با استفاده از توانایی های یک شبکه مخابرات بی سیم در مشارکت گره ها، می توان کارایی های ویژه ای برای این گونه شبکه ها تعریف کرد. موقعیت یابی مشارکتی یک رویکرد مدرن در تکنیک های تخمین موقعیت می باشد. تمام شبکه هایی که به گونه ای نیاز به ردیابی یک کاربر متحرک در محیط رادیویی دارند می توانند بستری برای پیاده سازی الگوریتم های موقعیت یابی دینامیک بر مبنای تخمین گرهای بیزین باشند. تخمین گرهای بیزین، خصوصاً آن هایی که در این نوشتار مورد بررسی قرارخواهند گرفت، سابقه طولانی در حل مسائل مهندسی ندارند اما گستردگی کاربرد کنونی آن ها در روش های تخمین مختلف با کاربردهای مختلف قابل توجه است. از آنجایی در مسائل موقعیت یابی عموماً با مدل های خطی مواجه نیستیم، فیلتر کالمن به عنوان یک تخمین گر بهینه بیزین قابلیت بکارگیری ندارد اما فرم های توسعه یافته آن که به منظور مواجهه با خاصیت غیرخطی بودن مدل طراحی شده اند به وفور مورد استفاده قرار می گیرند. به دلیل خطای تخمین بالا و وابستگی بیش از حد فرم های توسعه یافته کالمن به پارامترهای مدل سیستم، هم اکنون گرایش های زیادی به فیلتر ذره ای وجود دارد. فیلتر ذره ای هر چند پیچیدگی محاسباتی بیشتری به طراحی ها تحمیل می کند، اما توانسته به علت دقت بالای تخمین، حوزه های مختلفی از مسائل مرتبط با تخمین را به تسخیر خود در آورد. در این پایان نامه از فیلتر ذره ای به موازات تخمین گر حداکثر درست نمایی و فیلترکالمن برای بدست آوردن تخمین حالت تحرک گره در کنار پارامترهای محیطی از جمله ضریب تضعیف توان و محوشدگی سایه، استفاده شده است. استفاده بهینه از این تکنیک های تخمین مختلف در کنار بهره مندی از توانایی مشارکت گره ها در موقعیت یابی، منجر به خلق یک الگوریتم با قابلیت های جامع و حداقل خطا شده است. بررسی های و شبیه سازی هایی که در این نوشتار صورت خواهد گرفت این نتیجه را به اثبات خواهد رسانید که این الگوریتم در مقایسه با الگوریتم های مشابه، علاوه بر سازگاری فوق العاده با محیط واقعی خطای تخمین کمتری را در مجموع به همراه دارد.

الگوریتم music روشی مطرح در تصویربرداری مایکروویو جهت مکان یابی پراکنده گرها با تفکیک پذیری بسیار بالاست. این الگوریتم نسبت به بازتابهای چندگانه بین پراکنده گرها مستحکم بوده و تفکیک پذیری بسیار مناسبی در این حالت دارد. مشکل عمده این روش تعیین دقیق تعداد پراکنده گرها و یا بُعد زیرفضای سیگنال جهت مکان یابی صحیح اهداف است. تشخیص تعداد پراکنده گرها برمبنای تعیین تعداد مقادیر ویژه زیرفضای سیگنال انجام می پذیرد که این کار در صورت عدم وجود نویز در سیستم، به راحتی و با مشاهد? مقادیر ویژه عمده ماتریس داده ها امکان پذیر است. وجود نویز باعث می شود تا ابهام در تخمین تعداد پراکنده گرها بوجود آید که رساله حاضر بطور اعم به این موضوع پرداخته و راهکارهایی را ارائه داده است. این رساله اثبات می کند که با افزایش انعکاسهای داخلی بین پراکنده گرها، مقادیر ویژ? بزرگتر ماتریس معکوس زمانی به تدریج افزایش یافته و مقادیر ویژه کوچکتر مرتبا کاهش خواهند یافت. در این صورت وجود نویز همراه با انعکاسهای داخلی بین پراکنده گرها باعث خواهد شد تا مقادیر ویژه زیرفضاهای سیگنال و نویز به هم نزدیک شده و تشخیص بُعد زیرفضای سیگنال با مشکل همراه شود. به همین منظور الگوریتم mdl که قابلیتهای مناسبی در تشخیص تعداد منابع در مقادیر پایین سیگنال به نویز دارد به کار گرفته شده است. همچنین با توجه به عملکرد متفاوت این الگوریتم در فرکانسهای مختلف، روش جدیدی ارائه شده که هم بر پایه فرستنده ها و هم فرکانسهای مختلف عمل می کند. نتایج ارائه شده نشان دهنده بهبود عملکرد روش fmdl در تشخیص تعداد پراکنده گرها تا میزان 5db نسبت به الگوریتم mdl است. در نسبتهای خیلی پایین سیگنال به نویز ابعاد زیرفضای سیگنال و نویز تغییر کرده و عملکرد music مختل خواهد شد. در چنین مواردی حتی دانستن تعداد اهداف هم کمکی به تشخیص محل آنها نخواهد کرد. جهت رفع این مشکل از روش نویززدایی مبتنی بر تبدیل موجک ایستان گسسته (discrete stationary wavelet transform) جهت کاهش نویز و بهبود کارایی music استفاده کرده ایم. استفاده از نویز زدایی بعنوان پیش پردازش نشان دهنده افزایش کارایی الگوریتمهای تعیین تعداد اهداف است.

تخصیص توأم بیت، انتخاب رله و تخصیص زیر کانال برای دستیابی به مزایای کامل شبکه های رله ای همیارانه مبتنی بر ofdm ضروری می باشد. در این رساله ابتدا این مسأله در یک شبکه همیارانه ofdma مطالعه می شود. این شبکه شامل چندین زوج گره مبدأ ـ مقصد و چندین گره رله با روش کدگشایی و ارسال مجدد می باشد. هدف، کمینه سازی توان ارسالی کل تحت شرایط نرخ خطای بیت و نرخ داده می باشد. با این حال، راه حل بهینه مسأله بهینه سازی بسیار پیچیده است و ممکن است غیرمنصفانه باشد. سپس با فرض آگاهی از بهره های لحظه ای کانال برای تمامی مسیرها در تمام شبکه، یک الگوریتم بازگشتی سه مرحله ای برای تخصیص منصفانه منابع با پیچیدگی کم پیشنهاد شده است. در این الگوریتم، ابتدا کاربر برتر بر اساس معیار انصاف انتخاب می شود؛ سپس رله و زیرکانال تحت شرایط مفروض به کاربر برتر اختصاص داده می شود. در پایان، بیت و توان براساس الگوریتم واترـ فیلینگ بازگشتی به زیرکانال های کاربر برتر تخصیص می یابد. علاوه بر این، برای تضمین انصاف میان کاربران، معیارهای مختلفی با هدف تحقق معاوضه موثر میان طول عمر کاربران و احتمال خاموشی آنها پیشنهاد شده است. مطالعات عددی به منظور ارزیابی کارآیی الگوریتم پیشنهادی در دو سناریوی عملی انجام گردیده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که الگوریتم تخصیص منابع پیشنهادی، به یک معاوضه موثر میان کارآیی شبکه و انصاف میان کاربران دست می یابد.