در سیستم های مخابراتی مبتنی بر ارسال نقطه به نقطه، در صورت از دست رفتن کانال ارتباطی، احتمال آشکارسازی صحیح سمبل های ارسالی مبدا در مقصد به شدت کاهش یافته و تضمینی بر قابل اعتماد بودن ارتباط وجود ندارد. یکی از روش های موثر مقابله با رفتار تصادفی کانال های بی سیم، استفاده از دایورسیتی می باشد. از میان طرح های گوناگون ایجاد دایورسیتی در زمان، فرکانس و فضا، تکنیک دایورسیتی فضایی در سال های اخیر توجه بیشتری را به خود معطوف کرده است. این در حالیست که بدلیل محدودیت های موجود در اندازه و هزینه ی شبکه، به کارگیری آنتن های متعدد در بسیاری از شبکه های بی سیم امکان پذیر نیست. در این شرایط، دایورسیتی فضایی توسط رویکرد جدیدی موسوم به دایورسیتی همکارانه، که در آن کاربران تک آنتنه با به اشتراک گذاشتن امکانات خود، یک سیستم مجازی چند ورودی-چندخروجی را ایجاد می کنند، محقق می گردد. ایده ی اصلی، استفاده از همکاری سایر کاربران حاضر در شبکه می باشد. این کار موجب می شود تا سیگنال ارسالی مبدا، علاوه بر مسیر مستقیم از مسیرهای دیگری نیز که احتمال از دست رفتن همگی آن ها بسیار اندک است، دریافت گردد. برای بهره گیری از مزایای دایورسیتی همکارانه، طرح های متعددی پیشنهاد داده شده اند که اغلب آن ها را می توان متعلق به یکی از دو گروه عمده ی تقویت-ارسال (af) و یا تصمیم-گیری-ارسال (df) دانست. در رویکرد تقویت-ارسال، رله پس از تقویت سیگنال دریافتی خود از طرف مبدا، آن را به سوی مقصد ارسال می نماید. این درحالیست که در رویکرد تصمیم گیری-ارسال، رله ابتدا اقدام به آشکارسازی سمبل ارسالی مبدا نموده و پس از کدگذاری و مدولاسیون مجدد، آن را برای مقصد ارسال می نماید. از آن جا که عدم موفقیت رله در آشکارسازی صحیح، انتشار خطا را در این رویکرد در پی دارد، غالبا با استفاده از کدینگ مناسب، این مسئله در رله تشخیص داده خواهد شد و در صورت بروز خطا در آشکارسازی، رله از همکاری صرف نظر خواهد کرد. تحلیل کارایی شبکه های مخابرات همکارانه، با معیارهای گوناگونی از جمله، احتمال ازکارافتادگی، احتمال خطای سمبل یا بیت و ظرفیت امکان پذیر است. دراین پایان نامه، احتمال خطای سمبل، به عنوان معیار سنجش کارایی مد نظر بوده و بر روی یک شبکه ی همکارانه ی ساده، موسوم به کانال رله و برای هر دو رویکرد af و df پیگیری می شود. در این تحلیل، تخمین ضرایب کانال ها، یا کاملا دقیق فرض خواهد شد و یا دارای توزیع گوسی مختلط و مستقل از مقدار خطای تخمین در نظر گرفته می شود. توان کل قابل تخصیص نیز محدود، و مدولاسیون qam فرض خواهد شد. بررسی ساختار گیرنده ی ترکیب حداکثر نسبت و احتمال خطای شرطی سمبل متناظر در آن، بررسی احتمال خطای سمبل و تقریب های آن، شیوه ی تخصیص توان بهینه و شبه بهینه در رویکردهای تصمیم گیری-ارسال و تقویت-ارسال از مخابرات همکارانه و همچنین ارائه ی یک رویکرد انتخابی جدید، با در نظر گرفتن امکان بروز خطا در تخمین ضرایب کانال ها، از جمله اهداف این پایان نامه به شمار می-روند. اصول دایورسیتی همکارانه را می توان در سیستم های با مدولاسیون چندحاملی نظیر ofdm نیز به کار بست که در این پایان-نامه، پس از مرور مفهوم همکاری و چند رویکرد گوناگون از آن در این گونه سیستم ها، نقش تخصیص منابع با وجود محدودیت هایی از نظر توان قابل تخصیص به هر زیرحامل، مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

با توجه به اهمیت بسیار بالای مخابرات بی سیم و رونق بیش از پیش آن، و در نتیجه انتظار افزایش تقاضا برای پهنای باند بیشتر، احتمال مواجهه با مشکل کمبود پهنای باند در آینده نزدیک بسیار قوت می گیرد. این در حالی است که بخش زیادی از طیف اختصاص داده شده به کاربران مجوزدار به صورت بهینه استفاده نمی شود، یعنی کاربران مجوزدار، در تمامی زمان ها از کل باند اختصاص داده شده به آن ها استفاده نمی کنند. برای استفاده بهتر از منابع طیفی، موسسات دولتی مربوطه مانند کمیسیون دولتی مخابرات آمریکا در حال تحقیق در مورد مفهوم کاربران بدون مجوز هستند. این کاربران بدون مجوز، از طیف های فرکانسی که به کاربران دارای مجوز اختصاص داده شده اند، به طور قرضی استفاده می کنند. در اصطلاح به کاربران دارای مجوز، کاربران اولیه و به کاربران بدون مجوز، کاربران ثانویه گفته می شود. کاربران ثانویه فقط در صورتی که منجر به اختلال در روند ارسال کاربران اولیه نشوند، حق استفاده از طیف را دارند. به همین منظور کاربران ثانویه باید با حس کردن طیف از حضور یا عدم حضور کاربران اولیه بر روی کانال اطلاع حاصل کنند و در صورت نیاز کانال را ترک کرده و بر روی کانال دیگری بروند. کاربران ثانویه برای دستیابی به قابلیت های ذکر شده از سیستم های رادیوی هوشمند بهره می برند. آشکارسازی حفره های طیفی در سیستم های رادیوی هوشمند، در افزایش راندمان شبکه های هوشمند می تواند نقش مهمی را ایفا کند. در این پایان نامه، یک روش برای آشکارسازی حفره های طیفی در سیستم های رادیوی هوشمند ارائه می شود. روش پیشنهادی، شامل دو مرحله اصلی است. در مرحله اول باید رفتار کانال تخمین زده شود و در مرحله بعد با استفاده از یک آشکارساز مناسب، حضور یا عدم حضور سیگنال های سیستم اولیه بر روی کانال تعیین گردد. کانال در نظر گرفته شده در این تحقیق، به صورت یک کانال شیاربندی شده زمانی همراه با محوشدگی است ولی بهره کانال در هر شیار ثابت می باشد. همچنین فرض بر این است که سیگنال کاربر اولیه دارای سیگنال به نویز بسیار پایین است. در روش پیشنهادی با استناد به تحقیقات و اندازه گیری های انجام شده مبنی بر غیرگوسی بودن نویز موجود در سیستم های هوشمند و محیط های داخل ساختمان ، نویزجمع شونده با سیگنال، از نوع آلفا-پایدار در نظر گرفته می شود. با وجود چنین نویز غیرگوسی، دیگر فیلتر کالمن برای تخمین پاسخ ضربه کانال مناسب نیست، بنابراین برای تخمین رفتار کانال در هر شیار، از روش تخمین فیلتر ذره ای استفاده می شود. پس از تعیین مدل سیستم و همچنین نوع نویز محیط و تخمین بهره کانال در هر شیار، استفاده از آشکارسازlp-norm به منظور آشکارسازی سیگنال با snr پایین در حضور نویز آلفا-پایدار بررسی می شود. که البته با توجه به اینکه تابع چگالی احتمال نویز آلفا-پایدار فاقد فرم بسته است، دو مدل تقریبی نیز برای آن پیشنهاد خواهد شد.

در سال های اخیر مخابرات بی سیم، علاوه بر ایفای نقش کلیدی در کاربردهای حساس مانند کارهای امدادی و نظامی، به عنوان جزئی از زندگی روزمره انسان ها درآمده است. این امر منجر به تقاضای روزافزون برای طیف فرکانسی شده، در حالی که بخش هایی از طیف که قابلیت استفاده ساده تری دارند هم اکنون به طور کامل به کاربران اختصاص یافته اند و مسئله کمبود طیف فرکانسی به عنوان چالش مهمی برای کاربران مطرح شده است. از طرف دیگر، مطالعات انجام شده نشان داده است که استفاده از طیف به شیوه کنونی کاملاً غیر بهینه بوده، به طوری که بخش بزرگی از طیف اختصاص یافته به کاربران، در بسیاری مواقع بدون استفاده می ماند. این دو مسئله، منجر به ارائه پیشنهاد استفاده پویا از طیف و به اشتراک گذاشتن آن شده است. رادیوی شناختگر، به عنوان بستری برای تحقق این ایده مطرح شده است. ایده رادیوی شناختگر برای اولین بار در سال 1999 مطرح شد. از آن زمان تا کنون تعریف های متعددی برای این رادیو ارائه شده، که همه به طور اساسی به دو ویژگی آن اشاره دارند: قابلیت شناختن محیط و قابلیت تغییر پارامترهای کار. رادیوی شناختگر به عنوان کاربر بدون مجوز طیف فرکانسی، به دنبال یافتن باندهای خالی اختصاص یافته به کاربران دارای مجوز در زمان و مکان مورد نظر است که به این عمل طیف سنجی می گویند. به علاوه، در طیف سنجی انتظار می رود حضور کاربر اولیه با سرعت و دقت آشکار شود و رادیوی شناختگر باند مربوطه را خالی کند. پس از این مرحله، رادیو از بین موقعیت های یافته شده، مناسب ترین باند را انتخاب نموده و پارامترهای کار خود را برای ارسال و دریافت اطلاعات در آن تنظیم می کند. برای طیف سنجی روش های متعددی پیشنهاد شده است. یکی از این روش ها طیف سنجی همکارانه است که طی آن شبکه ای از رادیوهای شناختگر با همکاری هم، سنجش طیف را انجام می دهند. این روش می تواند به گونه های متعدد پیاده شود. در یکی از گونه ها، تعدادی رادیوی شناختگر پس از سنجش طیف به صورت محلی و اتخاذ تصمیم در مورد خالی یا پر بودن هر کانال، تصمیم خود را برای یک مرکز تصمیم گیری ارسال می کنند. این روش، روش متمرکز با ارسال تصمیم نام دارد. همچنین ممکن است کانال کنترلی بین رادیوها و مرکز با محدودیت پهنای باند مواجه باشد. برای برآورده کردن این محدودیت می توان از روش سانسور داده استفاده نمود که طی آن، رادیوها در صورتی تصمیم خود را به اطلاع مرکز می رسانند که این تصمیم با خطای زیادی مواجه نباشد. در این تحقیق، پس از ارائه مقدماتی در مورد طیف سنجی در رادیوی شناختگر و مرور کارهای انجام شده در حوزه طیف سنجی همکارانه متمرکز با ارسال تصمیم، به ارائه قانون بهینه برای تصمیم گیری در مرکز و نیز راهبرد بهینه سانسور داده در گره های شبکه (رادیوهای شناختگر) مبادرت شده است. به این منظور، ابتدا بر اساس معیار نیمن- پیرسون، مسئله بهینه سازی قانون مرکز، و نیز بهینه سازی قانون گره ها به طور مجزا حل شده و نهایتاً به بهینه سازی توام مرکز و گره ها پرداخته شده است. سپس، با ایجاد تغییری در معیار به منظور ایجاد تناسب بیشتر با مسئله پیش رو، نشان داده شده الگوریتم پیشنهادی با تغییرات کمی در حالت جدید نیز قابل استفاده است. مقایسه های انجام شده با روش های موجود، بیانگر عملکرد بهتر روش پیشنهادی است.

استفاده از فضای آزاد به عنوان کانال و قابلیت حرکت گیرنده و فرستنده، تئوری مخابرات بی سیم را به دنیای عملی انتقال اطلاعات در عصر حاضر وارد کرده است. چندمسیره بودن کانال در مخابرات بی سیم موجب ایجاد تداخل بین سمبل های ارسالی در کانال می گردد. ofdm به عنوان یک مدولاسیون چندحاملی که ویژگی خاص عمود بودن زیر حامل ها را داراست، با تقسیم پهنای باند، در هر زیر باند یک سمبل را با نرخ پایین تر ارسال می کند. در نتیجه تداخل بین سمبلی در برابر دوره کل بلوک ناچیز خواهد بود. اما حساسیت سیستم ofdm به از بین رفتن تعامد بین زیرحامل ها آشکارسازی سمبل های دریافت شده را دچار مشکل می کند. به عنوان عامل اصلی ایجاد مشکل می توان از پدیده ی داپلر نام برد که در سیستم های تغییرپذیر با زمان اجتناب ناپذیر است. از بین رفتن تعامد بین حامل های ofdm به دلیل پدیده ی داپلر باعث در هم فرو رفتن نامطلوب سیگنال ها در حوزه ی فرکانس می شود. این پدیده تداخل بین حاملی نامیده میشود. رویکرد های مختلفی برای کاهش اثر تداخل بین حاملی ارائه شده است. روش خودحذفی، همسان سازی در حوزه ی زمان یا فرکانس و کدینگ مناسب در فرستنده از جمله مهم ترین این روش ها هستند. از این میان، رویکرد همسان سازی به دلیل عمومیت، کارکرد مناسب و عدم نیاز به ایجاد تغییرات در فرستنده مورد توجه است. کاهش اثر تداخل بین حاملی با استفاده از همسان ساز به دلیل تغییر بهره مسیرها در طول زمان و نیاز به اخذ ماتریس معکوس کانال با حجم محاسبات بالا روبرو است. با جداسازی بخش فاقد تداخل بین حاملی از ماتریس کانال و اعمال روش دوری این پیچیدگی تا حد زیادی کاهش می یابد. برای اعمال روش کاهش تداخل بین حاملی نیاز به تخمین کانال با استفاده از نمونه های راهنما یا سمبل آموزشی داریم. یکی از روش های تخمین کانال که با به روز رسانی زمانی و داده ای براساس مشاهدات، تخمین مناسبی از کانال ارائه می دهد، فیلتر کالمن است. در نگاه اول بلوک تخمین کانال و کاهش تداخل به ترتیب و به صورت مجزا در گیرنده اعمال شده و سمبل دریافتی آشکارسازی می شود. با هماهنگ کردن این دو بلوک به معنای تلفیق مناسب آن ها می توان احتمال خطای آشکارسازی را کاهش داد. علاوه بر این استفاده از همبستگی کانال در سمبل های متوالی ofdm ، تخمین بهتری از کانال را به دست خواهد داد. در نظر گرفتن مدل چندجمله ای با درجه دلخواه، به جای مدل خطی، برای توصیف تغییرات کانال در زمان، متناسب با فرکانس داپلر نرمالیزه، به کاهش بیشتر نرخ خطای بیت در آشکارسازی کمک می کند. این دلایل انگیزه ارائه روش تلفیقی تخمین کانال با استفاده از فیلتر کالمن و همسان سازی دوری در این تحقیق شد. روش تلفیقی مبتنی بر فیلتر کالمن و روش دوری کاهش تداخل به طور کامل شبیه سازی و با روشهای موجود مقایسه شده است. کاهش بیشتر نرخ خطای بیت در روش پیشنهادی به خصوص در سیگنال به نویزهای بالا مشهود است. معیار همگرایی روش تلفیقی می تواند در بهبود آشکارسازی موثر باشد. به این منظور دو روش ارائه و مقایسه شده است. اطلاعات مورد نیاز برای تخمین کانال برای فیلتر کالمن معمولاً از نوع سمبل آموزشی است که در اینجا، استفاده از آن به خاطر تغییرات سریع کانال، برای تخمین سمبل های بعدی با خطای زیادی همراه است. در روش تلفیقی نمونه های راهنما جایگزین سمبل آموزشی می شوند. برای کاهش پیچیدگی این روش با جداسازی مناسب روابط، محاسبات پیچیده تخمین کالمن تنها یک بار برای کل سیستم انجام شده و در هنگام آشکارسازی از نتایج ذخیره شده آن استفاده می شود. روش ارائه شده به علت دوری بودن با اشغال منابع کمتر و دستیابی به فرکانس کاری بالاتر مناسب برای پیاده سازی سخت افزاری است. به طور کلی روش تلفیقی رویکرد موفقی در کاهش تداخل بین حاملی ارزیابی شده و می تواند در سیستم های عملی مخابرات بی سیم دارای حرکت مورد استفاده قرار گیرد.

رشد سریع مخابرات دیجیتال در سال های اخیر، نیاز به ارسال داده با نرخ بالا را افزایش داده است. با افزایش نرخ ارسال داده در مدولاسیون های تک حاملی، دوره ی زمانی سمبل کاهش می یابد. از طرف دیگر ماهیت چندمسیره بودن کانال های مخابراتی بی سیم منجر به افزایش گسترش زمانی سیگنال های ارسالی و در نتیجه بروز تداخل مابین سمبل های مجاور می گردد. بنابراین با کاهش دوره ی زمانی سمبل های ارسالی، تداخل بین سمبلی درصد بیش تری از دوره ی زمانی سمبل را اشغال می کند و موجب افت کارایی سیستم مخابراتی می گردد. یکی از راهکارهای ارائه شده برای رویارویی با این پدیده مدولاسیون چندحاملی است که با تقسیم پهنای باند بهn زیرکانال و کاهش پهنای باند هر زیررشته، دوره ی زمانی سمبل ارسالی افزایش می یابد و تداخل بین سمبلی در مقایسه با آن ناچیز می گردد. یکی از پرکاربردترین انواع مدولاسیون چندحاملی، مدولاسیون تقسیم فرکانسی متعامد ofdm است. این مدولاسیون از زیرحامل های متعامد برای ارسال داده استفاده می کند و به سادگی با استفاده از dft و idft پیاده سازی می شود. بنابراین نیاز به استفاده از فیلترها، مدولاتورها و دمدولاتورهای متعدد در ساختار فرستنده و گیرنده برطرف می شود. یکی از مشکلات عمده ی سیستم های ofdm حساسیت آن به افست فرکانسی بین فرستنده و گیرنده است. شیفت داپلر کانال های تغییرپذیر با زمان و اختلالات فرکانسی اسیلاتورهای محلی در گیرنده و فرستنده از عوامل اصلی ایجاد افست فرکانسی اند که موجب از بین رفتن تعامد زیرحامل ها و تداخل بین حاملی می گردد. تداخل بین حاملی یا ici موجب افت کارایی سیستم می گردد به این دلیل که مبنای آشکارسازی سیگنال در سیستم های ofdm، تعامد زیرحامل ها و در نتیجه استقلال سیگنال های ارسالی بر آن ها است. به منظور بهبود کارایی سیستم ofdm در کانال های دوگانه انتخابی، استفاده از تکنیک های مقابله با ici ضرورت می یابد. تکنیک های متعددی برای مقابله با ici ارائه شده است، اما پیش از آن به تخمین کانال مخابراتی نیاز داریم. بدین منظور مدلی مبتنی بر ویژگی های کانال در نظر گرفته می شود. یکی از روش های نوین برای مدل کردن کانال های مخابراتی، مدل بسط پایه ای است که در یک تقسیم بندی کلی به دو دسته تقسیم می شود. در دسته ی اول پایه ها بر اساس ویژگی های آماری کانال مشخص می شوند و اما دسته ی دوم که در این پایان نامه مورد بررسی قرار می گیرند بر اساس یکی از بسط های موجود همانند بسط سری تیلور یا سری فوریه می باشند. در این پایان نامه ابتدا ماتریس کانال بررسی می شود. درایه های قطر اصلی ماتریس کانال، تعیین کننده ی سیگنال مطلوب و بقیه عناصر ماتریس تعیین کننده ی تداخل ناشی از زیرحامل های دیگر می باشند. در هر زیرحامل رابطه ی سیگنال دریافتی و سیگنال ارسالی بر روی همه ی زیرحامل ها استخراج می شود و سپس از بسط چندجمله ای و بسط نمایی برای مدل سازی کانال استفاده می شود. بسط نمایی به علت مدل کردن دقیق تر تغییرات کانال، نرخ خطای بیت را به میزان مطلوبی کاهش می دهد. از طرف دیگر در مدل بسط پایه ای برای افزایش دقت تخمین ناچار به افزایش تعداد پایه ها می باشیم و نشان می دهیم که در بسط چندجمله ای، با افزایش تعداد پایه، تعداد پارامترهای تخمین و در نتیجه پیچیدگی محاسبات افزایش می یابد در صورتی که با استفاده از بسط نمایی بدون نیاز به افزایش پارامترهای سیستم کارایی سیستم به طور قابل توجهی افزایش می یابد. در این پایان نامه تخمین با معیار mmse و همسان سازی با استفاده از همسان ساز تک شیر mmse انجام می شود و با استفاده از روش دوری در هر مرحله پس از آشکارسازی سیگنال، تداخل بین حاملی از مقدار آشکار شده کسر می گردد. در روش هایی که برای تخمین کانال با استفاده از مدل بسط پایه ای نمایی انجام می شود کلیه ضرایب بسط برای هر شیر تخمین زده می شود. در صورتی که روش تخمین مورد استفاده در این پایان نامه با استفاده از مدل نمایی تنها به تخمین دو پارامتر برای هر شیر نیاز دارد. بنابراین تعداد پارامترهای مورد نیاز برای تخمین ماتریس کانال به شدت کاهش می یابد.

استخراج ساختارهای اصلی در تصاویر شبکیه چشم، از جمله رگ های خونی، دیسک نوری و ناحیه فووه آ ، نقش مهمی را در تشخیص اتوماتیک بیماری های قلبی عروقی و چشمی مانند رتینوپاتی دیابتی، ایفا می کنند. بر این اساس، در این پایان نامه ابتدا روشی نوین وموثر جهت استخراج رگ های خونی از تصاویر شبکیه چشم پیشنهاد شده است. الگوریتم پیشنهادی جهت استخراج رگ های خونی، سه مرحله اصلی را شامل می شود. در مرحله اول، تغییرات غیریکنواخت روشنایی در پس زمینه و کانتراست رگ های خونی به ترتیب با اعمال فیلتر "انتشار غیرخطی با کانتراست مدوله شده" و عملگر مورفولوژی top-hat با مجموعه ای از المان های ساخت چند جهته اصلاح می شوند. در مرحله دوم، با توجه به دو ویژگی مقیاس پذیری غیریکنواخت و جهت داربودن برای نسل جدید تبدیل کرولت، مجموعه ای از تصاویر جهتی بر این اساس، به منظور استخراج بخش مرکزی رگ ساخته و پردازش می شوند. سپس به منظور حذف زوائد و ساختارهای غیررگ، تصاویر جهتی مربوط به رگ های باریک به صورت حاصل جمع ترکیب می شوند. نهایتاً در مرحله سوم، بخش بندی درخت رگ با اعمال یک فر آیند تکرارپذیر رشد ناحیه، با در نظر گرفتن مراکز رگ به عنوان نقاط دانه، آشکار می شود. در ادامه الگوریتمی کارآمد جهت استخراج دیسک نوری از تصاویر شبکیه ارائه شده است. در الگوریتم پیشنهادی به این منظور ابتدا رگ های خونی شبکیه با استفاده از عملگرهای مورفولوژی از تصویر شبکیه حذف می شوند. سپس تبدیل کرولت تصویر حاصل از مرحله قبل، محاسبه می شود و ضرائب آن جهت استخراج نواحی نامزد برای دیسک نوری با استفاده از یک تابع غیرخطی اصلاح می شوند. نواحی نامزد با اعمال آشکارساز لبه کنی و تبدیل هاف بر روی تصویر حاصل از بازسازی ضرائب کرولت اصلاح شده، استخراج می شوند. سپس با توجه به ساختار رگ های خونی در پیرامون دیسک نوری، آرک اصلی رگ با استفاده از مجموعه ای از عملگرهای مورفولوژی آشکار می شود. پس از آن ناحیه واقعی دیسک نوری با استفاده از اطلاعات آرک اصلی رگ تعیین می گردد. در نهایت مرز ناحیه دیسک نوری با اعمال روش مجموع سطح مبتنی بر ترم تنظیم فاصله استخراج خواهد شد. در پایان نیز الگوریتمی موثر جهت استخراج ناحیه فوو ه آ پیشنهاد شده است. الگوریتم پیشنهادی به این منظور با تعریف ناحیه roi در تصاویر شبکیه شروع می شود. سپس همانند الگوریتم پیشنهاد شده برای استخراج دیسک نوری، ناحیه نامزد فووه آ با بازسازی ضرائب کرولت اصلاح شده در ناحیه roi ، مشخص می شودو مرز این ناحیه با اعمال روش مجموع سطح مبتنی بر ترم تنظیم فاصله آشکار خواهد شد. الگوریتم پیشنهادی جهت استخراج رگ های خونی شبکیه بر روی تصاویر رنگی از پایگاه داده drive و همچنین تصاویرآنژیوگرافی از واحد آنژیوگرافی بیمارستان فیض اصفهان به ترتیب صحت 9359/0 و 9354/0 را نتیجه داده است. همچنین الگوریتم پیشنهادی به منظور استخراج ناحیه دیسک نوری بر روی تصاویر آنژیوگرافی صحت 9012/0را نتیجه می دهند.

در سالهای اخیر، افزایش تقاضا برای نرخ داده بالا و محدودیت در پهنای باند قابل دسترس، محققین را به بررسی و تحقیق درباره سیستمهای بیسیم که به صورت موثر و کارآمد از فضا بهره برداری میکنند، سوق داده است. رویداد قابل توجه در مخابرات بیسیم که بسیار کارآمد نیز هست، به کار بردن آنتنهای چندگانه در فرستنده و گیرنده میباشد. این رویکرد به سیستمهای مخابراتی چند ورودی- چند خروجی (mimo) انجامیده است. کاربرد آنتنهای آرایه ای برای سیستمهای سلولی بیسیم مورد توجه زیادی قرار گرفته است، زیرا از طریق مقابله با پدیده های محوشدگی و تداخل، پوشش و ظرفیت چنین سیستم هایی را بهبود می بخشند. همچنین با به کارگیری آنتن های آرایه ای در فرستنده و گیرنده، ظرفیت کانال های بیسیم به صورت قابل توجهی افزایش می یابد. به منظور طراحی سیستم های بیسیم چند ورودی- چند خروجی (mimo) با کارایی بالا و پیش بینی تأثیر انتشار چندمسیری تصادفی بر محوشدگی، داشتن مدلهای دقیق و معتبر برای کانال mimo ضروری است. در این پایان نامه یک تابع همبستگی متقابل بین توابع انتقال زمان- فرکانس- فضا برای دو زیرکانال محیط انتشار باز ناهمسانگرد همراه با آنتن های جهت دار با فرض موج صفحه ای، در حالی که گیرنده با سرعت ثابت در حرکت است، به دست آمده است. بیشتر مدلهای کانالهای mimo برای توصیف انتشار ناهمسانگرد، از یک فضای هندسی مشخص برای پراکنده سازها در اطراف گیرنده استفاده نموده اند. اما در این پژوهش، با رویکرد آماری- تحلیلی و استفاده از یک توزیع مناسب موسوم به وون مایسس برای توصیف انتشار ناهمسانگرد به توصیف و شبیه سازی کانال پرداخته شده است و تابع همبستگی متقابل (ccf) که به فرم بسته و با سهولت به کارگیری ارائه شده است، تابعی از چندین پارامتر محیط انتشار و آنتن های آرایه ای میباشد. این تابع همبستگی متقابل از مجموع دو جمله تشکیل شده است که هر دو جمله تأثیر کانال بیسیم را در اطراف فرستنده، گیرنده و در طول کانال بر حسب زمان، فرکانس حامل و موقعیت عناصر آنتن آرایه ای نشان میدهند. به منظور بررسی توصیف مزبور و مشاهده تأثیرات محیط انتشار، آنتن های بکار رفته و حرکت گیرنده روی ccf ، در حوزه فرکانس تابع چگالی طیف توان کانال در حالت ایستان محاسبه شده و شبیه سازی شده است.

آشکارسازی حضور سیگنال های مخابراتی در سالهای اخیر به خاطر کاربردهای فراوان آن توجه زیادی را به خود جلب کرده است. برای مثال می توان به آشکارسازی حضور سیگنال ها در رادار، جنگ الکترونیک، سونار، رادیوهای هوشمند، شبکه های بی سیم و ... اشاره کرد. در این کاربردها منظور از آشکارساز سیگنال،گیرنده غیرمخاطب می باشدکه قصد آشکارسازی سیگنال های مخابراتی را دارد. به همین دلیل و نیز پارامترهای تصادفی موجود، ممکن است این گیرنده از همه اطلاعات مورد نیاز سیگنال مورد نظر آگاهی نداشته باشد و تعدادی از پارامترهای سیگنال برای آن نامعلوم باشد. در این حالت گیرنده غیرمخاطب تلاش می کند تا با استفاده از اطلاعات محدود در دسترس، بهترین تصمیم گیری را در مورد حضور سیگنال مذکور داشته باشد. در این میان سیگنال های باند گسترده به دلیل ماهیت ذاتی و پیچیدگی آشکارسازی حضور آنها ، بیشتر از سیگنال های مخابراتی دیگر مورد توجه قرار گرفته اند. از جمله معیارهایی که در طراحی گیرنده های مخابراتی و راداری مورد توجه است، معیار نیمن- پیرسون است. این معیار با در نظرگرفتن مقدار ثابتی برای احتمال هشدار کاذب، احتمال آشکارسازی را ماکزیمم می کند. البته در بسیاری از موارد، تحقق کامل این معیار بهینه در عمل امکان پذیر نیست، چرا که برای این منظور لازم است اطلاعات کاملی از آمارگان سیگنال هدف و تداخل در دست باشد که معمولاً چنین اطلاعاتی در دست نمی باشد. مسیله مهم دیگری که در گیرنده ها با آن مواجهیم، تغییر پارامترها و به ویژه توان تداخل است که منجر به تغییر احتمال هشدار کاذب در گیرنده می گردد. روشهایی که به منظور تثبیت نرخ هشدار کاذب در این نوع گیرنده ها مورد استفاده قرار می گیرد، روش های cfar نامیده می شود. دارا بودن این خصلت برای آشکارساز باعث می شود که علیرغم تغییرات آماری تداخل و نویز و به طور کلی شرایط محیطی، کیفیت آشکارساز ی ثابت باشد. برای دستیابی به چنین آشکارسازهایی در شرایط محیطی مختلف، نیاز به آستانه وفقی برای آشکارسازی می باشد. تاکنون الگوریتمهای متعددی برای طراحی پردازشگرهای cfar در کاربردهای راداری ارایه شده است ولی روشهای cfar در زمینه ی آشکارسازی سیگنال-های مخابراتی به خصوص سیگنال های باند گسترده کمتر مورد استفاده واقع شده اند. لذا لازم است تا مفاهیم و مصادیق موجود در رادار به طور مناسبی برای آشکارسازی سیگنال های مخابراتی تفسیر و برگردان شود. در این تحقیق با مفاهیمی مانند سلول های فرکانسی و زمانی آشنا شده و شرایط لازم برای تعمیم مباحث مربوط در آشکارسازی cfar راداری به فضای سیگنال های مخابراتی بررسی می شود. پس از آشنایی با اصول آشکارسازی در رادار و مخابرات، به معرفی مبسوط روشهای مختلف تثبیت هشدار کاذب پرداخته و مزایا و معایب هر کدام از آنها به طور جداگانه بررسی شده است. سپس به آشکارسازی سیگنال مدوله شده فرکانس به صورت خطی (lfm) پرداخته و انواع آشکارسازهای موجود برای آن را بررسی می کنیم. از بین آشکارسازهای مورد بررسی آشکارساز شبه بهینه این سیگنال یعنی آشکارساز مبتنی بر تبدیل فوریه کسری را انتخاب کرده و از آنجایی که این آشکارساز نسبت به توان نویز حساس بوده و نرخ هشدار کاذب آن با تغییر توان نویز تغییر می کند روش هایی برای تثبیت نرخ هشدار کاذب در آن پیشنهاد می گردد. روش های پیشنهادی آشکارساز مورد نظر را cfar کرده و دارای عملکرد مناسب و نزدیک به حالت بهینه می باشد. بعد از آن آشکارسازی سیگنال های جهش فرکانسی(fh) مدنظر قرار گرفته و به بررسی تعدادی از آشکارسازهای موجود برای آن می پردازیم. از بین آشکارسازهای مذکور مهمترین آنها یعنی آشکارساز رادیومتر کانالیزه را انتخاب کرده و به بررسی تاثیر بکارگیری روش های مختلف cfar و بهبود روش های موجود بر روی آنها توسط روش پیشنهادی خواهیم پرداخت. از آن جایی که آشکارساز رادیومتر کانالیزه برای سیگنال های fh بسیار شبیه به آشکارسازی سیگنال در روش های حس کردن طیف در رادیوهای هوشمند می باشد، روش های پیشنهادی را بر روی مدل های موجود برای حس کردن طیف نیز اعمال کرده و نتایج آن را بررسی می کنیم.

در طول سالهای اخیر، انقلاب ارتباطات بیسیم تبدیل به امری واقعی و غیرقابل انکار شده است و تأثیر آن در همه جا بر روی نوع زندگی ما قابل مشاهده است؛ با توجه به اینکه، مخابرات بیسیم مطمئن غالباً نیاز به داشتن اطلاعات دقیقی از کانال مربوطه دارد. در عمل، اطلاعات وضعیت کانال به ندرت برای یک سیستم مخابراتی از پیش در دسترس بوده و لذا لازم است که این اطلاعات در گیرنده تخمین زده شود که اینکار معمولاً توسط جستجو و بررسی کانال به کمک یک شکل موج آموزشی معلوم و پردازش خطی ورودی- خروجی کانال و در نهایت تخمین پاسخ ضربه کانال انجام می شود. از طرف دیگر، نشان داده شده است که بسیاری از کانال های واقعی، قابل مدل سازی توسط یک سیستم با یک پاسخ ضربه با تعداد نسبتاً کم ضرائب غیرصفر هستند. روشهای تخمین کانال خطی معمولی نظیر کمترین مربعات –که برای کانال های چندمسیره قوی، بهینه شناخته می شوند– برای بهره برداری کامل از کم بودن ابعاد ذاتی کانال های تنک، از خود کارآیی اندکی نشان می دهند. در این راستا، با استفاده از تئوری جدید حسگری فشرده می توان بطور موثری از اطلاعات تنک بودن کانال، برای توسعه تخمین کانال تنک بهره برد؛ بدین معنا که می توان از این نظریه در جهت ارائه چارچوبی قوی برای کاهش تعداد اندازه گیری مورد نیاز و بیان فشرده سیگنال های تنک در بحث تخمین اینگونه کانالها استفاده نمود. در این رساله، ابتدا مروری بر رهیافت های اصلی حل مسأله تخمین کانال تنک در سیستم های بیسیم خواهیم داشت. ساختار این قسمت به شکلی است که روشهای جدید بازیابی تنک و نیز بازیابی تنک قالبی همراه با کاربرد آنها در تخمین کانال تنک بویژه در سیستم های مولتیپلکس تسهیم فرکانس را در برمی گیرد. محتوای اصلی رساله حاضر حاوی دو بخش است: در قسمت اول، نوع قالبی الگوریتم تعقیب زیرفضا –که الگوریتمی کارآمد برای بازسازی سیگنالهای تنک است– با نام "تعقیب زیرفضای بلوکی" معرفی می شود. در مقایسه با دیگر الگوریتم های بازیابی قالبی موجود نظیر bomp و mixed -norm و نیز روش بازیابی غیرقالبی sp، روش پیشنهادی در بیشتر موارد، عملکرد بازسازی بهتر و نیز مدت زمان مورد نیاز کمتری را در زمانی که عناصر غیرصفر در قالبهای ثابتی ظاهر می شوند در یک سخت افزار معین از خود نشان می دهد. این برتری بویژه در مواقعی که طول قالبها کوچکتر است از روی نتایج شبیه سازی مشهودتر است. همچنین نشان داده می شود که روش پیشنهادی، قابلیت بازسازی دقیق سیگنالهای تنک قالبی که ماتریس اندا-زه گیری آنها شرط brip را در یک بازه ثابت همسانگردی محدود برآورده می سازد دارا است. در قسمت دوم، مسأله جایابی معین و غیرتصادفی راهنماها بمنظور تخمین کانال تنک در سیستم های ofdm مورد بررسی قرار می گیرد و یک معیار جدید برپایه حداقل سازی مجموع همبستگی ستونهای ماتریس dft جزئی پیشنهاد می شود. نشان داده می شود که معیار پیشنهادی می تواند یک جایگزین ساده و مناسب برای معیار معروف اما پیچیده rip باشد. علاوه براین، خواهیم دید که طراحی الگوی قرارگرفتن مکان راهنماها بر اساس روش پیشنهادی، عملکرد بازیابی بهتری را در مقایسه با دیگر روشهای مبتنی بر معیار همسازی نمایان می سازد و در نتیجه منجر به نتایج شبیه سازی بهتری میشود.

هدف اصلیِ یک سیستم مخابراتی، انتقال اطلاعات با بیشترین نرخ و دقت ممکن از یک مبداء، که آن را منبع اطلاعات می نامیم، به یک مقصد معین است. در هنگام ارسال یا ذخیره سازیِ داده های یک منبع اطلاعات، دنباله سمبل های تولید شده توسط منبع، به واحد کدگذار منبع داده می شود و در آن، هر یک از سمبل ها با یک کلمه کد جایگزین می شود. در هنگام کدگذاریِ منبع، سعی بر کدگذاری اطلاعات با کمترین تعداد بیت ممکن است و به همین دلیل در برخی موارد به عملیات کدگذاری منبع، فشرده سازی نیز گفته می شود. با فشرده سازی، در استفاده از منابع با ارزشی مانند پهنای باند انتقال یا فضای ذخیره سازی (مانند دیسک های سخت) صرفه جویی به عمل می آید. از طرف دیگر در بسیاری از کاربردها، مانند ارسال اطلاعات ویدیویی، لازم است که کدبرداری به صورت آنی و یکتا صورت گیرد. کد بهینه (از دیدگاه این معیارها) از الگوریتم شناخته شده ی هافمن به دست می آید. اما اگر تعداد سمبل های منبع زیاد باشد و/یا بردار احتمال سمبل ها با زمان تغییر کند، تحمل بار محاسباتیِ اجرای الگوریتم هافمن، دشوار می گردد. در چنین شرایطی می توان به جای کد هافمن از کدهای شبه بهینه، نظیر کد با طول ثابت، کد یکنواخت،کد m و کد شانون بهره جست. هدف این پایان نامه، مطالعه کمّی میزان افزونگی این کدها نسبت به کد بهینه است. بدین منظور افزونگی هر کد را به صورت یک متغیر تصادفی در نظر گرفته و میانگین و واریانس آنها را بررسی می کنیم. از آنجا که در این تحلیل، همه ی منابع با تعداد سمبل معین از اهمیت یکسانی برخوردارند، تابع چگالی احتمال روی مجموعه منابع به صورت یکنواخت تعریف می شود. به طور مشخص ثابت می کنیم که میانگین افزونگی کد شانون بسیار به 5/0 نزدیک است و با افزایش تعداد سمبل ها، میانگین افزونگی به سمت 5/0 و واریانس آن به سمت صفر میل می کند. همچنین نشان می دهیم که میانگین افزونگی کد m به سمت مقدار 0287/0 میل می کند. در انتها دو راهکار برای بهسازی کد شانون ارایه می شود و با استفاده از شبیه سازی، میانگین افزونگی آنها در حدود 03/0 به دست می آید که حاکی از عملکرد مناسب آنها از دیدگاه هر دو معیارِ کمترین بیشینه افزونگی و کمترین میانگین افزونگی است.

سیستمهای مخابراتی چندورودی - چند خروجی با بهره گیری از خاصیت چندگانگی مکانی و کدهای فضا - زمان، ضمن فراهم کردن بستر مناسب برای ارسال داده با احتمال خطای پایین، بازده طیفی سیستم را تا حد مطلوبی افزایش می دهند. به همین دلیل در دهه اخیر، این سیستمها توجه طراحان سیستم های مخابرات دیجیتال را بیش از پیش به خود جلب کرده اند. بهره گیری مناسب از قابلیت های این سیستم ها به شدت وابسته به اطلاعات مربوط به کانال می باشد. از این رو تخمین مناسب ضرایب کانال-های چند ورودی - چند خروجی از اهمیت فوق العاده ای برخوردار بوده و روش های مختلف تخمین کانال بر اساس ارسال دنباله های آموزشی و یا روش های نیمه کور و کور، بر اساس وضعیت کانال از لحاظ تغییرات زمانی ارایه گردیده است. در این پایان نامه ضمن بررسی مدل کانال های بی سیم چند ورودی - چند خروجی در حالت های مختلف محوشدگی فرکانسی و زمانی، برخی از روش های تخمین کانال بر اساس ارسال دنباله های آموزشی و آرایش مناسب این دنباله ها به منظور بهبود کارایی از لحاظ معیار میانگین مربعات خطا ارایه می شود. همچنین مدل تغییرات زمانی کانال و برخی از روش های تعقیب ضرایب آن در موردکانال های متغیر با زمان بررسی شده و در نهایت تاثیر در نظرگرفتن همبستگی فضایی مابین زیرکانال های متمایز در بهبود کارایی تخمین و تعقیب ضرایب کانال موردمطالعه قرار می گیرد. در کانال های محوشدگی قالبی روشی برای تخمین واریانس نویز و ماتریس همبستگی با استفاده از دنباله های آموزشی یکسان و خروجی تخمینگر حداقل مربعات ارایه شده و با استفاده از معیار حداقل میانگین مربعات خطا برای تخمین ضرایب کانال، تاثیرتقریب مناسب ماتریس همبستگی کانال در کاهش خطای تخمین در قیاس با روش هایی که از این همبستگی صرف نظر می کنند، بررسی می شود. همچنین درمورد کانال های متغیر با زمان، مدل تغییرات زمانی کانال با در نظر گرفتن همبستگی فضایی مابین ضرایب کانال علاوه بر همبستگی زمانی موجود بین آنها، اصلاح شده و تاثیر آن درکاهش خطای تعقیب کانال بررسی می شود.

محدودیت پهنای باند و محوشدگی کانال دو مشکل اساسی سیستمهای مخابراتی بی سیم است. در اواخر دهه نود نشان داده شد که بکارگیری چندین آنتن در گیرنده و فرستنده یک سیستم مخابراتی می تواند ظرفیت آن را بطور چشمگیری افزایش دهد. در کدگذاری فضا- زمان، که روش کدگذاری- مدولاسیون جدیدی برای حصول این ظرفیت بسیار بالای سیستمهای چندورودی-چندخروجی (mimo) است، کدگذاری بر روی دو بعد فضا و زمان انجام می گیرد. مشهورترین و پرکاربردترین رده از کدهای فضا-زمان، کدهای فضا زمان بلوکی متعامد هستند که دارای ساختار جبری غنی هستند؛ این کدها در عین حصول حداکثر چندتافتی ممکن، کدبرداری حداکثر درستنمایی(ml) ساده و سریعی دارند. یکی از اساسی ترین مسایل مطرح در استفاده از کدهای فضا- زمان متعامد، تخمین کانال است، زیرا گیرنده نامطلع از کانال نمی تواند کدبرداری را بدرستی انجام دهد. در این پایان نامه، پس از مروری بر کدگذاری فضا-زمان توجه خود را به کدهای بلوکی متعامد معطوف می سازیم و این رده مهم از کدهای فضا زمان را به تفصیل مورد تحلیل و بررسی قرار می دهیم. در این راستا با ارایه تعاریف و قضایایی نو، چهارچوبی یکپارچه و موجز و در عین حال فارغ از پیچیدگیهای غیرضروری موجود در دیگر متون، برای بیان نتایج کدهای متعامد، عرضه می گردد. در ادامه به نقد و تحلیل یکی از روشهای تخمین کور برای سیستمهای چندورودی چندخروجی بکارگیرنده کدهای فضا- زمان متعامد خواهیم پرداخت که توسط شهبازپناهی ارایه شده است. در بررسی این روش، نخست بیانی متفاوت و دقیقتر از قضایای زیربنایی بکارگرفته شده، ارایه می گردد و آنگاه با روشن ساختن برخی زوایای تاریک موجود به ارایه نتایج تازه ای در این زمینه می پردازیم.

چکیده گسترش اهمیت و کاربرد شبکه های بی سیم در سالیان گذشته از یک سو و مطرح شدن مسایل و انتظارات تازه در اثر معرفی انواع جدیدی از این شبکه ها از سوی دیگر افق های تازه ای را در زمینه ی طراحی و بهینه سازی شبکه های بی سیم گشوده است. یکی از مسایل مهم در شبکه های بی سیم امروزی طراحی روش مناسبی برای کنترل دسترسی به رسانه در این شبکه هاست که بتواند نیازمندی ها و انتظارات جدید از این شبکه ها را برآورده کرده و کارآیی مناسب تری در مقایسه با روش های موجود (از جمله پروتکل معروف ieee802.11 در مود dcf) فراهم آورد. در این پایان نامه رویکرد جدیدی در حل مسأله ی کنترل دسترسی به رسانه در محیط بی سیم ارایه گردیده است. در این روش علاوه بر استفاده از بوق های اشغال جهت پاسخ گویی به برخی مسایل مبتلابه در محیط بی سیم، فرم خاص و ساده ای از بسته های آغاز کننده موسوم به "پالس های درخواست" جایگزین بسته های rts مورد استفاده در روش های کنترل دسترسی به رسانه ی مبتنی بر پارادایم csma/ca می گردد. نوع تعریف و خواص ذاتی پالس های درخواست این امکان را فراهم می آورد تا با به کارگیری رویکرد پیشنهادی دیگری موسوم به "ایده ی سطوح تمایز" به عملکرد بهتری در لایه ی mac بی سیم دست یابیم. به کمک تحلیل های ارایه شده در مدل های خاصی از شبکه نشان داده شده است که روش پیشنهاد شده علاوه بر حل برخی از مشکلات روش های موجود، پارامترهای مهمی چون throughput قابل دست یابی در شبکه و متوسط تأخیر تحمیلی به هر بسته در لایه ی mac را بهبود بخشیده و عملکرد شبکه در مواجهه با ازدحام های ناگهانی و محلی در لایه ی mac را نیز ارتقا می دهد. پیاده سازی عملی (فیزیکی) ایده های مطرح شده نیز به اختصار مورد بحث قرار گرفته است.

در عصر جدید اطلاعات، نرخ بالای ارسال اطلاعات و بالا بودن قابلیت اطمینان مشخصه اصلی سیستم مخابرات بدون سیم و همچنین فاکتور اصلی در موفقیت گسترش تجاری آن می باشد. تکنولوژی مخابرات بدون سیم پهن باندmimo-ofdm (چند ورودی چند خروجی-تقسیم چند تایی فرکانسهای متعامد)، بدلیل توانایی در ارسال سریع اطلاعات و همچنین پایداری در مقابل پدیده چند مسیره کانال محو شونده و دیگر تاثیرات کانال توسعه زیادی پیدا کرده است. سوال مهم در سیستمهای mimo-ofdm ، چگونگی استخراج اطلاعات وضعیت کانال بطور دقیق می باشد. در روش کور با بررسی آماری اطلاعات کانال و دانستن خصوصیاتی از سیگنال ارسالی تخمین کانال انجام می گیرد. در روش دوم تخمین کانال بر اساس دنباله آموزشی صورت می گیرد که از قبل برای گیرنده معلوم است. در این رویکرد برای تخمین کانال در ابتدا دنباله ای آموزشی از سمبلهای ofdm ارسال می شود. با در یافت این دنباله در گیرنده اطلاعات کانال قبل از دریافت بسته استخراج می شود. تعمیم مستقیم روشهای تخمین کانال سیستمهای مخابراتی ofdm به سیستم mimo-ofdm منجر به بروز محاسبه معکوس ماتریسها با ابعاد بزرگ می شود و با زیاد شدن تعداد آنتنهای فرستنده و گیرنده پیچیدگی محاسبات افزایش زیادی پیدا می کند و به تدریج غیر قابل پیاده سازی می گردد. با توجه به اینکه تجزیه ماتریس کانال به عاملهای تکین(svd) به منظور غلبه بر تداخل بین حاملی، اختصاص توان ارسالی به زیر کانالها به صورت بهینه و همچنین کدگذاری فضا زمان به نحو بهینه در سیستمهای مخابراتی mimo-ofdm به کار گرفته می شود می توان گفت تخمین کانال به روش تجزیه به عاملهای تکین تکنیک مهمی برای استفاده از همه قابلیتهای سیستمهای مخابراتی بر مبنای mimo-ofdm می باشد. در این پایان نامه روش تخمین کانال سیستم مخابراتی mimo-ofdm تحلیل می شود و با ارائه روشی به منظور طراحی سیگنالهای ارسالی با استفاده از طرح الموتی سعی در بهبود کارایی آن روش به عمل می آید.

مدولاسیون ofdm امروزه به عنوان روشی مقبول در ارسال بی سیم اطلاعات با نرخ بالا مطرح است. با تقسیم یک کانال محوشدگی باند پهن به کانالهای باریک و تخت، ofdm با استفاده از همسانسازی ساده یک شیره قادر به مقابله با اثرات مخرب پدیده محوشدگی کانال است. یکی از موضوعاتی که در این تحقیق مورد بررسی قرار می گیرد تخمین کانال بی سیم با استفاده از الگوریتم کالمن است. الگوریتم کالمن برای تخمین فرآیندهایی که بر اساس یک مدل فضای حالت بدست آمده اند کاربرد دارد. تخمین کانال در کنار همزمانسازی فرکانسی و زمانی دو موضوع بسیار مهم و تأثیرگذار بر کارایی سیستم ofdm را تشکیل می دهند. گرچه کیفیت و دقت روش تخمین کانال در کارایی سیستم مخابراتی تأثیر بسزایی دارد ولی پیچیدگی محاسباتی الگوریتم تخمین نیز دارای اهمیت است. در این تحقیق با انتخاب یک پایه جدید برای مدل حالت کانال محوشدگی، ماتریس گذار کالمن را قطری می کنیم. در ادامه با انجام ساده سازی بیشتر روشی براساس فیلتر کالمن معمولی با نام فیلتر کالمن قطری کاهش یافته را معرفی خواهیم کرد. این روش تخمین کانال دارای پیچیدگی محاسباتی کمتری نسبت به روش کالمن معمولی است. البته روش ofdm در حوزه زمان از تغییرات زیاد بیشینه سیگنال رنج می برد، که عموماً این مشکل را با پارامتری با نام papr نشان می دهند. سیگنالهای با papr بالا تقویت کننده های قدرت را وادار به کارکردن با راندمان توان کم برای جلوگیری از بریده شدن سیگنال می کنند. در بخشی از این تحقیق روشهای موجود و معمول کاهش papr به شکلی مختصر مورد بررسی قرار می گیرند. این روشها را در حالت کلی می توان به دو دسته با اعوجاج و بدون اعوجاج تقسیم کرد. همچنین در این تحقیق روشی جدید برای کاهش papr با انجام تغییراتی در ماتریسهای fft/ifft ارایه می شود.

نسل آینده سیستم های مخابرات بی سیم به منظور پاسخ گویی به خدمات نرخ داده بالا و متنوع مانند انتقال صدا، ویدئو و غیره طراحی شده است که مصرف انرژی بالایی را ایجاد می کند. به دلیل منابع باتری محدود شده در پایانه های تلفن همراه و نیز هزینه عملیاتی بالای مصرف انرژی در ایستگاه های پایه، ضرورت ذخیره سازی انرژی و رسیدن به بازدهی انرژی بالا در نسل آینده شبکه های بی سیم ضروری است. تاکنون تلاش های زیادی برای رسیدن به بازده طیفی بالا در شبکه های بی سیم صورت گرفته است. ولی، بازدهی طیفی بالا، لزوما بازدهی انرژی بالا را نتیجه نمی دهد. بنابراین، طراحی سیستم های انرژی کارآمد در سال های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. همچنین، طراحی انرژی کارآمد در شبکه های ofdma اخیرا مورد توجه زیادی قرار گرفته است. فن آوری ofdma یک حالت چند کاربره طرح ofdm است که یک فن آوری رایج برای ارسال اطلاعات با سرعت بالا در یک محیط بی سیم چند مسیره است. تخصیص منابع در شبکه های ofdma به معنی استفاده از منابع فرکانس و توان به صورت بهینه است. در این پایان نامه، پس از فرمول بندی مسأله تخصیص کارآمد منابع انرژی برای شبکه های ofdma در مسیر فروسو، تخصیص منابع با استفاده از الگوریتم mdsa که تخصیص توان را با استفاده از الگوریتم bpa انجام می دهد، بررسی می شود. سپس، تخصیص توان بهینه با استفاده از دو روش پیشنهادی به جای استفاده از الگوریتم bpa بدست می آید. در تخصیص منابع با استفاده از این دو روش، از گام تخصیص زیر حامل مشابه با الگوریتم mdsa استفاده می شود، ولی در مرحله تخصیص توان به ترتیب از الگوریتم ژنتیک و یک روش برنامه ریزی غیر خطی (روش برنامه ریزی درجه دوم دنباله ای یا sqp) به جای روش bpa استفاده می شود. نتایج بدست آمده، عملکرد ضعیف الگوریتم ژنتیک را نشان داد. همچنین، روش sqp مقادیر بازدهی انرژی بالاتری در مقایسه با روش bpa بدست آورد. به علاوه، برای مقایسه پیچیدگی محاسباتی روش های بکار گرفته شده، زمان شبیه سازی روش های مختلف مقایسه شده و مشاهده شد که روش sqp نسبت به روش bpa از پیچیدگی محاسباتی کمتری برخوردار است .

یکی از مسائل مهم در رادارهای لیزری (لیدارهای) مبتنی بر آشکارسازهای نوری شمارش فوتونی، برآورد زمان ورود (تأخیر) پالس نوری دریافت شده به گیرنده است؛ موضوعی که از زمان استفاده از این نوع آشکارسازها موردتوجه محققان این حوزه بوده است. تاکنون بررسیهای گوناگونی روی این موضوع انجام شده است. با مرور کارهای قبلی ادامه ی بررسی در دو حوزه مناسب می نماید. نخست آن که صرفاً به پیدا کردن باند خطا اکتفا نشود و راهکاری عملی برای برآورد مذکور پیشنهاد شود. ثانیاً در محاسبهی پارامتر یادشده حتی الامکان شرایط برآورد به واقعیت نزدیک شود. این پایان نامه با فرض شکل موج گوسی برای پالس دریافتی ابتدا به اصلاح روابط برآورد حداکثر درست نمایی تأخیر با لحاظ اثر زمان مرده ی آشکارساز در حالت بدون نویز پس زمینه می پردازد. پس از به دست آوردن رابطه ی برآورد حداکثر درست نمایی، سه روش تقریبی را برای حل این معادله مورد بررسی قرار می دهیم. از آن جا که تمرکز پایان نامه معطوف به لیدارهای برد بلند است، در شبیه سازی ها از مقادیر واقعی تأخیر متناسب با محدوده ی عملکرد این دسته فاصله یاب ها استفاده شده است. پس از تحلیل برآورد حداکثر درست نمایی، دو روش میانگین گیری و روش مبتنی بر شیوه ی نرخ شمارش که مبنای شهودی دارند مورد تحلیل قرارگرفته اند. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد این دو شیوه باوجود مبنای شهودی می توانند در حالت های پیچیده ای که برخی از روش های مبتنی بر برآورد حداکثر درست نمایی قابل اعمال نیستند موفق عمل کنند و حتی در حالت بدون نویز در برخی موارد از روش های مبتنی بر برآورد حداکثر درست نمایی با منجر شدن به خطای کمتر، عملکرد بهتری از خود نشان دهند. درنهایت برای هر یک از مقادیر تأخیر مورد بررسی به ارائه ی بهترین روش محاسبه ی برآورد با توجه به پهنای پالس مورد استفاده می پردازیم. در گام بعدی اثر نویز پس زمینه و لرزش آشکارساز را به اثر زمان مرده اضافه کرده و با تکرار تحلیل های قبلی با در نظر گرفتن همزمان هر سه پارامتر غیر ایده آلی برای هر محدوده از تأخیر، روش و مقدار پهنای پالس مناسب را ابتدا با صرف نظر از رخدادهای نویز خارج از کرسی سیگنال و سپس با فرض رخدادهای نویز متقارن حول مقدار واقعی تأخیر و خارج از کرسی سیگنال معرفی نموده ایم. ازآن جایی که هیچ یک از روش های قبلی در حالت توزیع غیرمتقارن رخدادهای نویز خارج از کرسی سیگنال موفق نیست برای این حالت یک روش ردگیری مانند برآورد تأخیر ارائه شد که نتایج شبیه سازی ها عملکرد مطلوب این روش را نشان می دهد. در پایان در یک رویکرد متفاوت با استفاده از فیلترهای وفقی به آشکارسازی جهش های محسوس در تأخیر پرداخته ایم که نتایج شبیه سازی استفاده ی موفقی از فیلتر وفقی rls را برای نیل به هدف یادشده به نمایش می گذارد به طوری که الگوریتم ارائه شده موفق به آشکارسازی تغییرات بزرگ تر یا مساوی با یک ونیم برابر مقدار اولیه ی تأخیر شده است.

سیستم های طیف گسترده پرش فرکانسی بدلیل توانایی بالا در مقابله با اختلال باند باریک، بصورت گسترده در مخابرات نظامی به کار می روند. این توانایی در مقابله با اختلال بدلیل استفاده این سیستم ها، طبق یک جدول فرکانسی مشخص برای فرستنده و گیرنده، در شیار های زمانی مختلف از باندهای فرکانسی مختلف است. بنابراین رهگیری این سیستم ها بدلیل اینکه کاربر اخلال گر قادر به شناسایی جدول فرکانسی مورد استفاده توسط این سیستم ها نیست، دشوار می باشد. در این پایان نامه، هدف اصلی یافتن این جدول فرکانسی با استفاده از توانایی های شبکه های رادیوشناختگر می باشد. برای این منظور کاربران ثانویه باید تمام باند فرکانسی را در بازه های زمانی مختلف تحت نظر قرار دهند و با شناسایی باند مورد استفاده توسط کاربر اولیه، در بازه های زمانی مختلف، جدول فرکانسی مورد نظر را استخراج کنند. بررسی باند فرکانسی مورد نظر در این پایان نامه توسط رویکرد مبتنی بر دانش سیستم پرش فرکانسی انجام می شود. در این مدل فرض می شود که تنها یک کاربر اولیه از باند طیف گسترده استفاده می کند. با توجه به این نکته می توان گفت که در هر دوره زمانی تنها یک باند توسط کاربر مورد استفاده قرار گرفته است. برای شناسایی این باند کاربران ثانویه همکار، باندهای فرکانسی مختلف را مورد بررسی قرار داده و اطلاعات حاصل از سنجش را به مرکز ترکیب ارسال می کنند. در مرکز ترکیب اطلاعات دریافتی از کاربران ثانویه مختلف با هم ترکیب شده و نسبت به باند مورد استفاده اتخاذ تصمیم می شود. روش ترکیب این اطلاعات به این صورت است که به هر کاربر ثانویه برحسب نسبت سیگنال به نویز آن، وزن خاصی اختصاص داده می شود. به این ترتیب به کاربر با نسبت سیگنال به نویز بالاتر ، بدلیل اطلاعات قابل اطمینان تر، وزن بیشتری اختصاص داده می شود. چالش اصلی در این مدل محاسبه ضرایب بهینه اختصاص داده شده می باشد. در این پایان نامه از سه منظر به محاسبه این ضرایب پرداخته شده است. در دو رویکرد اول نشان داده شده است که با استفاده از روش های بهینه سازی می توان این ضرایب را با حداکثرسازی احتمال آشکارسازی و حداکثر سازی مجموع احتمالات تصمیم صحیح در دو فرض اشغال یا آزاد بودن باند محاسبه کرد. همچنین در رویکرد سوم با بهره گیری از دانش ساختار سیستم ضرایب بهینه به منظور حداکثر سازی احتمال آشکارسازی صحیح محاسبه شده است. در ادامه عملکرد این روش های بهینه سازی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که رویکرد سوم موجب بهبود عملکرد می شود، ضمن اینکه دیگر نیازی به محاسبه سطوح آستانه نمی باشد. همچنین دو رویکرد اول نیز عملکرد مطلوب نشان داده اند.

چکیده گسترش شبکه¬های بی¬سیم، افزایش کاربران، تقاضای رو به افزایش نرخ مبادله، منابع محدود و تخریب سیگنال در محیط بی¬سیم منشأ تحقیقات وسیع برای بهره¬برداری مناسب¬تر از منابع شده است. روش¬های دایورسیتی در هر سه بعد زمان، فرکانس و مکان برای کاهش عوارض و حتی بهره¬برداری از پدیده¬ی محوشدگی نقش کلیدی در بهبود کارایی شبکه¬های بی¬سیم دارند. دایورسیتی فضایی در مقایسه با دیگر انواع، به دلیل فراهم آوردن افزایش کارایی بدون اتلاف منابع فرکانسی و بدون ایجاد تاخیر، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با این حال، به کارگیری دایورسیتی فضایی در شبکه های بی¬سیم باعث افزایش هزینه و حجم می گردد. در این صورت هم نباید به کلی از مزایای دایورسیتی فضایی چشم پوشید. دایورسیتی همکارانه با به اشتراک گذاشتن و بهره¬برداری هماهنگ از منابع و انتخاب متناسب روش همکاری، امکان استفاده ی نسبی از مزایای دایورسیتی فضایی را برای گره¬های تک آنتنه، به خصوص در شبکه هایی که با محدودیت های هزینه، حجم، انرژی و منابع فرکانسی مواجه اند، فراهم می¬کند. تحقیقات نشان داده است که سیستم¬های مخابراتی نسل آینده باید تطبیق¬پذیر، توزیع شده و همکارانه باشند. دایورسیتی همکارانه، به عنوان مرز انفصال مخابرات گره به گره و شبکه¬ای، یک نامزد جدی برای نسل آینده¬ی شبکه¬های بی¬سیم است. در این پایان¬نامه مبانی و جنبه¬های دایورسیتی همکارانه به عنوان یک رویکرد جدید تحقیقاتی در سیستم¬های مخابراتی معرفی می¬گردد. ظرفیت، آشکارسازی و تخصیص توان در دایورسیتی همکارانه به طور جزئی¬تر مورد بررسی قرار گرفته است. دو رویکرد تقویت-ارسال و تصمیم¬گیری-ارسال، به موازات مطالعه شده¬اند. محاسبه¬ی ظرفیت و تعیین آشکارساز بهینه از دو جنبه¬ی لحاظ همکاری مبدأ و ارسال همزمان کاربران مورد مطالعه قرار گرفته است. الگوریتمی جهت تخصیص بهینه¬ی توان با معیار ظرفیت و در نظر گرفتن توام ارسال دو کاربر به عنوان یک حالت خاص از دایورسیتی همکارانه¬ی چندحاملی ارائه گردیده است. نشان داده شده است که در تصمیم¬گیری-ارسال، روش لب¬ریزی راه¬حل بهینه است و در تقویت-ارسال، روش لب¬ریزی به صورت دوری به تخصیص بهینه نزدیک می-شود. در نهایت نیز پیشنهادهایی برای ادامه¬ی تحقیق ارائه شده است.

سیستمهای چند ورودی-چند خروجی با به کارگیری چند آنتن در فرستنده و چند آنتن در گیرنده می توانند ظرفیت سیستم مخابراتی بی سیم را به میزان قابل توجهی افزایش دهند. ظرفیت کانالهای چند ورودی-چند خروجی تقریبا به طور خطی با حداقل تعداد آنتهای فرستنده و گیرنده افزایش می یابد روش کدگذاری مورد استفاده در این کانالها کدگذاری فضا-زمان می باشد که بین سیگنالهای ارسالی از آنتنها در دوره های زمانی مختلف همبستگی ایجاد می کند. روشهای گوناگونی برای کدگذاری فضا- زمان وجود دارد از دیدگاه آشکارسازی می توان آنها را به دو دسته کلی همدوس و غیرهمدوس تقسیم بندی نمود در کدهای همدوس فرض می شود که گیرنده می تواند کانال را به طور دقیق تخمین بزند. در این پایان نامه روشهای مختلف کدگذاری فضا-زمان همدوس با فرض اینکه کانالهای بین آنتنهای فرستنده و گیرنده با فرآیندهای محوشدگی مستقل، رایلی، تخت و آرام مدل شده باشند، معرفی می شود. همچنین با در نظر گرفتن گیرنده ای که مصالحه کارایی/پیچیدگی را فراهم می کند، به کمک شبیه سازی کارایی این کدها برحسب احتمال خطای قالب مورد ارزیابی قرار می گیرد و اثر افزایش تعداد آنتنهای فرستنده بر کارایی بررسی می شود. یک کد تکرار فضایی برای دو آنتن فرستنده و یک آنتن گیرنده مبتنی بر فیدبک یک بیت از گیرنده به فرستنده پیشنهاد می شود که ضامن حفظ کارایی پهنای باند نسبت به کد الموتی، همواره کارایی آن از کد الموتی بالاتر است. به علاوه، پیچیدگی کدگذاری و کدبرداری آن از کد الموتی پایین تر می باشد. در انتها روشهای مختلف کدگذاری فضا-زمان از لحاظ مصالحه بین کارایی، پیچیدگی و کارایی باند با یکدیگر مقایسه می شوند.

در این رساله آشکارسازی حفره های طیفی در بعد زمان تحت سایه افکنی همبسته مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا مدل مسأله را به صورت یک آزمون فرضیه ی گوس-گوس تشریح کرده و آشکارساز بهینه برای آن را محاسبه کرده ایم. پس از آن عملکرد طیف سنجی را به صورت تحلیلی و با به دست آوردن کران های باتاچاریا برای احتمال خطا مطالعه کرده و اثر تعداد کاربران شرکت کننده در طیف سنجی و میزان همبستگی مشاهدات آن ها را بر احتمال خطای طیف سنجی بررسی کرده ایم. پس از شناسایی حفره های طیفی رادیوهای شناختگر باید پارامترهای ارسال مناسب را برای استفاده ی بهینه از باند و اجتناب از ایجاد تداخل برای کاربران دارای مجوز انتخاب نمایند. به عبارت دیگر تخصیص بهینه ی منابع نیز در شبکه های رادیو شناختگر اهمیت بسیار زیادی دارد. در شبکه های با رویکرد میان بافی، پارامترهای طیف سنجی از قبیل سطح آستانه ی آشکارسازها و مدت زمان طیف سنجی نیز علاوه بر پارامترهای ارسال در لایه ی فیزیکی از قبیل توان و نرخ داده ی فرستنده ها در عملکرد شبکه موثرند. بنابراین در این رویکرد لازم است که بهینه سازی طیف سنجی و تخصیص منابع به طور توأم انجام شود. در این رساله بهینه سازی توأم طیف سنجی و تخصیص منابع با هدف حداقل کردن مصرف انرژی در شبکه های رادیو شناختگر مبتنی بر {cdma} و {ofdma} مورد بررسی قرار گرفته است. این مسأله به صورت یک مسأله ی بهینه سازی مقید فرموله شده که قیود آن برآورده کردن نرخ داده ی مورد نیاز رادیوهای شناختگر و الزامات طیف سنجی از جمله حداقل احتمال آشکارسازی لازم برای محدود کردن تداخل ایجاد شده برای کاربران دارای مجوز و حداکثر احتمال هشدار کاذب مجاز هستند. به علاوه، بهینه سازی مجزای طیف سنجی و تخصیص منابع، که در آن پارامترهای طیف سنجی به صورت مستقل و جدای از تخصیص منابع بهینه می شوند، نیز مورد بررسی قرار گرفته است. تفاوت نتایج در این دو رویکرد میزان اهمیت بهینه سازی توأم در صرفه جویی انرژی را نمایان ساخته است.

روش دسترسی به طیف به صورت پویا به عنوان راه حلی برای از میان برداشتن کمبود طیف و تقاضای بالا برای دسترسی به آن مطرح شده است. در این میان رادیو شناختگر به عنوان فناوری کلیدی برای جبران کمبود طیف، با بهره برداری فرصت طلبانه در محیط متغیر به صورت پویا شناخته می شود. کاربران رادیو شناختگر، به عنوان کاربران ثانویه، نیاز دارند که به طور متناوب و سریع حضور کاربران اولیه یا دارای مجوز را سنجش کرده و در صورت عدم فعالیت، مجوز استفاده از باند فرکانسی را در اختیار بگیرند. به منظور نیل کاربران ثانویه به توان عملیاتی بالاتر و همچنین محدودسازی سطح تداخل با کاربران اولیه و تخلیه سریع کانال آن ها به محض حضور، باید چرخه سنجش، کوتاه و موثر باشد. با این حال، عملکرد آشکارسازی تحت شرایط محوشدگی چند مسیری و مسأله عدم قطعیت توان اغتشاش در معرض خطر قرار می گیرد. برای کاستن تأثیر این مسائل، سنجش همکارانه به عنوان یک روش موثر برای بهبود عملکرد آشکارسازی با بهره گیری چندگانگی فضایی بررسی شده است. در حالی که سنجش همکارانه منجر به بهبود عملکرد آشکارسازی شده و در برابر عوامل مذکور کمتر حساسیت دارد، سنجش همکارانه متحمل سرباره همکاری می شود. سرباره، اشاره به مسائلی همچون زمان سنجش اضافی، تأخیر گزارش، مصرف انرژی و ... دارد. در این پایان نامه، سنجش طیف مبتنی بر تبدیل موجک به عنوان یک روش آشکارسازی کاربر اولیه فعال یا حفره طیف با رویکرد انرژی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا با نویززدایی از سیگنال دریافتی توسط موجک، سنجش طیف در حضور نویز گوسی تعمیم یافته بررسی شده است. در چیدمان دیگر، با فرض دانش طیف توان سیگنال و با استفاده از مفاهیم موجک در فضای چند تفکیکی متعامد-یکه، اقدام به تعیین موجک با پاسخ دامنه منطبق بر جذر طیف مزبور شده است. این موجک به عنوان فیلتر باند میانی در دوره سنجش و قبل از آشکارساز انرژی روی سیگنال دریافتی در دو حالت سنجش انفرادی و همکارانه اعمال می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهند در هر دو مورد عملکرد سنجش طیف، نسبت به آشکارسازی انرژی متعارف، به طور قابل ملاحظه بهبود می یابد. روش نویززدایی از سیگنال دریافتی توسط تبدیل موجک نسبت به عبور سیگنال دریافتی از فیلتر منطبق بر جذر طیف سیگنال عملکرد بهتری نشان می دهد.

مبحث پردازش سیگنالهای آرایه گیرنده قدمتی سی ساله دارد و عمدتا جهت جداسازی منابع سیگنال از یکدیگر ، تخمین تعداد ومحل قرار گرفتن منابع ، بهبود سیگنال به نویز و دنبال کردن منابع متحرک به کار می رود.

انتشار چند مسیره از مهمترین عوامل محدود کننده ارسال اطلاعات با نرخ بیت بالا می باشد. ارسال نرخ بیت بالا در فرکانسهای محدوده گیگا هرتز مقدور می باشد که بزرگترین مشکل در این باند فرکانسی انتشار چند مسیره است. تکنیک ‏‎ofdm‎‏ با تقسیم سمبلهاهای ارسالی بین چندین زیر حامل و ارسال همزمان آنها در مقابله با اثرات نامطلوب چند مسیره بسیار مقاوم و کارا می باشد. با رشد روز افزون سیستمهای پر ظرفیت کاربردهای این تکنیک روز به روز افزایش می یابد.کدینگ کانال نقش بسیار مهمی در بهبود بازدهی ‏‎ofdm‎‏ ایفا می کند. به علت ساختار خاص ‏‎ofdm‎‏ بکارگیری کدینگ کانال در آن نسبت به سیستمهای تک حاملی ویژگیهای خاصی دارد که باعث افزایش بازدهی سیستم می شود. از این رو به این سیستم ‏‎ofdm‎‏ کد شده یا ‏‎cofdm‎‏ نیز اطلاق می شود. کدینگ کانال با استفاده از صحت اطلاعات مربوط به زیر حاملهای قوی اطلاعات مربوط به زیر حاملهای ضعیف را در صورتی که با خطا دریافت شده باشند تصحیح می کند. به این ترتیب فیدینگ فرکانس گزین را که به عنوان یک مشکل برای سیستم مطرح است تبدیل به یک مزیت می کند و باعث می شود سیستم بتواند از درایو رسیتی فرکانسی کانال استفاده کند. همچنین بکارگیری ویژگیهایی مانند استفاده از اطلاعات حالت کانال در کدبرداری نرم می تواند احتمال خطای سیستم را بهبود بخشد. منظور از اطلاعات حالت کانال نسبت سیگنال به نویز و یا مجذور پاسخ فرکانس کانال در حاملهای مختلف می باشد که بوسیله سمبلهای آموزش قابل حصول می باشد. در این پایان نامه ضمن مطالعه و شبیه سازی تکنیک ‏‎ofdm‎‏ به بررسی اثرات کدینگ کانال در کاهش احتمال خطای بیت و کاهش نسبت ماکزیمم به متوسط توان در سیگنال ‏‎ofdm‎‏ پرداخته می شود و تکنیکهایی مانند کدبرداری نرم و بکارگیری اطلاعات کانال در کدبرداری مورد بررسی قرار خواهد گرفت. همچنین بازدهی کدهای کانولشن و توربوکد با یکدیگر مقایسه خواهد شد.

یکی از فاکتورهای مهم در کیفیت سرویس دهی تامین ارتباط با تاخیر کم در شبکه های بی سیم واحد سیار می باشد. هدف از ارتباط کم تاخیر ایجاد یک سرویس فاقد مختل شدگی برای واحد سیار می باشد. تاخیر در سرویس می تواند ناشی از تعویض کانال در حین یک ارتباط فعال باشد. به منظور جلوگیری از اختلال روشهای متعددی ذکر شده است. در اغلب روش ها سعی بر این است تا از گم شدن بسته های دیتا در زمان تعویض کانال جلوگیری شود . این کار با ذخیره بسته های دیتا در ایستگاه سرویس دهند اول و ارسال مجدد آنها به ایستگاه سرویس دهنده جدید واحد سیار صورت می گیرد. با این روش هر چند از گم شدن بسته های دیتا جلوگیری می شود ولی باعث ایجاد تاخیر در دریافت بسته های دیتا در واحد سیار می گردد. در این پایان نامه سعی بر این است تا علاوه بر رفع مشکل اختلال در زمان تعویض کانال که شامل جلوگیری از گم شدن بسته های دیتا و تاخیر کم در ارسال بسته های دیتا می باشد، از هدر رفتن منابع شبکه نیز جلوگیری شود. در این روش در ابتدا مسیر حرکت واحد سیار دنبال می شود و در نزدیکی مرز سلول ، سلول بعدی تخمین زده می شود.سپس بسته های دیتا کمی قبل از ورود واحد سیار به سلول جدید ، به ایستگاه اصلی این سلول تحویل داده می شود. بدین سورت قبل از ورود واحد سیار به سلول جدید بسته های دیتا به این سلول ارسال شده است. سپس واحد سیار اجازه پیدا می کند تا با این سلول تعویض کانال کند. به عبارت دیگر تعویض کانال بصورت اجباری انجام می شود. با این روش نه تنها از تاخیر و گم شدن بسته های دیتا جلوگیری می شود، بلکه از هدر رفتن منابع شبکه نیز جلوگیری بعمل می آید.

افزایش ظرفیت در سیستم های سلولی عمدتا با استفاده مجدد از کانال ها فرکانسی در نواحی دور از هم میسر می شود. این امر به نوبه خود ایجاد تداخل هم کانال در کاربرد مطلوب می نماید و عملکرد سیستم را نامطلوب می سازد . این پایان نامه به دسته بندی اهم روش ها و تکنیک های کاهش تداخل هم کانال و اهمیت و جایگاه هرکدام پرداخته و با معرفی اجمالی آنتن ها ی رشته ای وفقی کاربرد آنها را در کاهش تداخل مذکور بررسی می کند. از جمله روش های وقفی کور ، الگوریتم ‏‎cm‎‏ بوده که بررسی و شبیه سازی آن در دو حالت گذرا و دائمی و کاربرد آن در ساختارهای سری و موازی به تفصیل صورت گرفته و الگوریتم ‏‎music‎‏ برای تعیین تعداد و جهت منابع مطرح گردیده است. روشهای وفقی کور بکارگیری الگوریتم ‏‎lms‎‏ در فیلتر خط شیردار و ترکیب خطی خروجی و آنتن رشته ای مطالعه شده است. تکنیکهای استخراج که بر اساس خواص همبستگی طیفی حاصل می ایند و منجر به الگوریتمها مانند ‏‎score‎‏ می شوند از مباحث دیگر این پایان نامه بوده و در نهایت با شبیه سازی به مقایسه بهضی از این روشها مبادرت شده است.