مدولاسیون فضایی یک روش جدید استفاده از سیستم های mimo‎ می باشد. این روش نیاز به حداقل دو آنتن در فرستنده دارد و آنتن ها به صورت همزمان داده ارسال نمی کنند. در واقع در هر بازه سیگنال دهی، تنها یک آنتن فعّال می باشد و همین عامل سبب جلوگیری از تداخل بین کانالی و تداخل بین آنتنی می شود. در نتیجه آشکارسازی در گیرنده ساده تر خواهد بود و این مهمترین مزیت مدولاسیون فضایی نسبت به سایر روش ها از جمله v-blast‎ و کدگذاری فضا-زمان می باشد. در این روش موقعیت فضایی آنتن ها نیز دارای اطلاعات می باشد. در واقع رشته بیت ارسالی به زیررشته های ‎k‎ بیتی تقسیم می شود و این اطلاعات ‎k‎ بیتی نیز به دو شکل ارسال می شوند. بخشی از ‎k‎ بیت اطلاعات با استفاده از اندیس آنتن و بقیه اطلاعات توسط مدولاسیون های خطی مانند ‎mqam‎, mpsk‎ و ... و با روش های رایج ارسال می شود. ‏چندین روش جهت بهبود عملکرد مدولاسیون فضایی مطرح شده و نشان داده شده است که با استفاده از کدگذاری کانال به صورت مناسب و یا استفاده از حالت های استفاده نشده از آنتن ها و همچنین استفاده از تعداد آنتن های بیشتر در دو سمت فرستنده و گیرنده می توان به احتمال خطای کمتری بدون کاهش بازده طیفی دست یافت که هریک از روش های اشاره شده سبب افزوده شدن مقداری پیچیدگی اضافی به سیستم خواهد بود. همچنین رابطه ای به شکل بسته برای احتمال خطای مدولاسیون فضایی تعمیم یافته که حاصل بسط مدولاسیون فضایی می باشد مطرح شده و با فرض فعال بودن یک آنتن‏، این رابطه برای مدولاسیون فضایی نیز قابل استفاده خواهد بود‎.

نظریه آشوب در اواخر قرن بیستم توسط لورنتز و دیگران پایه گذاری شد. علم آشوب به بررسی سیستم های غیر خطی و رفتار آنها در شرایط مختلف می پردازد. از آنجا که سیستم های اطراف ما اکثراً غیر خطی هستند با ایجاد فیدبک درون آنها ممکن است از خود رفتار آشوبی نشان دهند. به این معنا که با دانستن وضعیت فعلی و قوانین حاکم بر آنها امکان پیش بینی وضعیت آنها در آینده وجود نداشته باشد. به کمک نظریه آشوب می توان بررسی این سیستم ها را تسهیل نمود. علاوه بر بررسی سیستم های غیر خطی می توان از نظریه آشوب به منظور ساخت سیستم ها و سیگنال های آشوبی بهره برد. از آنجا که سیگنال های آشوبی خواص بی نظیری مانند حساسیت به مقدار اولیه، پهنای باند زیاد، خواص همبستگی مناسب، شبه نویز و در عین حال قطعی بودن را دارند برای سیستم های مخابراتی بسیار مناسب هستند. یکی از مشکلات موجود در کانال بی سیم محوشدگی سیگنال دریافتی می باشد که ناشی از انتشار و دریافت سیگنال از چند مسیر است. این امر باعث می شود توان سیگنال دریافتی به صورت تصادفی با زمان تغییر کند. یکی از کاربردهای نظریه آشوب در مخابرات بی سیم انواع مدولاسیون های آشوبی می باشد. این مدولاسیون ها که از سیگنال های آشوبی استفاده می کنند از خواص این سیگنال ها به منظور مقابله با اثر مخرب کانال محوشدگی بهره می برند. این خواص این امکان را می دهد که بتوان از سیگنال های آشوبی به عنوان کد های یک سیستم چند کاربره استفاده نمود. طی سال های اخیر در بین مدولاسیون های آشوبی معرفی شده مدولاسیون dcsk عملکرد بهتری از سایرین در محیط های دارای محوشدگی و نیز سیستم های چند کاربره داشته است. بر اساس این مدولاسیون مدولاسیون های دیگری معرفی شده است که هر یک از آنها یکی از جنبه های مدولاسیون را بهبود داده است. ما در این پایان نامه بر پایه مدولاسیون dcsk مدولاسیون جدیدی با نام dcsk-cr ارائه نموده ایم که هدف آن بهبود عملکرد مدولاسیون در محیط دارای محوشدگی و نیز در سیستم چند کاربره است. ایده اصلی این مدولاسیون استفاده از سیگنال آشوبی ارسال شده برای تخمین وضعیت کانال و بهبود عملکرد سیستم است که این کار تا به حال انجام نشده بود. نتایج مطالعات نشان می دهد که مدولاسیون ارائه شده نسبت به سایر مدولاسیون های آشوبی خصوصاً مدولاسیون dcsk در محیط فیدینگ عملکرد بهتری دارد. همچنین می توان بدون هیچ گونه تغییری در فرستنده و گیرنده از مدولاسیون dcsk-cr در سیستم چند کاربره استفاده نمود که سیگنال های آشوبی در آن به نوعی نقش کدهای گسترش طیف در سیستم های طیف گسترده را ایفا می کنند.

به دنبال توسعه انواع شبکه های بی سیم چند پرشی، امروزه استفاده از شبکه های توری بی سیم نیز رشد روز افزونی داشته است. این شبکه ها، به یاری توانایی های منحصر به فرد خود، جایگزین مناسبی برای بسیاری از شبکه های متداول محسوب می شوند. در عمل، یک شبکه توری بی سیم، بستر هدایت حجم وسیعی از جریان های داده بین کاربران مختلف می باشد. مشخصه ترافیکی این جریان ها و ساختار شبکه به نحوی است که عموماً بار به صورت نامتعادل در سطح شبکه توزیع می گردد. عدم تعادل بار در شبکه، از یکسو منجر به ایجاد گلوگاه و رخداد ازدحام شده و از سوی دیگر عدم بهره وری عادلانه از منابع را به دنبال خواهد داشت. اهمیت این مسئله، با در نظر گرفتن محدودیت منابع رادیویی در دسترس، دوچندان می شود. این رساله، مشخصاً به مسئله مهندسی ترافیک های چندپخشی و همه پخشی با پهنای باند تضمین شده در شبکه های توری بی سیم چند رادیویی و چند کاناله می پردازد. به طور خاص، مدل ترافیکی مدنظر است که در آن درخواست ترافیک های چندپخشی و همه پخشی، یکی پس از دیگری و بدون هیچ شناختی از درخواست های آتی وارد شبکه می شوند. هدف آن است که از مهندسی ترافیک به عنوان راهکاری در جهت بهره وری صحیح از امکانات موجود و توزیع متعادل ترافیک در شبکه های توری بی سیم استفاده شود. این توازن بار در کنار کاهش مصرف منابع رادیویی، امکان پذیرش تعداد بیشتری جریان داده را فراهم نموده و لذا، گذردهی شبکه را افزایش می دهد. در طول این رساله، ابتدا ضمن فرموله کردن مسئله، به استخراج روابطی برای محاسبه گذردهی چندپخشی و همه پخشی برحسب میزان بهره وری از منابع رادیویی می پردازیم. سپس، با بکارگیری توأم ابزارهای مختلفی همچون مسیریابی، انتخاب کانال ارسال، انتخاب نرخ ارسال، زمان بندی، کنترل پذیرش تماس و با در نظر گرفتن ملاحظات لایه های زیرساخت، راهکارهای مبتکرانه و بهینه ای ارائه می کنیم که مشکلات این شبکه ها را در بخش مهندسی ترافیک مرتفع سازند. در این راستا، نشان خواهیم داد که استفاده آگاهانه و توأم از هر دو تنوع نرخ و کانال ارسال، در کنار یک مسیریابی تداخل-آگاه، به شکل قابل ملاحظه ای منجر به بهبود کارآیی شبکه می شود. روش های پیشنهادی، ضمن کاهش میزان استفاده از منابع رادیویی، بار را به شکل متعادل در شبکه توزیع می کنند. این مهم، با کاهش تداخل های درون-جریانی و بین- جریانی، افزایش نرخ پذیرش تماس و در نتیجه افزایش گذردهی در شبکه را به دنبال خواهد داشت.