یکی از چالش های مهم در افزایش ظرفیت سیستم های مخابراتی، به ویژه شبکه های سلولی، کاهش نسبت سیگنال به مجموع تداخل و نویز در گیرنده می باشد. تداخل هم کانال اصلی ترین عامل تداخل در شبکه های سلولی است. با درنظر گرفتن اثر سایه با توزیع lognormal به همراه افت مسیر در کانال بی سیم، تداخل هم کانال به صورت مجموع چند سیگنال با توزیع lognormal مدل می شود. از طرفی، مشخصات آماری جمع چند توزیع lognormal به صورت معین در دست نمی باشد، لذا در شبیه سازی ها از روش هایی جهت تقریب آن استفاده می شود. یکی از دستاوردهای این تحقیق، معرفی یک روش تقریب مناسب جهت انجام شبیه سازی ها می باشد که در مقایسه با سایر روش های موجود از دقت و کارآیی محاسباتی بالاتری برخوردار است. دستاورد دیگر این تحقیق، بررسی کارایی آنتن های هوشمند و روش های شکل دهی پرتو در مقابله با تداخل هم کانال است. در این تحقیق، جهت نزدیک به واقع بودن نتایج، ابتدا مدلی برای الگوی تشعشعی آنتن های مورد استفاده در شبکه ی سلولی معرفی شده است که در مقایسه با مدل های ارائه شده در تحقیق های دیگر تطبیق بیشتری با مدل تشعشع واقعی آنتن دارد. در ادامه، اثر استفاده از دو روش شکل دهی پرتو (بکارگیری آرایه فاز شده و الگوریتم کمینه میانگین مربعات خطا) در افزایش نسبت سیگنال به تداخل بررسی و قابلیت هرکدام از این روش ها در تحقق این مشخصه ارزیابی شده است. در نهایت، جهت تعیین تعداد مناسب عناصر آرایه، میزان حساسیت تداخل هم کانال به تعداد عناصر آرایه محاسبه گردیده است.

بخش بندی یکی از مهم ترین مقوله ها در رسیدن به بازاریابی مدرن و مدیریت ارتباط با مشتری موفق، به خصوص در بانکها و موسسات مالی است. از طرفی یکی از مشکلات تجزیه و تحلیل اطلاعات مشتریان بانکها، چند بعدی بودن اطلاعات آنان میباشد. هدف این تحقیق ارائه یک متدولوژی تلفیقی از الگوهای جمعیت شناختی و تراکنشی ((rfm جهت بخش بندی مشتریان بانک مورد مطالعه است. این متد بر روی رکورد های 5010 نفر از مشتریان بانک مورد مطالعه در بازه زمانی سال1389 تا 1390 به همراه چهار ویژگی جمعیت شناختی (سن، جنسیت، تحصیلات، شغل) اجرا شد. در این روش ابتدا متغیرهای تازگی(r)، تکرار(f) و ارزش پولی(m) تراکنش ها برای هر مشتری محاسبه ، سپس با استفاده از الگوریتم های خوشه بندی k means و two step مشتریان بر اساس رتبه rfm به چهار گروه اصلی تقسیم شده اند. مشتریان پلاتینیوم با بالاترین رتبه rfm ، 6% از مشتریان بانک را تشکیل می دهند و در رتبه های بعدی مشتریان طلایی با 11% ، آهنی با 23% و سربی با 60% قرار دارند. در نهایت به کمک مفاهیم هرم ارزش مشتری و درخت تصمیم گیری هر گروه تحلیل و پیشنهاداتی متناسب با رتبه rfm و مشخصات جمعیت شناختی هر گروه جهت بهبود روابط با مشتریان تبیین شده است. نتایج روش پیشنهادی با توجه به سهولت استفاده و چند بعدی بودن اطلاعات، می تواند به بانکها و موسسات مالی کمک نماید تا مشتریان خود را به صورت هدفمند دسته بندی نمایند.

رادارهای پسیو نوعی از رادارها هستند که از فرستنده های موجود (نظیر فرستنده های رادیویی و تلویزیونی) استفاده می کنند و در نتیجه کم هزینه بوده و غیرقابل شناسایی توسط دشمن هستند. در این پژوهش به بررسی و شبیه سازی رادارهای مولتی استاتیک پسیو که در فضای دو بعدی و سه بعدی قادر به کشف مکان، سرعت و نوع شئی که وارد منطقه تحت پوشش رادار می گردد، پرداخته می شود. همچنین با استفاده از رادارهای مولتی استاتیک پسیو علاوه بر کشف مکان شئ، سیستم قادر به ردگیری آن در یک فضای سه بعدی و رسم مسیر طی شده توسط شئ، با نمونه برداری های متوالی می باشد. با توجه به تأثیر محل ایستگاه های رادار در دقت سیستم، با استفاده از الگوریتم ژنتیک چند هدفه، یک سیستم بهینه طراحی می گردد. در این سیستم، ضمن استفاده از حداقل ایستگاه ها برای گیرنده، مکان ایستگاه های گیرنده رادار جهت دستیابی به ماکزیمم میزان سیگنال به نویز و ماکزیمم سطح پوشش، بهینه می گردند. در پایان، تأثیر محو شدگی امواج، به عنوان یک عامل محیطی، در روند آشکار سازی شئ و ردگیری آن توسط رادار مورد بررسی قرار می گیرد.

تشخیص و مدل سازی کانال های مخابراتی mimo همواره بخش حیاتی از تجزیه و تحلیل این سیستم ها بوده است. اگر چه مدل های گوناگونی برای این کانال های انتشار معرفی شده است، مدل های هندسی به دلیل سادگی و کارایی مناسب، و ارائه جزئیات کانال بسیار مورد توجه بوده است. در این تحقیق مدل های جدید بر پایه روش هندسی برای کانال های mimo پهن باند در محیط فضای باز به فضای بسته (o2i ) پیشنهاد شده است. در این مدل ها ترکیبی از پدیده های انتشار تک جهشی و دو جهشی استفاده می شود. علاوه بر این، تاثیر پراکنده کننده های موجود در فضای باز مطالعه می شود که این فرض باعث بهبود دقت مدل در کانال هندسی می گردد. در این تحقیق همچنین، مدلی هندسی برای کانال انتشار سیستم های نوین vmimo ارائه می شود. برای ساختارهای هندسی پیشنهاد شده در این پایان نامه، توابع همبستگی متقابل ( ccf)، در صورت امکان با بیان شرایطی، به شکل بسته ریاضی به دست می آید. توابع همبستگی به دست آمده به پارامترهای مختلفی همچون فاصله بین ایستگاه پایه ( bs) و کاربر ، فاصله المان های آنتن در ایستگاه پایه و کاربر، سمت گیری آنتن ها، اختلاف فرکانس و برخی فواصل مشخص شده بر روی ساختارهای پیشنهادی در هر مورد وابسته اند. برای ارزیابی و مقایسه نتایج حاصل شده، مقادیر عددی توابع همبستگی و ظرفیت را با استفاده از نرم افزار ( rps) برای کانال انتشار دانشکده برق و کامپیوتر دانشگاه سیستان و بلوچستان به دست آورده و پارامترهای مناسب مربوط به توزیع پراکنده کننده ها در محیط انتخاب می شود. بدین ترتیب با تنظیم پارامترها مدلی هایی هر چه دقیق تر برای آزمایش، طراحی و تحلیل سیستم های مخابراتی باند وسیع و محاسبات ظرفیت کانال های mimo، خصوصا برای شبکه های lte که ما در فرضیات موجود در کل تحقیق در نظر می گیریم، ارائه می شود.

آشکارسازی موج الکترومغناطیس ورودی در نانوآنتن کربنی بر اساس تشعشع الکترونی نانوتیوب کربنی در فرکانس رزنانس انجام می گیرد. تشعشع الکترونی با اعمال ولتاژ بایاس الکترواستاتیکی مشخصی، که به ساختار فیزیکی نانوتیوب بستگی دارد، صورت می گیرد. در این تحقیق، ابتدا بدون اعمال موج الکترومغناطیس ورودی و تنها با در نظر گرفتن میدان الکترواستاتیکی ناشی از ولتاژ بایاس، به بررسی تاثیر مشخصه های مکانیکی و الکتریکی نانوتیوب در عملکرد آنتن می پردازیم. شبیه سازی نانوآنتن کربنی نشان می دهد که افزایش ارتفاع یا کاهش شعاع باعث افزایش فرکانس رزونانس می گردد. چون تشعشع الکترونی بدست آمده از یک نانوتیوب کربنی بسیار ضعیف است، بنابراین آرایه ای از نانوتیوب های کربنی برای افزایش تشعشع الکترونی استفاده می شود. بررسی تاثیر نیروی الکترواستاتیکی نانوتیوب های آرایه بر روی هم و نهایتا بر روی میزان تشعشع الکترونی نشان می دهد که با افزایش تعداد عناصر آرایه تشعشع الکترونی در مرکز آرایه کاهش می یابد. در ادامه تحقیق، با اعمال موج الکترومغناطیس ورودی، به بررسی عملکرد نانوآنتن کربنی از نظر دامنه جابجایی مکانیکی نانوتیوب، پاسخ فرکانسی آنتن و میدان الکتریکی القاء شده ناشی از اعمال ورودی پرداخته شد. همچنین، تاثیر افزایش عناصر آرایه و توزیع آماری طول نانوتیوب ها روی معیارهای عملکرد فوق ارائه گردید. نتایج حاصل از این تحقیق می تواند به طور موثر در طراحی و ساخت نانوآنتن های کربنی آرایه ای مورد استفاده قرار گیرد.

در این پژوهش برای اولین بار از روش های محاسبه ی عددی سطح مقطع راداری (rcs ) در حوزه ی تراهرتز استفاده شده است. مزیت روش های معرفی شده در این پژوهش برای محاسبه ی rcs در حوزه ی تراهرتز این است که می توان اجسام بسیار بزرگ را با مقیاس بندی خیلی کوچک تر کرده و rcs آن ها در فرکانس رادارهای معمولی در رنج ghz 10-1 را بدست آورد. این مقیاس بندی، طراحی، تست و ساخت اجسام با مشخصات خاص راداری را، مانند رادار گریزی، امکان پذیر می کند؛ علاوه بر آن دقت محاسبه ی rcs برای یک هدف در فرکانس تراهرتز نسبت به فرکانس های معمول راداری بسیار بالاتر است. در این پایان نامه، روش های محاسبه ی rcs با استفاده از حل معادلات الکترومغناطیس با روش های عددی مقایسه می شود. ابتدا با استفاده از معادلات تحلیلی، rcs کره ی هادی ایده آل محاسبه و نتایج آن با نتایج بدست آمده از روش fem برای همان کره در فرکانس 1thz مقایسه شد که تاییدی بر امکان استفاده از fem در حوزه ی تراهرتز می باشد. از آنجا که محدوده ی فرکانس کاری هر روش، محدودیت و جزییات ابعاد جسم در هر روش با دیگر روش ها متفاوت است، چند جسم ساده و پیچیده شامل مکعب، کشتی ساده، تانک و هواپیمای جنگنده شبیه سازی شد. برای مکعب هادی ایده آل ابتدا با روش fem در فرکانس 1thz محاسبات را انجام داده و پس از آن نتایج با روش های mom ، po و sbr مقایسه گردید. در ادامه rcs یک کشتی خیلی ساده با مقیاس یک هزارم توسط روش های po، sbr، mlfmm (بهینه شده ی روش mom برای اجسام پیچیده) محاسبه شده است. سپس یک تانک مورد برسی قرار گرفت، که به دلیل جزییات زیاد استفاده از mlfmm ممکن نبوده و تنها از روش های po و sbr استفاده شده است. در ادامه، جنگنده ی f117 به دلیل رادار گریزی آن مورد بررسی قرار گرفت و نتایج روش های po، sbr، mlfmm مقایسه شد. این شبیه سازی ها نشان می دهد که روش po برای محاسبات rcs اجسام پیچیده پاسخ بهتری ارایه می کند. از آنجاییکه اندازه گیری rcs یک جنگنده ی f16 در حوز ه ی تراهرتز قبلاً انجام شده است لذا روش ارایه شده در این تحقیق به منظور محاسبه ی rcs پیاده سازی گردید و مقایسه ی نتایج شبیه سازی با اندازه گیری نشان داد که روش po در حوزه تراهرتز روش محاسباتی مناسبی برای محاسبه ی rcs در حوزه ی تراهرتز می باشد.

مخابرات fso است که عملکرد این سیستم ها را تحت تاثیر قرار می دهد. توزیع های آماری گوناگونی برای مدل کردن فیدینگ کانال های مخابرات fso ارائه شده است. از آنجایی که پارامترهای مدل های پیشنهادی بطور مستقیم به پارامترهای محیطی وابسته است، دانستن پارامترهای این مدل ها در بهبود طراحی روش های بهینه ارسال اطلاعات و شناخت بهتر کانال، به منظور آنالیز هزینه های لینک بسیار موثر است. توزیع گاما گاما یکی از بهترین مدل های فیدینگ ارائه شده برای کانال مخابرات fso است. تنها روش موجود در تخمین پارامترهای این مدل براساس روش ممان ها است که از دقت لازم در تخمین پارامترها برخوردار نیست، خصوصا هنگامیکه تعداد نمونه های مشاهده شده از کانال کم باشد. همچنین بدلیل وجود تابع بسل تعمیم یافته از نوع دوم در مدل گاما گاما و نبود مشتقات این تابع نسبت به هر دو پارامتر آرگومان و مرتبه بطور همزمان، ارائه روش تخمین بیشترین درستی (ml) این مدل، تاکنون میسر نشده است. در این تحقیق، تخمین ml پارامترهای مدل گاما گاما ارائه می شود. برای این منظور، ابتدا از تخمین ml توزیع گاما برای محاسبه تخمین ml یک بعدی مدل گاما گاما استفاده می شود. سپس با اثبات مشتقات تابع بسل تعمیم یافته نسبت به هر دو پارامتر آرگومان و مرتبه، تخمین ml هر دو پارامتر مدل گاما گاما یا همان تخمین ml دو بعدی میسر می شود. شبیه سازی ها نشان می دهند که روش تخمین ml پیشنهاد شده نسبت به روش ممان ها و روش جستجوی عددی دو بعدی nelder-mead از دقت بالاتری برخوردار است. وابسته نبودن به نقاط شروع اولیه و اطمینان از رسیدن به نقاط بیشینه جهانی و همینطور استفاده از تعداد نمونه های کم برای فرآیند تخمین از جمله مزایای این روش در مقایسه با روش ممان ها می باشد.

ارتباطات بی سیم ربات های جستجوگر در داخل محیط های سرپوشیده به مقدار قابل توجهی تضعیف می شوند. در این شرایط، برای حفظ ارتباط و گسترش پوشش شبکه ربات های جستجوگر،لازم است از تعدادی ربات رله کننده اطلاعات استفاده گردد. تعیین تعداد ربات مورد نیاز و محل استقرار آن ها، بر مبنای مشخصات فیزیکی کانال انتقال اطلاعات، موضوع این تحقیق است. در این پایان نامه، دو الگوریتم برای ورود و هدایت ربات های رله کننده بر اساس دیاگرام ورونوی پیشنهاد می گردد. دیاگرام ورونوی مجموعه ای از چندضلعی هاست و یکی از ساختارهای مهم محاسبات هندسی می باشد. این دیاگرام، اطلاعات نقاط مجاور یک مجموعه از گره ها را در اختیار ما قرار می دهد. در دو روش پیشنهاد شده در این پایان نامه، تمامی ربات های رله کننده در ابتدا خارج از محیط انتقال مستقر می شوند. یک نیروی مجازی اولیه، یک ربات رله کننده را در مواقع ضروری، به محیط انتقال اضافه می نماید و سپس توسط نیروی مجازی دیگری، ربات رله کننده به سمت محل استقرار تعیین شده حرکت می نماید. در الگوریتم اول، محل استقرار ربات رله کننده بر اساس داشتن فاصله یکسان از ربات های مجاورش تعیین می گردد. در الگوریتم پیشنهادی دوم، با استفاده از تجربیات ربات پیشتاز، محل استقرار ربات رله کننده، نقطه ای واقع بر مسیر پیموده شده توسط ربات پیشتاز تعیین می گردد. این نحوه استقرار تضمین می کند که وجود موانع از قبیل معابر باریک و محیط های صعب العبور مانع حرکت ربات رله کننده و استقرار آن در محل تعیین شده نخواهند گردید. در الگوریتم های پیشنهادی، تمامی ربات های رله کننده حاضر در محیط انتقال اطلاعات، پشت سر ربات پیشتاز قرار خواهند گرفت و هیچ گونه تداخلی برای مسیر پیمایش این ربات ایجاد نمی نمایند. اضافه شدن ربات های رله کننده بر حسب نیاز شبکه، باعث عدم حضور ربات های اضافی در محیط انتقال می گردد. از سوی دیگر، قابلیت حرکت ربات های رله کننده بعد از استقرار در محیط انتقال، توانایی تطبیق شبکه با شرایط متغیر کانال انتقال اطلاعات را فراهم می سازد. همچنین، استفاده از دیاگرام ورونوی باعث ایجاد کانال هایی با طول مسافت برابر بین ربات ها می گردد. این ویژگی باعث می شود ربات های رله کننده مصرف توان یکسانی داشته باشند و پوشش شبکه به واسطه افت توان یک ربات رله کننده کاهش نیابد.

در پایان نامه حاضر، عملکرد قطعه پیزوالکتریکی برداشت کننده انرژی برای تبدیل انرژی صوتی به انرژی الکتریکی بحث و شبیه سازی شده است. مواد پیزوالکتریک بطور ذاتی قادر هستند ارتعاشات محیط را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. این قطعه با توجه به میزان تنش مکانیکی ناشی از صوت ورودی، ولتاژ الکتریکی تولید می نماید. از پارامترهای موثر در میزان توان خروجی و بازده سیستم می توان به شعاع، ضخامت و نوع ماده مورد استفاده در دیافراگم و خود ماده پیزوالکتریک اشاره کرد. همچنین دما، رطوبت و فشار محیط از جمله پارامترهای محیطی موثر بر عملکرد قطعه می باشند. در این تحقیق، ابتدا یک مبدل آکوستیکی با استفاده از مواد پیزوالکتریک بررسی می شود تا بیانگر چگونگی توزیع فشار در یک دیافراگم باشد. سپس نمونه ای از یک قطعه ی برداشت کننده ی انرژی بدون داشتن تقویت کننده ی ورودی بررسی می شود. در ادامه مدل اصلی استفاده شده برای قطعه ی برداشت کننده ی پیزوالکتریکی در این تحقیق، با سه نوع ماده پیزوالکتریک pzt-5a و pzt-5h و aln شبیه سازی شده است. محاسبه ی توان تولید شده توسط قطعه در دمای ثابت و در دماهای متفاوت نشان داد که توان تولید شده در دمای ثابت برای هرسه ماده مورد استفاده، با افزایش فشار موج صوتی ورودی، افزایش می یابد ولی با افزایش دما در فشار ثابت ورودی، توان خروجی کاهش می یابد. همچنین، مشاهده شد که در صورت استفاده از aln، تغییرات خروجی نسبت به دما محدودتر می شود. در ادامه تاثیر تغییر ضخامت دیافراگم و نوع ماده استفاده شده در آن بر فرکانس تشدید، ولتاژ خروجی و چگالی توان گرفته شده از قطعه بررسی شد و نتایج مورد تحلیل و تفسیر قرار گرفت. قطعه مورد مطالعه در بازه فرکانسی 100 هرتز تا 200کیلو هرتز طراحی شده است که با توجه به کاربردی که از قطعه انتظار می رود، می توان اندازه های مناسب و نوع ماده پیزوالکتریک مطلوب را با توجه به نتایج بدست آمده انتخاب و حداکثر خروجی مطلوب را دریافت نمود. در نهایت یک نمونه از کاربرد نتایج بدست آمده برای طراحی قطعه تولید کننده انرژی الکتریکی از انرژی صوت انسان ارایه شده است.

طیف مشاهده ای هر اختروش، متفاوت با طیف پیوسته ی تابشی آن است. علاوه بر طیف پیوسته و خطوط تابشی،تعداد قابل توجه ای خطوط جذبی بسته به انتقال به سرخ اختروش در طیف آن قابل مشاهده است. تعداد زیادی از این خطوط جذبی در سمت چپ خط نشری لیمان آلفا هیدروژن قرار دارند که به جنگل لیمان آلفا مشهور است. غالب خطوط جذبی واقع در این جنگل، متعلق به جذب لیمان آلفای هیدروژن خنثی موجود در فضای بین کهکشانی است. برای اختروش های با انتقال به سرخ زیاد و درطیف های با توان تفکیک کم و متوسط، نواحی بدون جذب، زیاد نیست بنابراین طیف پیوسته در ناحیه جنگل واضح نیست. تعیین طیف پیوسته در این ناحیه، شرط لازم برای مطالعه توزیع ماده در فضای بین کهکشانی است که از طریق این خطوط جذبی قابل انجام است. یکی از راه های یافتن طیف پیوسته در ناحیه جنگل لیمان آلفا، تخمین آن با استفاده از طول موج های بلندتر از خط نشری لیمان آلفای اختروش (سمت راست پیک) می باشد. در سال 2005 ناحیه جنگل لیمان آلفا طیف پیوسته یک نمونه 50 تایی اختروش، با استفاده از سمت راست خط نشری لیمان آلفای هیدروژن طیف، به کمک روش آماری تجزیه تحلیل مولفه های اصلی طیف توسط سوزوکی تخمین زده شد. میانگین قدر مطلق خطا در تخمین سوزوکی 9% و بازه آن از 3 تا 30% بود. در این پایان نامه به کمک سمت راست طیف و 10نقطه تصادفی از سمت چپ طیف، برای همان نمونه 50 تایی اختروش، کل طیف در این دو ناحیه به کمک شبکه عصبی مصنوعی تخمین زده شده است، میانگین خطا در ناحیه جنگل لیمان آلفا برای 50 اختروش %27/5 و بازه آن %63/1 تا %05/9 بدست آمده است.

این تحقیق با در نظر گرفتن توزیع محوکنندگی مالاگا به بررسی ظرفیت سیستم ترکیبی fso/rf می پردازد. در این راستا، ابتدا ظرفیت و احتمال قطع کانال fso محاسبه می گردد. ظرفیت کانال به نوع تکنیکی که در فرستنده برای تنظیم توان و نرخ ارسال اطلاعات استفاده می شود، بستگی دارد. ظرفیت برای چهار نوع تکنیک ارسال در فرستنده محاسبه می شود. این تکنیک ها عبارتند از: نرخ تطبیقی بهینه با توان ارسالی ثابت (ora)، توان و نرخ تطبیقی بهینه (opra)، معکوس کانال با نرخ ثابت (cifr) و معکوس کانال قطع شده با نرخ ثابت (tifr). نتایج عددی نشان می دهد که ظرفیت کانال با افزایش تلاطم جوی کاهش می یابد و ظرفیت بدست آمده از فرستنده opra بیشتر از سایر تکنیک ها است. در شرایط مختلف جوی، روال تغییرات ظرفیت بدست آمده از توزیع محوکنندگی مالاگا و توزیع محوکنندگی گاما گاما یکسان است، که این تاییدی بر صحت روابط محاسبه ظرفیت کانال مالاگا است. به علاوه نتایج نشان می دهد، احتمال قطع در شرایط جوی ضعیف کاهش می یابد. در نهایت ظرفیت سیستم ترکیبی fso/rf بر اساس رفتار سیستم در شرایط آب و هوایی مختلف و بدست آوردن سطح آستانه سوییچ تعیین می گردد. با تعیین سطح آستانه سوییچ، سیستم ترکیبی در snr پایین، ظرفیت rf و در snr بالا، ظرفیت fso را دنبال می کند.

امروزه سیستم های هوشمند به سرعت در حال گسترش اند. یکی از معروف ترین و جدیدترین آن ها شبکه ی میترهای هوشمند می باشد. این سیستم با امکاناتی که در اختیار می گذارد، نظارت بر نحوه توزیع انرژی را در مصارفی نظیر توزیع انرژی الکتریکی سهولت بخشیده است. به واسطه گستردگی شبکه توزیع انرژی الکتریکی، پیاده سازی سیستم میترهای هوشمند در فضای شهری به صورت بی سیم و ارتباط میترها به روش خوشه ای انجام می شود تا مدیریت و عیب یابی سیستم آسان تر گردد. از طرفی ساختار خوشه ای و ارتباط بی سیم هر دو بر قابلیت اطمینان سیستم تأثیر می گذارند. برای تحقق میترهای هوشمند در شبکه توزیع انرژی الکتریکی لازم است که مسئله قابلیت اطمینان سیستم میترهای هوشمند به دقت ارزیابی گردیده و راه های بهبود آن طرح و بررسی شوند. در این تحقیق ابتدا قابلیت اطمینان یک شبکه از میترهای هوشمند محاسبه می گردد. سپس اثر خوشه بندی روی قابلیت اطمینان بررسی می شود. مقایسه نشان می دهد که خوشه بندی قابلیت اطمینان شبکه میترهای هوشمند را کاهش می دهد. برای بهبود قابلیت اطمینان شبکه میتر های هوشمند سه روش کاهش برد ارسال سرخوشه، همپوشان شدن گره ها و مشارکتی شدن سرخوشه ها پیشنهاد می شوند. این سه روش با افزایش افزونگی گره ها و تغییر ساختار شبکه باعث افزایش قابلیت اطمینان می شوند. همچنین، برای پیش بینی و تقریب سریع قابلیت اطمینان، قوانین فازی مبتنی بر سه روش ارائه شده و در سیستم فازی mamdani پیاده می شوند. در نهایت قابلیت اطمینان حاصل از روش تئوری و نتایج حاصل از شبیه سازی در نرم افزار متلب مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرند.

شناسایی از طریق امواج رادیویی یا به اختصار rfid یک فناوری شناسایی خودکار است که برای تبادل اطلاعات در سیستم تولید، توزیع و فروش کالاها در دنیای امروز مورد استفاده قرار می گیرد. در این فناوری، هر کالا مجهز به یک برچسب با توانایی ارسال اطلاعات کالا به صورت رادیویی است که توسط داده خوان قرائت می شود. مجموعه برچسب ها و داده خوان ها یک شبکه rfid را شکل می دهند که در آن هر چند برچسب به یک داده خوان مرتبط هستند. داده خوان ها داده های دریافتی از برچسب ها را از طریق داده خوان های دیگر به یک مرکز پردازش داده ارسال می دارند. هنگامی که شبکه rfid در مقیاس جغرافیایی بزرگی گسترده می-شود و تعداد داده خوان ها افزایش می یابد، تعداد دست به دست شدن داده ها بین داده خوان ها در شبکه افزایش یافته و در نتیجه گردآوری داده ها با کاهش عمر شبکه و افزایش تداخل در کار داده خوان ها همراه است. در این تحقیق برای بهبود این مشکل، روش یکپارچه سازی شبکه rfid با شبکه سلولی از طریق اضافه نمودن داده-خوان های مرتبط با شبکه سلولی پیشنهاد می گردد. این داده خوان ها مجهز به دو ماژول رادیویی، ماژول ارتباط با شبکه سلولی و ماژول ارتباط با شبکه rfid، هستند و به اختصار داده خوان سلولی نامیده می شوند. از آن جا که رنج ارسال داده خوان سلولی بسیار بیشتر از داده خوان معمولی است، استفاده از این داده خوان ها در مکان مناسبی از شبکه می تواند تعداد دست به دست شدن داده ها را کاهش دهد. به این منظور، ابتدا تعداد داده-خوان های سلولی موردنیاز را تعیین می کنیم. سپس مکان بهینه برای داده خوان های سلولی را به گونه ای تعیین می کنیم که ترافیک شبکه با کمترین میزان دست به دست شدن توسط داده خوان های rfid به داده خوان-های مرتبط با شبکه سلولی رسیده و از آن جا مستقیما به مرکز پردازش داده ها ارسال شود. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که روش پیشنهادی طول عمر شبکه را افزایش داده و همچنین باعث افزایش نسبت سیگنال به نویز و به دنبال آن کاهش تداخل داده خوان ها می گردد. همچنین نشان می دهیم می توان با جابجایی داده خوان های معمولی در شبکه یکپارچه rfid و سلولی، به بهبود تداخل و طول عمر بیشتری نیز دست یافت.

در این پایان نامه یک کانال مخابرات نور مرئی در محیط بسته مورد بحث قرار گرفته شده است. برای این کانال با توجه به ویژگی های ساختاری آن، مشخصه تاخیر توان (pdp) محاسبه شده است؛ همچنین، با استفاده از روابط ریاضی مشخصه تاخیر توان، که تاکنون در پژوهش های علمی دیگر از این توابع برای کانال های نور مرئی و ir استفاده شده است، توصیفی ریاضی از حداکثر نرخ بیتی یک کانال مخابراتی نور مرئی ارائه شده است. این توصیف به عنوان «حداکثر نرخ بیتی کانال با تداخل نمونه ای ناچیز» با نام nz-isi در پایان نامه به عنوان یک پارامتر با مقیاس اندازه گیری بیت بر ثانیه ارائه شده است و نیز توصیف های ریاضی آن به شکلی جامع، وام گرفته از روابط ریاضی مشخصه تاخیر توان برای یک کانال مخابراتی نور مرئی به دست آمده است.شیوه ی الگوریتم ارائه شده در پایان نامه برای محاسبه ی مشخصه ی تاخیر توان، در مدت زمان کوتاهی با دقت کافی محاسبات را انجام می دهد. روش هایی نیز برای کاهش پدیده تداخل میان سینگال های ورودی و در نتیجه بهینه سازی یک کانال چند مسیره ی مخابرات نور مرئی، ارائه شده اند، که همان گونه که در شبیه سازی ها نشان داده شده است، نتایج چشم گیری در زمینه ی بالا بردن نرخ بیتی کانال با استفاده از شیو های ابداعی ارائه شده در این پایان نامه بدست آمده است. شبیه سازی های صورت گرفته در این پایان نامه برای محاسبه مشخصه تاخیر توان و پارامتر nz-isi به عنوان نتایجی برای مقایسه روش های ارائه شده برای بهینه سازی یک کانال مخابرات نور مرئی در محیط بسته، از نظر سرعت نرخ انتقال داده، انجام پذیرفته اند. پارامترهای nz-isi بدون در نظر گرفتن روش های مدوله سازی اطلاعات، در شبیه سازی هایی با متغیر های گوناگون برای کانال محاسبه شده اند؛ به همین سبب از نتایج آن ها می توان به عنوان مشخصه ی ذاتی یک کانال مخابرات نور مرئی در محیط بسته نام برد؛ به همین منظور می توان این پارامتر را برای هر کانال مخابرات نور مرئی در محیط بسته با هر نوع پیکربندی در نظر گرفت و کانال مورد بحث را از نظر قابلیت اجرایی برای روش های گوناگون ارائه شده در زمینه ی شیوه های مدوله سازی اطلاعات مورد بحث قرار داد.این پارامتر تنها می تواند کانال های مخابرات نور مرئی در محیط بسته را، با توجه به توصیفات ریاضی به کار گرفته شده در آن، محاسبه کند؛ زیرا روش های مدوله سازی پیام در این نوع از مخابرات تنها با تغییر شدت نور می توانند صورت پذیرند (روش های مدوله سازی مانند am و pm به دلیل ناهمدوس بودن نور مرئی، که به عنوان منبع روشنایی و نیز به صورت هم زمان برای انتقال داده استفاده می شود، قابل اجرا نیستند؛ همچنین روش های fm نیز به سختی و با بهره ای کم تر از im/dd (به کار کار گرفته شده در کانال های مخابرات نور مرئی) مناسب این نوع از مخابرات شناخته نمی شود)؛ به همین دلیل می توان یک نرخ حد اکثر بیتی را برای هر سیگنال ارسالی در کانال های مخابرات نور مرئی در نظر گرفت؛ سپس با این نرخ حد اکثر بیتی سیگنال، پارامتر nz-isi قابل توصیف می باشد.

نسل های آینده ی ارتباطات سیار بی سیم نیازمند ظرفیت بالا و لینک های ارتباطی قابل اطمینان همزمان با حفظ انرژی سرویس دهندگان آن می باشند. از این رو، طراحان شبکه های مخابراتی به دنبال روش های کارآمد در جهت بهره وری انرژی سیستم در کنار افزایش بهره وری کلی آن هستند. از سوی دیگر، سیستم مایمو با داشتن آنتن های چندگانه توانسته است تسهیم سازی قابل قبول و ظرفیت و اطمینان بالا را بدون افزایش پهنای باند و توان به دست آورد. اگرچه قابلیت های زیاد آنتن های مایمو در شبکه های ارتباطی بی سیم کاملا مشهود است، اما پیاده سازی آن روی دستگاه های سیار کوچک با مشکل روبرو است. برای غلبه بر این چالش، سیستم مایموی مجازی به عنوان یک روش کارآمد پیشنهاد شده است که می تواند مزایای مایمو را با استفاده از تک آنتن های کاربرهای مشارکت کننده پیاده سازی کند. حضور کاربرهای سیار با باتری محدود در شکل گیری مایموی مجازی نقش اساسی دارد. از این رو، افزایش انگیزه ی کاربرها از طریق بالا بردن بهره وری انرژی به عنوان تابع هدف در نظر گرفته می شود. به بیان بهتر، اگر انرژی مورد نیاز برای مشارکت هر کاربر در مایموی مجازی بهینه شود، احتمال حضور آن کاربر افزایش می یابد و طول عمر شبکه بالا می رود. بنابراین، استفاده از الگوریتم های مختلف برای بالا بردن بهره وری انرژی یکی از مسائل مهم مطرح شده در سیستم مایموی مجازی می باشد. در این تحقیق، به منظور بالا بردن انگیزه ی کاربرهای مشارکت کننده در مایموی مجازی، ابتدا یک الگوریتم زمان بندی عدالت نسبی برای تعیین ترتیب مشارکت کاربرها پیشنهاد می گردد. این الگوریتم با مشارکت دادن کاربرهایی که کانال نسبتاً مطلوبی دارند مانع تخلیه ی سریع باتری کاربرهای مشارکت کننده با کانال مطلوب شده و در نهایت طول عمر شبکه ی مایموی مجازی را بالا می برد. در مرحله ی بعد الگوریتمی به نام زمان بندی عدالت نسبی مشارکتی پیشنهاد می گردد که علاوه بر مزایای الگوریتم قبلی، کل مصرف انرژی در سیستم مایموی مجازی را کاهش می دهد. اساس کار این الگوریتم، استفاده بیش از یک کاربر در هر ارسال می باشد. سرانجام، یک الگوریتم ابتکاری مشارکتی چندکاناله پیشنهاد می گردد که علاوه بر مزایای دو الگوریتم پیشین، ظرفیت شبکه را نیز افزایش می دهد.

فنّاوری اترنت0 1 به خاطر ویژگی هایی همچون هزینه کم و سادگی به صورت وسیعی در شبکه های محلی مورد استفاده قرار گرفته است. امروزه با پیشرفت علم ارتباطات و نیاز به گسترش شبکه های رایانهای از شبکه محلی به شبکه های شهری، کشوری و در نهایت شبکه های جهانی، شبکه های مترو اترنت شکل گرفته اند. مترو اترنت از به هم پیوستن شبکه های محلی اترنت با استفاده از سوئیچ های لایه دوم شبکه شکل می گیرد. یکی از پروتکل های مورد نیاز شبکه مترو اترنت، پروتکل درخت پوشا است که وظیفه برقراری مسیر بین گرهها و جلوگیری از ایجاد است و منظور از گرهها همان osi حلقه در شبکههای مترو اترنت را دارد. درخت پوشا یک پروتکل لایه 2 مدل سوییچهای لایه 2 است. استفاده از پروتکل درخت پوشا در شبکههای مترو اترنت با چالش هایی همراه است، از جمله این که درخت پوشا ممکن است با مسدود کردن لینکهای اضافه, امکان تجمع و تمرکز بار ترافیکی بر روی یک رابط به خصوص لینکهای نزدیک به ریشه درخت را افزایش می دهد. برای رفع این مشکل شبکه به نواحی کوچک تر تقسیم میشود تا تعداد گرههای موجود در هر ناحیه کاهش می یابد و ترافیک و بار تحمیل شده به ریشه درخت نیز کاهش می یابد و امکان کنترل موثرتر خطاها و از کار افتادن رابط ها فراهم میگردد. چرا که در صورت از کار افتادن یک رابط در یک ناحیه اثرات آن به همان ناحیه محدود می شود و از گسترش خطا به سایر قسمت های شبکه جلوگیری می شود. در این تحقیق، روشی جدید برای ناحیهبندی شبکه مترو اترنت پیشنهاد میشود که در آن با در نظر گرفتن میزان تراکم گرهها در ناحیهبندی, می توان نواحی با تراکم بالا را به نواحی کوچک تر و با تعداد گره کمتر، تقسیمبندی نمود تا به تعادل بار بهتری دست یافت. نتایج حاصل از شبیهسازی ایده پیشنهادی در محیط های مدلسازی شبکه و مقایسه آن با الگوریتم های ناحیهبندی مشابه، حاکی از بهبود در عملکرد شبکه است.

سرقت برق یک عامل مهم کاهش درآمد شرکتهای توزیع برق است. تعداد مشترکان برق و دادههای مشخصکننده میزان مصرف آنها در هر شهر بسیار زیاد است و بررسی سنتی قبوض برای تشخیص مشترکان مشکوک، دشوار و هزینه بر است. از این رو، ایجاد یک مدل مناسب و فرایندی پویا جهت تشخیص مشترکان مشکوک به سرقت برق، ضروری می باشد. در این پژوهش، الگوریتم تکامل تفاضلی موثر جهت حل مسئله سرقت برق بررسی شده است و یک سیستم شناسایی سرقت برق بر پایه دادهکاوی ارائه میگردد. این سیستم به کمک ابزارهای دادهکاوی و با بکارگیری الگوریتم تکامل تفاضلی موثر، بر روی 198 رکورد از 99 خانوار (برای دو سال) پیاده سازی می شود. در نهایت مشترکان مصرف برق در سه دسته نرمال، مشکوک و سارق جای می گیرند. مشترکان نرمال به آن دسته از مشترکانی اطلاق می شود که از کنتور برق مطابق قوانین شرکت توزیع برق استفاده می کنند. مشترکان مشکوک رفتاری از خود نشان می دهند که باعث می شود نتوان آنها را در دسته مشترکان نرمال یا مشترکان سارق قرار داد. مشترکان سارق به دو دسته سارق کم مصرف و قربانی تقسیم می شوند. سارقین کم مصرف با استفاده از روش های غیر قانونی میزان مصرف خود را کمتر از مقدار واقعی نشان می دهند و مشترکان قربانی آن دسته از مشترکانی هستند که مورد سرقت قرار گرفته اند. روشهای پیشین ارائه شده برای تشخیص سرقت برق، تا کنون مشترکان قربانی را شناسایی نکرده اند. برای بررسی عملکرد الگوریتم تکامل تفاضلی بکار گرفته شده در این پایان نامه از الگوریتم فازی c-means که یکی از الگوریتمهای پرکاربرد برای خوشهبندی فازی است جهت مقایسه استفاده کرده ایم. برای ارزیابی الگوریتمها از معیار jm که یکی از معیارهای اعتبارسنجی خوشه‎بندی فازی است، استفاده نمودهایم. نتایج ارزیابی نشاندهنده برتری الگوریتم تکامل تفاضلی نسبت به الگوریتم فازی c-means در خوشهبندی دادههای مشترکان مصرف برق است.

وجود دو مسیر بین مبدا و مقصد در شبکه های کامپیوتری باعث ایجاد حلقه و سرگردانی بسته ها میشود. برای رفع این مشکل درخت های پوشا استفاده شده اند. با پیاده سازی درخت پوشا، همه نود های شبکه بدون ایجاد هیچ حلقه ای به هم متصل می شوند. درخت پوشای ساده که کل شبکه را در بر می گیرد قابلیت پیاده سازی توازن بار را ندارد. درخت های پوشای چندگانه از این حیث واجد اهمیت هستند که امکان پیاده سازی توازن بار را برای ما فراهم می کنند. درخت های پوشای چندگانه شامل چند ناحیه است که در هر کدام از این نواحی یک درخت پوشا اجرا شده است. در این پژوهش درخت های پوشا و کاربرد آنها در بهبود توازن بار در شبکه های اترنت شهری را بررسی می نماییم. به این منظور، معیارهای انتخاب یک لینک متوازن یعنی تاخیر و تلفات بسته، را در نظر می گیریم و بر این اساس الگوریتم جدیدی برای انتخاب درخت پوشای چندگانه پیشنهاد می کنیم. در ادامه، الگوریتم های کراسکال و دیکسترا و الگوریتم پیشنهادی را برای انتخاب درخت پوشا در شبکه پیاده سازی کرده و با هم مقایسه می نماییم. مقایسه انجام شده بر اساس توازن بار لینک های خروجی یکی از نودهای میانی شبکه می باشد. این الگوریتم از نظر توازن بار نسبت به الگوریتم های کراسکال و دیکسترا بهتر عمل می کند اما بر خلاف الگوریتم های توازن بار به پیکربندی اولیه بر روی سوئیچ ها نیاز ندارد.

بررسی قابلیت اطمینان در شبکه های انرژی الکتریکی یک امر اجتناب ناپذیر در طراحی و نگهداری شبکه است. شبکه های هوشمند انرژی الکتریکی نیز از این قاعده مستثنی نیستند. به علاوه، در ابن شبکه ها با تلفیق فن آوری حسگر ها و ارتباطات با فن¬آوری تولید و توزیع برق، افق تازه¬ی ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه حسگر نیز فراروی محققین گشوده می شود. در شبکه های هوشمند، حسگرها به تعداد زیاد و به صورت گسترده به کار گرفته شده اند. برای برقراری ارتباط حسگرها در این گونه شبکه¬های گسترده از یک ساختار سلسله مراتبی استفاده می گردد که در آن حسگرها خوشه¬بندی شده و هر خوشه با خوشه¬های دیگردر صورت لزوم در ارتباط است. در راستای بهبود قابلیت اطمینان شبکه هوشمند، ضروری است که توپولوژی خوشه ها به گونه¬ای تعیین گردد که قابلیت اطمینان هر خوشه ماکزیمم گردد. در این پایان¬نامه، الگوریتم ژنتیک و الگوریتم رقابت استعماری برای خوشه-بندی و همچنین ارزیابی قابلیت اطمینان خوشه و تعیین توپولوژی خوشه با قابلیت اطمینان ماکزیمم پیشنهاد شده و پیاده¬سازی می گردد. در ادامه ی این تحقیق، جهت جلوگیری از افت قابلیت اطمینان شبکه، روشی ارائه می گردد تا بتوان حسگرهای معیوب خوشه را به سرعت شناسایی و تعویض نموده یا کنار گزارد. دو هدف مهم در طراحی چنین الگوریتمی، سرعت بالا و مقاوم بودن الگوریتم در مقابل اغتشاشات محیط می باشند. برای نیل به این هدف، در این پایان نامه از الگوریتم فازی که از سرعت تصمیم¬گیری خوبی برخوردار است، استفاده می گردد. همچنین، با استفاده از یک عدد اطمینان در تعیین حسگر معیوب، تأثیر پدیده هایی مانند نویز در تصمیم¬گیری اشتباه کاهش می یابد.