یکی از اهداف سیستم های نسل جدید مخابراتی، استفاده بهینه از طیف فرکانسی می باشد. از آن جایی که تعداد متقاضیان طیف فرکانسی رو به افزایش است، یکی از مسائلی که سیستم های مخابراتی با آن مواجه هستند، کمبود طیف فرکانسی می باشد. با توجه به این واقعیت، مسأله استفاده هرچه بهتر از طیف فرکانسی مورد بررسی قرار گرفته و ایده سیستم های رادیو شناختی ، برای اولین بار در سال 1999 توسط جوزف میتولا مطرح شده است. یکی از مسایل اساسی در سیستم های رادیو شاختی مسئله حس کردن طیف فرکانسی می باشد. در این پایان نامه، به حل مسأله حس کردن طیف با توجه به برون دهی در یک سیستم رادیو شناخت پرداخته شده است. برای انجام این کار، ابتدا روش های متداول آشکارسازی بررسی شده است. با توجه به این که در مرحله آشکارسازی در سنسورهای محلی، به دلیل پدیده هایی همچون فیدینگ و سایه افکنی ، ممکن است آشکارسازی با کارایی مناسب، انجام نشود و در نتیجه محدوده هایی از طیف فرکانسی که کاربر اولیه در آن حضور دارد به اشتباه به عنوان حفره طیفی تلقی گردد و باعث ایجاد تداخل برای کاربران اولیه گردد، برای بهبود عملکرد سیستم، با استفاده از روشglr ، به جای آشکار سازی در سنسور های محلی، از آشکار سازی مشارکتی استفاده گردده است. سپس با استفاده از شبیه سازی کارایی این آشکارساز بررسی شده است. در بخش بعدی پایان نامه، به بررسی برون دهی در یک سیستم رادیو شناختی می پردازیم. در این بخش به روش های ارائه شده برای بهینه کردن پارامتر های متفاوت سیستم رادیو شناختی از جمله، توان ارسالی رادیو شناخت، زمان حس کردن طیف فرکانسی و آستانه ی آشکارساز می پردازیم. سپس یک روش پیشنهادی برای تعیین آستانه با استفاده از برون دهی کل ارائه می گردد و با استفاده از شبیه سازی، کارایی روش ارائه شده با روش های قبلی مقایسه می گردد

در این پایان نامه ابتدا پروتکل های مخابرات مشارکتی به صورت مختصر معرفی شده و از لحاظ مرتبه ی دایورسیتی و احتمال خاموشی بایگدیگر مقایسه گشته اند. سپس نرخ خطای سمبل (ser) دو پروتکل مهم و پرکاربرد af و df، ابتدا در سیستم های مشارکتی تک رله و سپس در سیستم های مشارکتی چند رله مورد بررسی قرار گرفته و رابطه ی دقیق و تقریبی برای ser به دست آورده شده است. پروتکل معرفی شده ی df در سیتم های مشارکتی چندرله دارای این عیب است که ترتیب رله ها قبل از ارسال مشخص هستند و در یکی از فازهای ارسال ممکن است کانال ارتباطی با رله ی بعدی ضعیف باشد ولی با رله ی دیگری مناسب باشد ولی چون ترتیب رله ها از قبل مشخص است، سیگنال به رله ی تعیین شده ارسال می گردد. برای رفع این مشکل یک پروتکل جدید معرفی و با شبیه سازی برتری آن نسبت به پروتکل قبلی در سناریوهای مختلف نشان داده شده است. در مقایسه های انجام شده بین پروتکل های af و df فرض شده مقصد و رله (رله ها) به طور دقیق از کانال ها اطلاع دارند ولی در عمل کانال ها تخمین زده می شوند و این تخمین ها همراه با خطا می باشند. در ادامه پروتکل های af و df با در نظر گرفتن خطای تخمین کانال، با استفاده از شبیه سازی با یکدیگر مقایسه شده اند. اضافه بر مقایسه ی کارآیی از نظر ser پروتکل های af و df در حضور خطای تخمین کانال، مقدار پایداری پروتکل های af و df نسبت به تغییرات خطا نیز در سناریوهای مختلف مقایسه شده اند. نتایج تئوری و شبیه سازی ها نشان دادند پروتکل df در سیستم های مشارکتی تک رله و چند رله از نظر ser بهتر عمل می کند. بخصوص هنگامی که خطای تخمین کانال داشته باشیم این بهبود کارآیی قابل ملاحظه تر است .به عنوان مثال هنگامی که خطای تخمین کانال ها 10% باشد، کارآیی پروتکل df، از نظر ser در سیستم های تک رله بسته به نوع مدولاسیون و سناریوی به کار رفته حدود 0.7 db تا 3.8 db و در سیستم های چندرله حدود 1 db تا 7 db، بهتر از پروتکل af می باشد. همچنین شبیه سازی ها نشان دادند در سیستم های تک رله وچندرله،هر دو، پایداری پروتکل df در برابر تغییرات خطای کانال بیشتر از پروتکل af است.

در این پایان نامه سعی بر بررسی و بهبود روش های آشکارسازی در سیستم های چند ورودی-چند خروجی برای یک فرستنده و یک گیرنده داریم، به این دلیل در اینجا فرض بر هم زمانیِ سمبل های فرستنده می باشد. در این پایان نامه روی نحوه ی آشکارسازیِ روش هایی کار شده است که بهره ی مالتی پلکس را افزایش می دهند و روشهایی که روی دایورسیتیِ مکانی-زمانی کار می کنند در سر فصل این پایان نامه نمی باشند. سپس به بررسی روش های آشکارسازی در سیستم های mimo می پردازیم. این روش ها شامل روش آشکارسازی کروی، آشکارسازهای خطی شامل آشکارساز zf و mmse، آشکارسازهای blast شامل d-blast و v-blast می پردازیم. برای هر یک از این روش ها میزان عملکرد با معیار احتمال خطای سمبل نشان داده شده و میزان پیچیدگی محاسباتی برای آن ها بدست آورده شده است. در انتها روش پیشنهادی برای بهبود عملکرد روش v-blast به وسیله ی تلفیق آن با روش ml ارائه داده ایم. این روش، سربار پیچیدگی محاسباتی کمی را نسبت به بهبود عملکرد بدست آمده به سیستم وارد می کند که ما برای کاهش این پیچیدگی از روش سیستولیک استفاده کرده ایم که در نتیجه پیچیدگیِ کلیِ این سیستم را در مقایسه با سایر سیستم ها در یک مرتبه نگه می دارد. در ادامه برای کاهش بیشتر پیچیدگی محاسباتی روش هایی را ارائه می دهیم که کاهش عملکردشان ناچیز است.

در این پایان نامه به این مسئله که الگوریتم star به خطای فاز در اطلاعات خروجی بدست آمده از مسیرهای مختلف سیگنال حساس نیست ، توجه شده است . این عدم حساسیت موجب کاهش کیفیت آشکارسازی در هنگام ترکیب اطلاعات بدست آمده از مسیرهای مختلف می شود. برای رفع این مشکل، سه روش که بطور وفقی این عدم دقت در فاز را تصحیح می کنند، معرفی شده است . این روشها عبارتند از: 1 - تصحیح فاز در معادله ترکیب تصمیمها. 2 - تصحیح فاز در الگوریتم وفقی ردگیری. 3 - ترکیب فازی تصمیمها به همراه تصحیح فاز در الگوریتم وفقی ردگیری توسط شبیه سازیهای انجام شده، نشان داده شده است که روشهای اول و دوم پیشنهادی هر یک در شرایط خاص محو شدگی در کانال دارای برتری هستند، ولی روش سوم دارای عملکردی نزدیک به بهترین روش ترکیب اطلاعات و اصلاح فاز، از بین دو روش پیشنهادی فوق است .

درمیان الگوریتمهای وفقی الگوریتم ms پرکاربردترین الگوریتم وفقی است . در جهت رفع عیب این الگوریتم، که کند بودن آن تحت شرایطی می باشد، الگوریتمهای خود متعامد کننده مطرح می شوند . این الگوریتمها برخلاف الگوریتم lms معمولی دارای پیچیدگی بالا هستند.به عنوان راه حلی با پیچیدگی کمتر اجرای الگوریتمهای وفقی در میدانهای تبدیل یافته، چون میدان فرکانس همراه با نرمالیزاسیون پیشنهاد شده اند . موضوع رسالهء حاضر بررسی رفتار الگوریتمهای اخیر می باشد. جهت این بررسی در کنار توجه به توابع شاخصی که تاکنون برای بررسی کیفیت فیلترهای وفقی عنوان شده یک تابع شاخص جدید معرفی خواهد شد. توسط آن به اثبات مطالبی در مورد میزان بهبود حاصل از نرمالیزاسیون در میدانهای تبدیل یافته می پردازیم . در انتها توسط تابع شاخص رفتار جدید حساسیت به طول کلمهء محدود برای ضرائب تبدیل و ضرائب نرمالیزاسیون را محاسبه و تعداد بیت لازم را مشخص می کنیم .