تعیین موقعیت کاربر در شبکه های بیسیم، از اهمیت قابل توجهی برخوردار است و کاربردهای گسترده ای دارد، اما با چالش هایی همراه است، زیرا عواملی از قبیل نویز اندازه گیری و خطای مربوط به مسیرهای غیرمستقیم انتشار امواج (nlos)، باعث ایجاد خطای زیادی در تخمین موقعیت می شوند. یک راه مقابله با خطای nlos، تشخیص و کم کردن تاثیر آن در فرایند تخمین موقعیت است. در این پایان نامه ابتدا یک روش تشخیص nlos را با استفاده از اندازه گیری های قدرت سیگنال دریافتی (rss)، ارایه می کنیم که استفاده از آن، مستلزم تعداد زیاد اندازه گیری است. سپس یک روش دیگر با استفاده از ترکیب اندازه گیری های toa و rss را ارایه می کنیم که از تفاوت ماهوی این دو نوع اندازه گیری در شرایط nlos استفاده کرده و دو تابع چگالی احتمال تحت شرایط los و nlos را حاصل می کند. نشان می دهیم که با استفاده از این توابع چگالی احتمال و اعمال روش های آشکارسازی، با اندازه احتمال زیاد می توان nlos را تشخیص داد. سپس از این روش تشخیص nlos استفاده کرده و موقعیت کاربر را با دقت خوبی تخمین می زنیم. در شرایطی که تعداد ایستگاه های پایه با مسیر los برای مکان یابی، کمتر از تعداد مورد نیاز (سه تا) باشد، یک روش هندسی برای تخمین موقعیت کاربر با استفاده از اندازه گیری های در بر دارنده خطای nlos پیشنهاد می کنیم که بر خلاف بسیاری از روش های موجود، مستلزم los بودن مسیر با هیچ کدام از ایستگاه های پایه نیست و فقط به سه ایستگاه پایه نیاز دارد. در این رویکرد ما از اندازه گیری های زمانی و زاویه ورود سیگنال در ایستگاه پایه، و مدل های توزیع مکانی پراکنده سازها استفاده می کنیم و مسیر los را از روی اندازه گیری های در بردارنده خطای nlos بازسازی می کنیم. به صورت تحلیلی نشان می دهیم که مسیرهای بازسازی شده، همواره خطای nlos کمتری در مقایسه با اندازه گیری های اصلی دارند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که دقت تخمین موقعیت با رویکرد پیشنهادی، بهبود قابل ملاحظه ای نسبت به روش های موجود دارد.

استفاده از شبکه رادیو شناختی یکی از راهکارهای موثر برای افزایش بهره وری طیفی در نسل آینده شبکه های مخابراتی بی سیم است. در این شبکه ها، امکان دسترسی دینامیکی طیفی به صورت غیر متمرکز، به کاربران داده می شود. این کاربران با اولویت های متفاوت و سطوح مختلف دسترسی به اطلاعات جنبی از شبکه، جهت استفاده از منابع موجود رقابت می کنند. جهت تخصیص منابع (توان و فرکانس) به کاربران، به اطلاعات جنبی (مربوط به شبکه یا کانال ها) نیاز است. اما، به دلیل ماهیت پویای کانال های بی سیم، نویز محیط، و عدم همیاری کاربران، این اطلاعات دارای عدم قطعیت است. جهت ایجاد ارتباط مطمئن برای کاربران، در نظر گرفتن عدم قطعیت در این اطلاعات و ارایه الگوریتم های پایور ضروری است. به همین دلیل، در این رساله به تخصیص توزیعی و پایور منابع در شبکه های رادیو شناختی می پردازیم. در این رساله، تخصیص توزیعی و پایور منابع، در باندهای دارای مجوز و بدون مجوز بررسی می شود. نشان می دهیم که در باندهای فرکانسی دارای مجوز و در حالت تک حاملی، مساله تخصیص پایور منابع، به یک مساله بهینه سازی محدب تبدیل، و با استفاده از جداسازی دوگان به صورت توزیعی حل می شود. برای مساله فوق در حالت چندحاملی، نشان می دهیم که پایورسازی، حجم محاسباتی قابل قبولی را به مساله اضافه خواهد کرد. در باندهای فرکانسی بدون مجوز، با استفاده از نظریه بازی ها، تخصیص توزیعی و پایور منابع را برای کاربرانِ دارای اطلاعات جنبی یکسان، و کاربران با سطوح اطلاعات جنبی متفاوت، مطرح می کنیم و نقطه تعادل شبکه را با در نظر گرفتن عدم قطعیت در سیستم بررسی می کنیم. برای هرکدام از مسایل فوق، حجم محاسباتی در حل مساله پایور و سیگنالینگ در الگوریتم های توزیعی بررسی می شود. هدف این رساله، ساده سازی مسایل تا حد ممکن و کاهش حجم سیگنالینگ در الگوریتم های توزیعی است. جهت مطالعه اثر پایورسازی در عملکرد شبکه، در هر کدام از مسایل فوق، تغییر در بهره شبکه را با در نظر گرفتن عدم قطعیت و بدون در نظر گرفتن آن، بررسی می کنیم. نشان می دهیم که چگونه و در چه شرایطی، پایورسازی سبب کاهش بهر? شبکه رادیو شناختی می شود. همچنین، الگوریتم هایی را برای مصالحه در پایورسازی و افزایش بهره شبکه رادیو شناختی ارایه کرده و نشان می دهیم اگر تداخل کاربران در شبکه زیاد باشد، پایورسازی سبب کاهش تداخل آنها بر روی یکدیگر و افزایش بهره شبکه شناختی می شود.

در این پایان نامه به بررسی ظرفیت سیستم اشتراک طیفی چند کاربره پرداخته شده است. تمرکز اصلی این پژوهش، بر روی ظرفیت شبکه ثانویه در کانال فروسو است. مسائل مورد بررسی عبارتند از: 1- ظرفیت سیستم ثانویه با راهکار توأم ارسال زمینه ای و میان گذاری 2- ظرفیت سیستم ثانویه با اطلاعات جانبی قدیمی شده کانال .در مورد مسئله اول، ناحیه ظرفیت شبکه ثانویه با راهکار توأم ارسال زمینه ای و میان گذاری، در دو حالت تقسیم کد و تقسیم زمانی بررسی شده است. در هر دو حالت، فرض شده است که اطلاعات جانبی بدون نقصکانال در فرستنده و گیرنده ها موجود و حسگری طیف بدون خطا باشد. متوسط تداخل ناشی از کاربر اولیه نیز در محاسبات در نظر گرفته شده است. در هر دو حالت تقسیم کد و تقسیم زمانی، الگوریتم هایی برای تخصیص بهینه منابع و دستیابی به مرز ناحیه ظرفیت ارائه شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، راهکار توأم ارسال زمینه ای و میان گذاری، ظرفیت شبکه ثانویه را افزایش می دهد. مقدار این افزایش، تابعی از احتمال فعالیت فرستنده اولیه و تداخل ناشی از آن است. توان بهینه هر کاربر، تابعی از بهره کانال بین فرستنده و گیرنده های ثانویه، کانال تداخلی فرستنده ثانویه و گیرنده اولیه و نیز احتمال فعالیت سرویس اولیه است. در مسئله دوم، ناحیه ظرفیت شبکه ثانویه با اطلاعات جانبی قدیمی شده کانال تداخلیمورد بررسی قرار گرفته است. برای توصیف اطلاعات جانبی قدیمی شده کانال، از مدل همبستگی استفاده شده است. در این مسئله، محدودیت های احتمال برخورد و متوسط تداخل در نظر گرفته شده اند. در حالت کلی، تعیین مرز این ناحیه ، یک مسئله غیر محدب است که برای اجتناب از آن، محدودیت احتمال برخورد با محدودیتی روی حداکثر توان ارسال جایگزین و الگوریتم بهینه تخصیص توان ارائه شده است. در این مسأله، توان بهینه هر کاربر، تابعی از بهره کانال بین فرستنده و گیرنده های ثانویه، اطلاعات جانبی قدیمی شده کانال، ضریب همبستگی و پارامترهای احتمال برخورد است. بر اساس نتایج به دست آمده، به دلیل قدیمی بودن اطلاعات جانبی کانال تداخلی، ظرفیت شبکه ثانویه کاهش می یابد که مقدار آن تابعی از ضریب همبستگی بین اطلاعات واقعی و قدیمی شده کانال و همچنین حداکثر احتمال برخورد قابل تحمل در گیرنده اولیه است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.