های یکسان ساز تطبیقی را می توان یکی از بهترین راه حل های پیشنهادی دانست. در این یکسان سازها که توانائی تعقیب تغییرات کانال را دارند؛ بکارگیری الگوریتم های تطبیقی با سرعت همگرایی بالا و پیچیدگی محاسباتی کم، ضرورت می یابد. در میان این الگوریتم ها، الگوریتم حداقل میانگین مربعات با کمترین پیچیدگی محاسباتی و الگوریتم مربعات بازگشتی با بیشترین میزان پیچیدگی و بیشترین سرعت همگرایی در کانال مخابراتی زیر آب به کار گرفته شده اند. در این پایاننامه به قصد استفاده از الگوریتم های تطبیقی با پیچیدگی محاسباتی کمتر نسبت به الگوریتم rls و دستیابی به عملکرد قابل قبول در مقایسه با الگوریتم های lms و rls، بکارگیری الگوریتم های تطبیقی تصویر هم نسبی ، تصویر هم نسبی با سایز گام متغیر ، تصویر هم نسبی با انتخاب دنباله ورودی ، تصویر هم نسبی با اصلاح جزئی ضرایب ، حداقل میانگین مربعات نرمالیزه شده با اصلاح جزئی ضرایب ، تصویر هم نسبی با اصلاح جزئی ضرایب و انتخاب دنباله ورودی، الگوریتم حداقل میانگین مربعات نرمالیزه شده عضویت مجموعه و تصویر هم نسبی عضویت مجموعه در کانال مخابراتی زیر آب پیشنهاد شده است و همچنین با توجه به مدل سازی دقیقتر نویز با تابع مشخصات s?s در کانال زیر آب، انواع دیگری از الگوریتم ها، مانند الگوریتم حداقل میانگین مرتبه چهارم نیز برای این کانال مورد بررسی قرار گرفته است. در همین راستا یک الگوریتم تصویر هم نسبی جدید و همینطور یک الگوریتم حداقل میانگین مرتبه چهارم نرمالیزه شده جدید ارائه شده که دارای کارایی بهتری نسبت به روش های موجود می باشند. برای بررسی کارایی روش های پیشنهادی در ابتدا با استفاده از داده های میدانی جمع آوری شده از آب های خلیج فارس به شبیه سازی یک کانال مخابراتی واقعی زیر آب پرداخته و سپس نحوه عملکرد یکسان سازهای خطی و غیرخطی با استفاده از الگوریتم های ذکر شده با شبیه سازی و رسم نمودارهای نرخ خطای سمبل ، دیاگرام پراکندگی و منحنی یادگیری مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.

رادیوی شناختی (cr) قادر است از طریق حسگری طیفی، حضور یا عدم حضور کاربران اصلی باند فرکانسی مورد نظر را آشکارسازی نموده و از اطلاعات حاصله در جهت بهره برداری فرصت طلبانه از طیف استفاده نماید. مهم ترین چالش در این زمینه، احتمال عدم آشکارسازی صحیح حضور کاربران اصلی طیف می باشد. روش های مختلفی برای حسگری طیفی پیشنهاد شده است. بیشتر پژوهش های انجام شده در ارتباط با آشکارسازی انرژی (ed) است. این در حالی است که این روش آشکارسازی برای حسگری طیفی مشارکتی با وجود سادگی پیاده سازی، نیاز به تخمین نویز داشته و نسبت به عدم قطعیت در این تخمین بسیار حساس است که این امر باعث افت شدید کارآیی در نسبت های سیگنال به نویز کم می شود. بنابراین به دلیل لزوم آشکارسازی قابل اطمینان سیگنال های کاربران اولیه در نسبت های سیگنال به نویز پایین، روش آشکارسازی انرژی کارآیی قابل قبولی ندارد. علاوه بر این، روش آشکارسازی انرژی قادر به دسته بندی و تشخیص میان کاربران اولیه مختلف نمی باشد. این درحالی است که روش آشکارسازی ویژگی ایستان چرخشی (csd) معایب بیان شده برای ed را ندارد. مشکل اصلی روش های csd پیچیدگی محاسباتی بالای آنهاست. از اینرو در این پایان نامه یک روش حسگر طیفی زیربهینه csd پیشنهادشده است که پیچیدگی محاسباتی آن بطور قابل ملاحظه ای نسبت به روش متداول کاهش یافته است. در محیط های محوشده یا دارای سایه افکنی شدید، عمل حسگری طیفی مختل می شود. از سوی دیگر، اثرات محوشدگی و سایه افکنی ممکن است بسته به موقعیت گیرنده به طور قابل ملاحظه ای تغییر کنند. بنابراین می توان با اجازه دادن به کاربران مختلف برای به اشتراک گذاری نتایج حسگری شان دقت و صحت حسگری طیفی را افزایش داد. از این رو در این پایان نامه برای روش آشکارسازی csd پیشنهادی چند روش مشارکتی مورد ارزیابی قرار گرفته است و پیشنهاداتی جهت بهبود روش ها ارائه شده است. از سوی دیگر در روش های مشارکتی، در مرکز تصمیم براساس مشاهدات crها، تصمیم نهایی در مورد حضور کاربر اولیه اتخاذ می شود. ارزش آماره های آزمون ارسالی از crها برای اتخاذ تصمیم نهایی به یک اندازه نیست. میزان ارزش هر مشاهده تابعی از میزان صحت مشاهدات خواهد بود و میزان صحت نیز تابعی از وضعیت snr سیگنال دریافتی توسط cr است. بنابراین ترکیب آماره آزمون crها باید براساس ضرایب بهینه ای که از طریق snr محاسبه می شوند، انجام شود. در این پایان نامه، چند روش مشارکتی برای همجوشی بهینه آماره آزمون crها ارائه شده و کارایی آنها مورد بررسی قرار گرفته است.

با گسترش سرویس ها و ابزارهای بیسیم تقاضا برای طیف رادیویی افزایش چشمگیری یافته است. تحقیقات نشان می دهد، سیاست تخصیص طیف ثابت که بر اساس آن باندهای فرکانسی به صورت انحصاری به سرویس های خاصی اختصاص می یابند، باعث شده که طیف رادیویی به صورت ناکارامد مورد استفاده قرار گیرد. به منظور استفاده بهینه از طیف، اداره مخابرات فدرال (fcc) تکنولوژی رادیوی های شناختی را برای استفاده از پهنای باند اختصاص یافته به کاربران اولیه، توسط کاربران ثانویه پیشنهاد کرده است. یک پارامتر مهم در استفاده فرصت طلبانه از طیف تشخیص حضور یا عدم حضور کاربر اولیه است که توسط حسگری طیفی انجام می شود. یکی از مسائل مهم در حسگری طیفی مشکل گره پنهان است که زمانی اتفاق می افتد که کاربر اولیه درسایه قرار گرفته یا تحت محوشدگی شدید قرار بگیرد. نشان داده شده آشکارسازی مشارکتی یک راه حل مناسب برای افزایش احتمال آشکارسازی کاربر اولیه می باشد. یکی دیگر از مسایل مهم در شبکه های رادیو شناختی بازبینی باندهای فرکانس گسترده به منظور یافتن حفره های طیفی جهت استفاده فرصت طلبانه از طیف است که طراحی سخت افزار و توسعه الگوریتم های پردازش سیگنال جهت حسگری طیف در باندهای گسترده ضروری می باشد. در این پایان نامه به منظور حسگری طیفی مشارکتی در باند گسترده از روش mjd استفاده شده که بر اساس آن تصمیم گیری در مورد اشغال یا عدم اشغال چندین باند به صورت همزمان انجام می گیرد. در این مسئله، هدف ماکزیمم کردن مجموع نرخ موثر ارسال در همه باندها است به شرط آنکه از ایجاد تداخل مضر برای کاربران اولیه جلوگیری شود. در این پایان نامه برای حل مسئله بهینه سازی از الگوریتم ایمنی مصنوعی، الهام گرفته از تئوری انتخاب کلونی به همراه یک روش مناسب برای اعمال قیدها استفاده گردیده و نشان داده شده که الگوریتم پیشنهادی یک راه حل مناسب برای پیاده سازی روش mjd می باشد.

سیستم های مخابرات بی سیم با بهره گیری از آنتن های ارسال و دریافت چند گانه ظرفیت و کیفیت ارتباط را به طور قابل ملاحظه ای بهبود می بخشند. با این وجود، زنجیر های فرکانس رادیویی(rf ) چندتایی که از وجود چند آنتن ناشی می شوند، از لحاظ اندازه، توان و سخت افزار هزینه بر هستند. انتخاب آنتن روشی جایگزین است که هزینه و پیچیدگی کمتری دارد، و می تواند بسیاری از مزایای سیستم های mimo را داشته باشد. در این روش، زیر مجموعه ای از آنتن های ارسال و دریافت بر اساس یک معیار انتخاب می شوند. معیار های متداول انتخاب بهترین آنتن ها، ظرفیت کانال و نرخ خطا بر بیت است که تنها از پارامترهای لایه فیزیکی استفاده می کنند. بنابراین انتخاب آنتن بر اساس این معیارها لزوماً منجر به بهبود پارامترهای سایر لایه ها مثلاً نرخ داده نمی گردند. روش بین لایه ای، شیوه-ای برای انتخاب آنتن است که از معیارهای بر گرفته از سایر لایه ها مانند لایه پیوند، برای بهبود پارامترهایی نظیر اندازه بسته، نوع مدولاسیون و تعیین راهبرد درخواست خودکار ارسال مجدد (arq) استفاده می کند و می تواند مزایای چشمگیری در مقایسه با روش های مبنی بر لایه فیزیکی فراهم سازد. در این پایان نامه مسأله انتخاب آنتن با معیار گذردهی لایه پیوند، با در نظر گرفتن پروتکل arq مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد، استفاده از این معیار، در مقایسه با معیار سنتی ظرفیت عملکرد سیستم را بهبود می بخشد. در سیستم های زمان واقعی با افزایش تعداد آنتن ها، استفاده از روش بهینه جستجوی کامل برای انتخاب بهترین زیرمجموعه ی آنتن ارسال و دریافت، غیر عملی خواهد بود، زیرا پارامترهای کانال به سرعت تغییر کرده و آنتن های انتخاب شده نیز باید با شرایط کانال تطبیق یابند. در پایان نامه حاضر از الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات (pso) به عنوان ابزاری قدرتمند در کاهش پیچیدگی محاسباتی بهره گرفته شده است. روش نوین این پایان نامه، به کارگیری معیار بین لایه ای گذردهی لایه پیوند به عنوان تابع شایستگی در الگوریتم pso است، که منجر به بهبود عملکرد سیستم در مقایسه با به کارگیری تابع ظرفیت می شود. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد، استفاده از این الگوریتم علاوه بر کاهش پیچیدگی به میزان قابل ملاحظه، عملکردی بسیار نزدیک به روش بهینه دارد.

به منظور مقابله با اثرات محوشدگی، به تازگی نوع جدیدی از چندگانگی فضایی بنام چندگانگی مشارکتی مطرح شده است. این روش می توانددر واحدهای سیاری که بدلیل محدودیت اندازه و توان مصرفی،امکان استفاده از آرایه آنتن ها وجود ندارد، جهت دستیابی به مزایای چندگانگی مورد استفاده قرار گیرد. در این رساله،نوعی از چندگانگی مشارکتی بهنام چندگانگی مشارکتی کد شده مبتنی بر مدوله سازی جمع آثار را برای سامانه های ofdm کدنشده ی تک آنتنه معرفی می کنیم که از خاصیت فرانمونه برداری ذاتی در ofdm به منظور ایجاد مشارکت بین کاربران استفاده می نماید.جدا از سامانه های مشارکتی، یک فن جدید مبتنی بر قضیه ی نمونه برداری غیر یکنواخت، برای بازسازی نمونه های تخریب شدهدر سامانه های ofdmمعرفی خواهد شد. همان طور که نشان خواهیم داد، این فن آشکارسازیبهبود قابل ملاحظه ای در کارآیی با معیار احتمال خطا بر حسب بیت(ber)در کانال با محوشدگی شدید و یا در شرایط داشتن سیستمی با نقصان اطلاعات کانال (csi)در گیرنده ایجاد می کند.علاوه براین، با استخراج رابطه ی احتمال خطای جفتی(pep)برای فن آشکارسازی پیشنهادی، نشان داده می شود که استفاده از این روش می تواند منجر به تامین چندگانگی کامل در محیط فرکانس گزین شود. برای اولین بار در این رساله علاوه بر تحلیلber و pep، کمینه ی نرخ نمونه برداری جهت ارسال عاری از خطا، رابطه ی نرخ مشارکت با نرخ نمونه برداری، و نیزرابطه ی بسته ی ورودی-خروجی، علیرغم پیچیدگی تحلیل برای گیرنده ی بازگشتی غیر خطی،در شرایط مشارکتی و غیر مشارکتی استخراج می شود.

سیستم های طیف گسترده دنباله مستقیم به دلیل دو خاصیت پهنای باند وسیع و چگالی طیف توان پایین که باعث مقاومت این سیستم ها در برابر آشکارسازی، شنود و تداخل عمدی می شوند، به عنوان یکی از روش های مخابرات امن شناخته می شوند. کد کوتاه و کد بلند دو روش معمول طیف گسترده دنباله مستقیم بوده که خواص ضد آشکارسازی و شنود روش کد بلند بهتر از روش کد کوتاه است ولی این روش دارای پیچیدگی بیشتری است. در حالی که در روش های کد بلند و کد کوتاه کاربر تنها از یک کد گسترش استفاده می کند، روش نوینی به نام پرش کد مبتنی بر سوئیچ بین مجموعه ای از کدهای کوتاه ارائه شده که دارای خواص ضد آشکارسازی و شنودی برابر روش کد بلند و پیچیدگی در حد روش کد کوتاه است. در این پایان نامه به مسئله آشکارسازی کور و تخمین پارامترهای سیگنال های طیف گسترده دنباله مستقیم پرش کد در زمینه مراقبت طیفی و شنود می پردازیم. برای آشکارسازی از روش آشکارسازی ممان مرتبه دوم (sos) به دلیل کارآیی خوب در snr های منفی و بار پردازشی کم استفاده می کنیم و سطح آستانه را به طور دقیق با استفاده از معیار نیومن پرسون تعیین کرده و روشی برای بهبود کارآیی آشکارساز با حذف اثر محدود بودن پنجره همبستگی ارائه می کنیم که باعث 2.5 db بهبود در snr می شود. همچنین با بررسی کارایی آشکارساز در کانال دارای محوشدگی روشی برای جبران کاهش کارآیی در این کانال مبتنی بر افزایش تعداد آنتن ها ارائه می دهیم. سپس به تخمین پارامترهای سیستم پرداخته و الگوریتمی برای تخمین دوره کد بلند با استفاده از خروجی آشکارساز ارائه می دهیم. با استفاده از دوره کد بلند تخمین زده شده و به کمک روش تجزیه مقادیر ویژه آمارگان مرتبه دوم سیگنال دریافتی و معیارهای تئوری اطلاعاتی aic و mdl به تعیین زیر فضای سیگنال و نویز پرداخته و دوره تناوب الگوریتم پرش و دوره سمبل داده را تخمین می زنیم. سپس راهکاری برای دست یابی به سمبل های داده مبتنی بر همزمان سازی با سمبل داده و تقسیم سیگنال دریافتی به دنباله های کد کوتاه و تخمین بردار پایه هر دنباله کوتاه به عنوان کد گسترش در آن دنباله ارائه می دهیم. برای همزمان سازی از جستجو بر روی مقادیر مختلف تاخیر به منظور حداقل کردن تخمین دوره تناوب الگوریتم پرش استفاده می کنیم. همانطور که نشان داده خواهد شد، در صورت وجود داده ورودی به میزان چندین دوره کد بلند معادل آشکارسازی سیگنال و تخمین پارامترهای سیستم ممکن خواهد بود.

رادیوی شناختی قادر است از طریق حسگری طیفی، حضور یا عدم حضور کاربران اصلی باند فرکانسی مورد نظر را آشکارسازی نموده و با توجه به اطلاعات حاصله، به صورت فرصت طلبانه از طیف بهره برداری کند. مهم ترین چالش در این زمینه، احتمال عدم آشکارسازی صحیح حضور کاربران اصلی طیف می باشد که ممکن است باعث اختلالات جبران ناپذیری در شبکه شود. روش های مختلفی برای حسگری طیفی پیشنهاد شده است که بیشتر پژوهش های انجام شده در ارتباط با آشکارساز انرژی است. این در حالی است که این روش برای حسگری طیفی با وجود سادگی پیاده سازی، نیاز به تخمین واریانس نویز داشته و نسبت به عدم قطعیت در این تخمین بسیار حساس است. این امر باعث افت شدید کارآیی آن در نسبت های سیگنال به نویز کم می شود. در عمل نیز معمولاً عدم قطعیت نویز اجتناب ناپذیر است. با این حال روش های حسگری طیفی مبتنی بر آزمون هایgof می توانند معایب بیان شده برای آشکارساز انرژی را نداشته باشد. در نوع دیگر روش های حسگری طیفی، آشکارسازی براساس ویژگی های سیگنال کاربر اولیه انجام می پذیرد. درصورتی که اطلاع از ویژگی های کاربر اولیه در شبکه های رادیوی شناختی، در بسیاری از مواقع محقق نمی شود. آشکارسازهای مبتنی بر gof نقاط ضعف روش های قبلی را برطرف کرده و نیازمند هیچ اطلاع پیشینی از سیگنال کاربر اولیه نیست. برخی از روش های مبتنی بر gof که تاکنون معرفی شده اند نیازمند یک مجموعه ی نمونه پیشین از کانال خالی از کاربر اولیه، قبل از شروع حسگری می باشند. در این پایان نامه روش های حسگری جدیدی مبتنی بر gof معرفی شده اند که در حضور نویز گوسی نیازمند هیچ مجموعه ی پیشینی از کانال موردنظر نمی باشند. از جمله ی روش های حسگری طیفی مبتنی بر gof که تاکنون ارائه شده اند، روش ks می باشد که دارای عملکرد بهتری نسبت به آشکارساز انرژی در کانال با نویز غیرگوسی است. مهمترین مزیت آشکارساز ks مقاوم بودن آن در مقابل عدم قطعیت نویز می باشد؛ همچنین غیرپارامتری بودن آن، باعث عملکرد خوب آن در کانال های با نویز غیرگوسی می گردد؛ اما در حضور نویز گوسی عملکرد آن ضعیف تر از آشکارساز انرژی می باشد. با توجه به این که نویز موجود در اکثر کانال های مخابراتی، از نوع گوسی است، آشکارساز ks در اکثر مواقع کارایی ضعیف تری را نسبت به آشکارساز انرژی خواهد داشت. در این پایان نامه برای رفع این ضعف آشکارساز ks، پیش پردازش نمونه های دریافتی قبل از آشکارسازی پیشنهاد شده است. با استفاده از آماره ی مرتبه ی چهار می توان کارایی آشکارساز ks را بهبود داد و در حضور نویز گوسی به احتمال آشکارسازی بهتری نسبت به آشکارساز انرژی دست یافت.

هدف حسگری طیفی، که کلید پیاده سازی رادیوی شناختی (cr) است، آشکارسازی حفره های طیفی می باشد. بر همین اساس طراحی الگوریتم های حسگری طیفی مشارکتی (css) در شبکه های رادیوی شناختی یکی از چالش برانگیزترین موضوعات در لایه فیزیکی شبکه های مخابراتی می باشد. در رادیوهای شناختی تاکنون روش های مختلف تصمیم گیری نرم و سخت برای قانون هم جوشی حسگری مشارکتی، بسته به نوع حسگری محلی پیشنهاد شده اند. لیکن اکثر روش های هم جوشی ارائه شده با فرض بکارگیری آشکارسازی انرژی (ed) در مرحله حسگری محلی بسط یافته اند. این در حالی است که روش آشکارسازی انرژی با وجود سادگی پیاده سازی، نیاز به تخمین توان نویز داشته و نسبت به عدم قطعیت در این تخمین بسیار حساس است؛ که این امر باعث افت شدید کارآیی در نسبت های سیگنال به نویز کم می شود. علاوه بر این، روش ed قادر به دسته بندی و تشخیص میان کاربران اولیه مختلف نمی باشد. در این رساله، روش css مبتنی بر آشکارسازی خاصیت ایستان چرخشی (csd) به عنوان راه حلی برای مشکلات فوق الاشاره بررسی می شود. بر همین اساس، ابتدا یک روش حسگری محلی مبتنی بر csd پیشنهاد گردیده، روابط کارآیی آن به صورت تحلیلی استخراج و به طور مفصل بررسی شده و کارآیی آن با سایر روش های مطرح از طریق شبیه سازی مقایسه می گردد. سپس یک آشکارساز چندچرخه ای جدید نیز پیشنهاد می شود. نتایج شبیه سازی ها مزایای روش چندچرخه ای پیشنهادی را نسبت به سایر روش های موجود نشان می دهد. در ادامه، با بکارگیری روش فوق الاشاره، قانون های هم جوشی نرم بهینه و زیربهینه برای انجام حسگری مشارکتی پیشنهاد گردیده اند. از آن جایی که بکارگیری قانون متداول آزمون نسبت درست نمایی (lrt ) در مرکز هم جوشی بدون در نظر گرفتن ارتباط آن با سایر رادیوهای شناختی در شبکه حسگری، لزوماً منجر به بیشترین احتمال آشکارسازی نخواهد شد، در این رساله یک روش هم جوشی مبتنی بر بیشینه سازی معیار ضریب انحراف (dc) برای رفع این مشکل پیشنهاد شده است. برای این منظور، آماره آزمون قانون هم جوشی بهینه با حل یک مسئله بهینه سازی بدست آمده و سپس روش های تحلیلی برای استخراج مقدار آستانه (ترشولد) آزمون فرض مشارکتی ارائه گردیده اند. به خصوص روش های پیشنهادی تعیین مقدار آستانه، برای کانال های گزارش تحت محوشدگی ناکاگامی و حالت خاص رایلی توسعه داده شده اند.

گسترش شبکه های بی سیم و محدود بودن منابع رادیویی باعث شده است که تخصیص کارای منابع بیش از گذشته مورد توجه پژوهشگران قرار گیرد. در یک شبکه بی سیم با منابع محدود، هرکاربر درخواست سرویسی با کیفیت معین را دارد که برای رسیدن به آن نیازمند استفاده از منابع شبکه می باشد. منابع شبکه می تواند توان مورد نیاز برای دریافت سرویس و پهنای باند باشد که به دلیل محدود بودن این منابع، استفاده کارا از آنها امری ضروری می¬باشد. در قسمت اول این رساله، الگوریتم¬های کارا برای تخصیص ارگادیک منابع برای دو حالت پیوسته و گسسته در شبکه¬های رادیو شناختی که از مدل آستری و دسترسی چندگانه با تقسیم فرکانسی متعامد استفاده می¬کنند، پیشنهاد می گردد. همانطور که می¬دانیم در روش تخصیص ارگادیک منابع، محدودیت¬ها به صورت متوسط آماری در نظر گرفته می¬شوند و ممکن است در برخی از لحظه¬ها از مقدار آستانه خود تجاوز کنند. برای حل این مشکل، الگوریتم¬هایی که در این فصل ارائه می¬شوند پایور در برابر تغییرات لحظه¬ای محدودیت¬ها هستند. همچنین، الگوریتم¬های پیشنهادی در مقابل عدم قطعیت اطلاعات لحظه¬ای کانال تداخلی (میان گیرنده اولیه و فرستنده ثانویه) و ثانویه (میان فرستنده و گیرنده ثانویه) نیز پایور می¬باشند. در ادامه، به منظور افزایش عملکرد شبکه¬های ثانویه از رله¬های ثابت استفاده می¬گردد. از آنجایی که در الگوریتم¬های ارائه شده به اطلاعات آماری کانال¬ها نیاز است، تأثیر خطای تخمین اطلاعات آماری کانال¬ها روی عملکرد شبکه¬های رادیو شناختی بررسی می¬شود. در قسمت دوم این رساله، تخصیص منابع برای شبکه¬های رادیو شناختی امن بررسی می¬گردد. در ابتدا، روش جدید تخصیص منابع برای دو حالت لحظه¬ای و ارگادیک در شبکه¬های رادیو شناختی که امنیت را برای هر دو شبکه اولیه و ثانویه تضمین می¬کند، ارائه می¬شود. الگوریتم¬های ارائه شده برای حالت ارگادیک، پایور در مقابل تغییرات لحظه¬ای محدودیت¬ها هستند. همچنین، الگوریتم¬های ارائه شده در مقابل عدم قطعیت اطلاعات لحظه¬ای کانال¬ها نیز پایور می¬باشند. در ادامه، تخصیص ارگادیک منابع در شبکه¬های رادیو شناختی امن مبتنی بر ofdma که از رله¬های ثابت استفاده می¬کنند، مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین به منظور در نظر گرفتن شرایط واقعی، فرض شده است که بهره-های سه کانال مورد استفاده ثانویه (میان فرستنده و گیرنده ثانویه مجاز)، تداخلی (میان فرستنده ثانویه و گیرنده اولیه مجاز) و شنود (میان فرستنده ثانویه و استراق¬سمع¬کننده) دارای عدم قطعیت هستند و در ادامه نشان داده می شود که الگوریتم¬های ارائه شده در برابر عدم قطعیت¬ سه کانال مورد استفاده پایور می¬باشند.

چالش اساسی در طراحی شبکه¬های بی¬سیم نسل آینده تضمین کیفیت سرویس مورد انتظار کاربران و جلب رضایت آن¬ها در ارائه سرویس بهنگام با کیفیت بالا می¬باشد. برآوردن نیازهای متنوع کیفیت سرویس، نیازمند طراحی توأم پارامترهای لایه¬های مختلف یا به تعبیری طراحی بین لایه¬ای می¬باشد. از طرفی یکی از راهکارهای کارامدی که برای افزایش بهره¬وری شبکه¬های بی¬سیم نسل آینده مورد توجه می¬باشد راهکار ارسال رله¬ای است. بر این اساس هدف کلی این رساله در وهله اول ارزیابی عملکرد شبکه¬های رله از نقطه نظر کیفیت سرویس ارائه شده به کاربران و در وهله دوم ارائه طرح¬هایی بین لایه¬ای برای بهبود بخشیدن به عملکرد این نوع شبکه¬ها می¬باشد. نگرش بین لایه¬ای در مسائل مطرح شده، متکی بر تنظیم پارامترهای ارسال در لایه فیزیکی بر اساس محدودیت¬های این لایه و لایه پیوند داده می¬باشد به گونه¬ای که منجر به افزایش بهره¬وری در کنار قید احتمال تخطی از حد تأخیر شود. در این راستا از مفهوم ارزشمند ظرفیت موثر به عنوان یک مدل بین لایه¬ای کارامد، در برقراری ارتباط میان لایه فیزیکی و لایه پیوند داده بهره گرفته می¬شود. در رساله حاضر ابتدا چگونگی ارزیابی کیفیت سرویس با بهره¬گیری از مدل بین لایه¬ای ظرفیت موثر در قالب الگوریتم¬هایی مرحله به مرحله مورد بحث قرار می¬گیرد و نشان داده می¬شود که چگونه افزایش ظرفیت موثر منجر به بهبود ضمانت کیفیت سرویس و افزایش رضایت¬مندی کاربران می¬گردد. سپس عملکرد انواع شبکه¬های رله از نقطه نظر ضمانت کیفیت سرویس بر اساس ظرفیت موثرشان مورد بررسی قرار می¬گیرند. انواع شبکه¬های رله مورد بحث عبارتند از شبکه¬های تک رله با ارسال مبتنی بر پروتکل¬های ثابت و تطبیقی و شبکه¬های چند رله با ارسال مبتنی بر تکرار، ارسال مبتنی بر انتخاب بهترین رله و ارسال مبتنی بر کد مکان-زمان توزیع شده. به منظور کاهش پیچیدگی محاسباتی،عبارت تحلیلی بسته¬ای برای توابع ظرفیت موثر سیستم¬های مذکور ارائه شده و نشان داده می¬شود که روابط بسته ارائه شده پیچیدگی محاسباتی را تا مرتبه¬ای حدود برابر کاهش می¬دهند. با مقایسه عملکرد راهبردهای نام¬برده در هریک از شبکه¬های تک و چند رله، الگوهای ارسال رله¬ای بین لایه¬ای پیشنهاد می¬شود که اساس آن¬ها انتخاب شیوه مناسب ارسال برای دست¬یابی به بیشترین کیفیت ارسال می¬باشد. در بخشی دیگر با هدف استفاده کارامد از منابع رادیویی مانند توان در جهت بهبود بخشیدن به کیفیت سرویس، مسئله طراحی بین لایه¬ای تخصیص توان مطالعه شده و الگوهایی بین لایه¬ای برای تخصیص توان در انواع راهبردهای ارسال رله¬ای پیشنهاد می¬گردند. نتایج مطالعات نشان می¬دهند که طرح¬های بین لایه¬ای تخصیص توان، کیفیت سرویس را به ویژه در کاربردهای حساس به تأخیر، به طور قابل ملاحظه¬ای بهبود می¬بخشند. همچنین در یک شبکه چند کاربره به بررسی اثر تداخل میان سمبولی بر روی ظرفیت موثر پرداخته می¬شود. در بخش پایانی این رساله با لحاظ کردن بافرینگ داده در رله¬ها و تأخیر ناشی از آن، به معرفی رابطه جدیدی برای ظرفیت موثر شبکه چند رله پرداخته می¬شود. رابطه جدید ظرفیت موثر علاوه بر قید کیفیت سرویس در مبدأ به قید کیفیت سرویس در رله¬ها نیز وابسته می¬باشد.

رشد ترافیک اینترنت که شامل داده ، صدا، و خدمات ویدئویی است، موجب می شود تا تقاضا برای پهنای باند و نرخ داده بالا افزایش یابد . سیستم ofdm می تواند کارایی طیفی را بالا برده و سیستم های نوری همدوس می توانند حساسیت گیرنده را افزایش دهند. co-ofdm راه حلی مناسب جهت جبران پاشندگی رنگی و pmd برای انتقال مسافت طولانی است. علاوه بر این، سیستم wdm به عنوان یک راه حل پیشنهادی برای به حداکثر رساندن استفاده از پهنای باند، افزایش ظرفیت سیستم، جلوگیری از هر گونه تداخل در یک فیبر تک مد، جهت افزایش نرخ داده ی سیستم می باشد.که ما در اینجا ابتدا با استفاده از co-ofdm و dcf و سپس با ترکیب روش co-ofdm با wdm با یک طراحی ویژه توانستیم حجم بسیار زیادی از داده را به مسافت طولانی با حداقل انرژی و کارایی مطلوب منتقل کنیم

چکیده ندارد.

در این رساله، یک روش پیش کدینگ چندکاربره برای سیستمهای چندحاملی cdma با استفاده از الگوریتم em ارائه می شود. فرمول بندی، مراحل پیاده سازی و مرتبه پیچیدگی این پیش کدینگ به صورت تحلیلی ارائه می شود و کارآیی آن روی کانال محوشونده رایلی مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین کارآیی روش پیشنهادی با کارآیی سایر روشهای پیش کدینگ که قبلاً در سیستمهای چندحاملی cdma پیاده سازی شده اند، مقایسه می شود. نتایج بررسیها نشان می دهند که پیش کدینگ em نسبت به سایر روشها کارآیی بسیار بهتری دارد. لازم به ذکر است که پیچیدگی این روش پیش کدینگ نسبت به سایر روشها در سمت فرستنده بیشتر است اما گیرنده در حد یک فیلتر منطبق تک کاربره ساده می شود. در کل می توان گفت که پیش کدینگ پیشنهادی برای سیستمهایی که در آنها گیرنده ها ازنظر توان مصرفی و قدرت پردازشی محدود هستند ولی فرستنده آنها از این نظر محدودیت زیادی ندارد، مناسب تر است. در ادامه این روش پیش کدینگ را به حالت چندورودی- یک خروجی(miso) تعمیم می دهیم و مشابه حالت قبل مورد بحث و بررسی قرار می دهیم. در این حالت نیز بهبود کارآیی نسبت به سایر روشهای پیش کدینگ دیده می شود. علاوه براین برای حل مسا?له پیش کدینگ ml از یکی از الگوریتمهای وابسته به em به نام sage که می تواند با انتخاب مناسب پارامترها، همگرایی سریع تر و کارآیی بهتری نسبت به الگوریتم em داشته باشد، استفاده می کنیم و نتایج حاصل را تحلیل و بررسی می کنیم. در تمام سیستمهای پیشنهادی بررسی و آنالیز حساسیت عملکرد نسبت به دقت تخمین اطلاعات حالت کانال در فرستنده انجام می گیرد. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که روشهای پیش کدینگ پیشنهادی نسبت به خطای تخمین کانال حساس هستند و افت کارآیی در این نتایج مشهود است.