ردگیری اهداف از ضروریات سیستم های نظارتی می باشد. اساس کار ردگیری بر نظریه ی تخمین استوار است. داده های ردگیری، مشاهدات دریافتی رادار شامل اطلاعات برد، زوایای سمت و ارتفاع و داپلر هدف می باشد. این داده ها پس از پردازش اولیه به الگوریتم ردگیری داده می شوند تا کار ردگیری بر اساس آن ها انجام شود. مسئله ی انتخاب دستگاه مختصات در سیستم های ردگیری از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. عموماً در مسائل ردگیری از دو سیستم مختصاتی کارتزین و قطبی استفاده می شود. در رادارهای زمینی سیستم مختصاتی ثابت در نظر گرفته می شود. اما در حالتی که از رادارهای هوا پایه استفاده شود، سیستم مختصاتی به دلیل چرخش هواپیما، دائماً در حال تغییر می باشد. در مسئله ی سکوی متحرک و به خصوص در رادارهای هوا پایه، می بایست حرکت هواپیما به نحوی جبران سازی شود. در این حالت، مشاهدات رادار نسبت به مختصات آنتن رادار اندازه گیری می شوند؛ که این مختصات به دلیل چرخش هواپیما، خود دارای چرخش در راستای محورهای هواپیما می-باشد. غالباً در ردگیری رادارهای هوا پایه از سیستم مختصات ned استفاده می شود. در این تحقیق به بررسی روش های عملی در ردگیری اهداف چندگانه و اهداف مانور دهنده پرداخته شده است. به دلیل وجود مسئله ی سکوی متحرک در رادارهای هوا پایه روش های تبدیل سیستم های مختصاتی و ماتریس های دوران نیز بررسی شده است. مشاهدات دریافتی توسط آنتن رادار هواپیما با تبدیلات متوالی به مختصات بدنه ی هواپیما و مختصات ned انتقال یافته و پس از آن الگوریتم ردگیری به مشاهدات تبدیل شده به مختصات ned اعمال می-شود. در بحث ردگیری اهداف مانور دهنده، شبیه سازی ها بر مبنای دو الگوریتم imm و تصمیم گیری سخت انجام و نتایج این دو روش مقایسه شده است. در بحث اهداف چندگانه از دو الگوریتم تخصیص داده ی نزدیک ترین همسایه و jpda استفاده شده است. هم چنین عملکرد ردگیری با برخی پارامترها مثل زمان به روز رسانی مشاهدات، شتاب حرکت اهداف، مسیر حرکت اهداف نسبت به هم از طریق شبیه سازی کامپیوتری مطالعه شده است.

در این رساله به روش های تخمین نیمه کور کانال در سیستم های ofdm پرداخته شده است. بدین منظور ابتدا به معرفی سیستم های ofdm می پردازیم و سپس روش های تخمین نیمه کور کانال که شامل روش های تخمین بر اساس معیار درست نمایی بیشینه (ml) و روش های تخمین بر اساس معیار تخمین-ماکزیمم سازی (em) هستند، ارائه شده است. یکی از مشکلات عمده تکنیک ofdm حساسیت بالای آن به آفست فرکانسی (cfo) است. در فصل چهارم این رساله به مسأله آشکارسازی داده با استفاده از همسانسازی نیمه کور کانال همراه با تخمین آفست فرکانسی در یک سیستم ofdm پرداخته می شود. به منظور دستیابی به این هدف تنها از یک داده آموزشی و تعداد محدودی زیرحامل های مجازی استفاده می شود. تخمین آفست فرکانسی با استفاده از روش ml و با استفاده از زیرحامل های مجازی انجام می گیرد. پس از تخمین آفست و جبران آن، با جایگذاری تخمین ml پاسخ ضربه کانال در تابع چگالی احتمال مشاهدات، آشکارساز نسبت درستنمایی تعمیم یافته (glr) استخراج می شود. این آشکارساز که فقط به یک داده آموزشی احتیاج دارد، در واقع یک همسانساز نیمه کور است. جهت کاهش پیچیدگی محاسباتی این آشکارساز که یک آشکارساز بلوکی است، از تکنیک sdr استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که کارآیی این آشکارساز به ویژه در snr های نسبتاً بزرگ به کارآیی آشکارسازی که پاسخ ضربه کانال را به طور کامل در اختیار دارد، نزدیک می شود.

از جمله مسائل استراتژیک هر کشوری تامین امنیت آن کشور است. از مشکلاتی که در جنگ جهانی اول بوجود آمد، گاها حمله به هواپیماهای خودی و انهدام آنها به دلیل عدم تشخیص درست بود. از آن زمان روش ها و سیستم های مختلفی برای شناسایی هواپیماهای دوست از دشمن مورد بررسی و استفاده قرار گرفته است. امنیت مخابره اطلاعات در یک سیستم شناسایی دوست از دشمن امری بسیار حیاتی است. در این تحقیق قصد داریم تا از قابلیت همزمانی سیستم های آشوبناک، برای تامین امنیت مخابره اطلاعات یک سیستم شناسایی دوست از دشمن استفاده کنیم. لازم به ذکر است که این کاربرد خاص از همزمانی سیستم های آشوبناک در یک سیستم شناسایی دوست از دشمن و نیز در نظر گرفتن اثر چندمسیری برای کانال مخابراتی کاملا بدیع است. در این تحقیق ابتدا سیستم های آشوبناک و همزمانی در سیستم های آشوبناک معرفی شده ، سپس به مطالعه سیستم های شناسایی دوست از دشمن و مدل حاکم بر یک سیستم مخابراتی شناسایی دوست از دشمن پرداخته شده است. پس از آن سیستم آشوبناک و روش همزمانی مناسب ارائه و پایداری خطا اثبات شده است و در نهایت شبیه سازی و نتایج و پیشنهادات ارائه گردیده است.

یکی از اهداف سیستم¬های مخابراتی بی¬سیم نسل جدید، دست¬یابی به نرخ ارسال داده بالا و هم¬چنین بازده طیفی مناسب در طیف وسیعی از محیط¬های انتشار می¬باشد. رشد سریع ارتباطات بی¬سیم در دهه-های اخیر، یافتن راه¬های جدید برای بهبود بازده طیفی سیستم را اجتناب¬ناپذیر نموده است. یکی از راه-حل¬های مناسب در سیستم¬های چند¬حاملی مانند ofdm استفاده از مدولاسیون وفقی می¬باشد. در سیستم ofdm وفقی نوع مدولاسیون برای هر یک از زیر¬حامل¬ها بر اساس وضعیت کانال انتخاب می-شود. با به¬کار¬گیری مدولاسیون وفقی بازده طیفی سیستم به مقدار قابل¬توجهی بهبود می¬یابد، اما چالش¬های جدیدی ایجاد می¬شود که یکی از مهم¬ترین آنها عدم آگاهی گیرنده از نوع مدولاسیون به کار رفته است. روش مرسوم این است که اطلاعات مربوط به نوع مدولاسیون در خود سمبل¬های ارسالی قرار داده شود، که در این صورت بازده داده به مقدار قابل¬توجهی کاهش می¬یابد. برای اجتناب از کاهش بازده داده، روش دیگر این است که گیرنده تلاش کند از تکنیک¬های تشخیص کور نوع مدولاسیون استفاده نماید. استفاده از تشخیص کور نوع مدولاسیون به جای علامت¬دهی، باعث افزایش بازده طیفی و بهبود بازده کلی سیستم می¬گردد. در این پایان¬نامه، به مسأله تشخیص کور نوع مدولاسیون در سیستم ofdm وفقی پرداخته شده است. برای انجام این کار، ابتدا روش¬های موجود بررسی شده و سپس برای بهبود عملکرد تشخیص کور نوع مدولاسیون روشی ارایه شده است که از پیش¬بینی کانال و هم¬چنین از یک روش موثر کاهش نویز مشاهدات کانال بهره می¬برد. هم¬چنین برای مقایسه روش¬های مطرح شده، شبیه¬سازی¬های مختلفی انجام شده است. در بخش بعدی پایان¬نامه، به محاسبه تقریبی احتمال خطا در تشخیص نوع مدولاسیون در یک زیر¬حامل برای یکی از روش¬های مطرح شده پرداخته شده است.

در این پایان نامه، هدف اصلی بررسی روش های آشکارسازی تعمیم یافته سیگنال های مدوله شده خطی با استفاده از دی کدینگ شبکه ای است. بنابراین در ابتدا به معرفی کلی آشکارسازی غیرهم فاز سیگنال های مدوله شده دیجیتال پرداخته شده است و سپس روش های آشکارسازی غیرهم فاز مربوط به سیگنال های pam، qam و psk از نقطه نظر آزمون نسبت درست نمایی تعمیم یافته بهینه (glrt) در کانال با فیدینگ مسطح بررسی شده است. لازم به ذکر است که الگوریتم ارائه شده، پیاده سازی آشکارساز glrt را در عمل امکان پذیر می سازد. همچنین مرتبه پیچیدگی های محاسباتی الگوریتم های مطرح شده ارائه گردیده است و با استفاده از شبیه سازی کارائی آشکارسازهای ارائه شده مورد بررسی قرار گرفته است

رادارهای mimo هم مکان ساختاری مشابه با رادارهای آرایه فازی دارند. در این رادارها گوناگونی شکل موج باعث می گردد که تعداد المانهای موثر آرایه به صورت مجازی افزایش یابد. در این پایان نامه، به مسأله ارسال چند پالسی سیگنال در رادارهای mimo هم مکان و حل مسأله آشکارسازی و تخمین پارامترها در این ساختار پرداخته می شود. برای استخراج مدل سیگنال دریافتی در ساختار معرفی شده مقدار سطح مقطع راداری، داپلر، زاویه و فاصله هدف نامعلوم در نظر گرفته می شوند. در این رساله برای حل مسأله آشکارسازی هدف در حضور نویز سفید گوسی، ابتدا آشکارساز glr استخراج می گردد. با توجه به بار محاسباتی این آشکارساز، در این رساله ایده استفاده از روشهای تخمین ica در آشکارسازی هدف مطرح شده و آشکارساز مبتنی بر ica برای مسأله مطرح شده ارائه می گردد. در ادامه یک روش برای طراحی سیگنال ارسالی در آشکارساز مبتنی بر ica ارائه می شود. در این رساله مسأله تخمین زاویه ورود و شکلدهی پرتو نیز برای رادارهای mimo هم مکان در حالت ارسال چند پالسی مورد بررسی قرار می گیرد و ایده های مختلفی از جمله روش مبتنی بر ica برای تخمین این پارامترها در آن مطرح می شود.

هدف از انجام این پایان نامه ردگیری همزمان اهداف هوایی، در یک رادار غیرفعال مبتنی بر سیگنال تلویزیون آنالوگ می باشد. داده های ورودی مسئله ی ردگیری شامل داپلر و سمت اهداف می باشد و بنابراین مسئله ردگیری از نوع داپلر- سمت خواهد بود. فرایند ردگیری دارای سه فاز می باشد. در فاز اول با توجه به سناریو، که ردگیری همزمان اهداف هوایی مد نظر می باشد، دروازه بندی و تخصیص داده با معیار نزدیکترین همسایه انجام می پذیرد. در فاز دوم به دنبال استخراج موقعیت اولیه هدف، به منظور مقدار دهی اولیه فیلتر ردگیر می باشیم. جهت تخمین بردار حالت لحظه اول هدف، روش جدیدی مبتنی بر برد دوپایه مبهم و فیلترینگ ارائه خواهد شد. در فاز سوم با مسئله ردگیری اهداف سرعت ثابت روبرو هستیم که با استفاده از فیلتر کالمن تعمیم یافته به ردگیری اهداف پرداخته و کیفیت ردگیری با باند پائین کرامر-رائو مقایسه می شود. همچنین موضوع مانور اهداف و منطق های مواجه با مانور بررسی می گردند و سه روش: تغییر نویز دینامیکی مدل، تغییر ابعاد بردار حالت و imm شبیه سازی و مقایسه می گردند. در ادامه به ردگیری اهداف هوایی با استفاده از دو فرستنده تلویزیون آنالوگ پرداخته می شود و باند پائین کرامر-رائو در حالت دو فرستنده ای با تک فرستنده ای مقایسه می گردد.

رادارهای پسیو نوعی از رادارهای دوپایه (bistatic) می باشند که قسمت فرستنده ندارند و از فرستنده های مغتنم موجود در محیط استفاده می کنند. سیگنالهای متعارف موجود در محیط که در رادارهای غیر فعال مورد استفاده قرار می گیرند شامل سیگنالهای تلویزیون آنالوگ و دیجیتال ، رادیو fm ، شبکه های موبایل مثل gsm و شبکه های ماهواره ای مثل gps می باشد. آنچه در این پایان نامه مورد بررسی قرار می گیرد رادار پسیو مبتنی بر سیگنال تلویزیون آنالوگ می باشد. این نوع رادار از بلوکهای آنتنهای آرایه ای ، حذف تداخل ، fft ، cfar پردازش داده و استخراج موقعیت هدف تشکیل شده است. در این پایان نامه ابتدا سیگنالهای تلویزیون آنالوگ در دو حوزه زمان و فرکانس بررسی شده ، سپس روشهای حذف تداخل مورد بررسی قرار گرفته است.در ادامه به بررسی رفتار سه حذف کننده وفقی lms ، nlms و rls پرداخته شده است و در آخر نیز طراحی مفهومی رادار پسیو مبتنی بر سیگنال تلویزیون آنالوگ انجام شده است و بر این اساس ناحیه پوشش رادار و مشخصات بلوک های فرستنده ، گیرنده و بخش پردازش استخراج شده است.

در این رساله، مسئله آشکارسازی اهداف در سیستم های نویز سیستم، کلاتر، سیگنال مسیر مستقیم و اکوهای دریافتی از اهداف تداخلی، بصورت یک آزمون فرضیه تک کاناله توسط pbr مرکب مدل سازی شده است. در ابتدا مسئله آشکارسازی فوق برای یک سیستم حل شده است. نتایج شبیه سازی و تحلیل های تئوری بیانگر کارا بودن آشکارساز پیشنهادی glr روش و بحث محو شدگی در یک fm می باشند. اما با توجه به ماهیت متغیر با زمان سیگنال های رادیو تک کاناله اعتماد نمود. بر همین اساس، بحث pbr کانال مخابراتی، نمی توان به عملکرد یک سیستم مطرح fm آشکارسازی چند کاناله مبتنی بر استفاده از کانال های فرکانسی مختلف یک فرستنده رادیو ارائه شده و نشان داده شده است umpi و glr شده است. برای حل این مسئله آشکارسازی، دو روش که این دو روش معادل یکدیگر می باشند. در این راستا رابطه احتمال هشدار کاذب و احتمال آشکارسازی برای اهدافی با مدل سورلینگ 0 و 1 به صورت فرم بسته استخراج شده است. تحلیل های تئوری و نتایج شبیه سازی نشان می دهند که استفاده از چند کانال فرکانسی مختلف علاوه بر بهبود کیفیت سیگنال مورد آشکارسازی، یک روش آشکارسازی با عملکرد بهتر و قابل اعتمادتر را نسبت به یک آشکارساز تک کاناله نتیجه می دهد. علت عملکرد بهتر این روش آشکارسازی، استفاده این روش از بهره ترکیب چند با عملکرد pbr کاناله و بهره دایورسیتی می باشد. حل مسئله آشکارسازی فوق ما را به یک سیستم مناسب و برد آشکارسازی قابل قبول نسبت به یک سیستم تک کاناله می رساند. ولی همچنان بحث قدرت تفکیک ضعیف در برد این رادارها پا برجاست . برای حل این مشکل، یک روش آشکارسازی چند کاناله بمنظور بهبود قدرت تفکیک در برد ارائه شده است و توسط روش های تحلیلی شرایط لازم برای بهبود قدرت تفکیک در برد و نحوه انجام آن مورد بررسی قرار گرفته است. در این خصوص، نتایج شبیه سازی نیز تایید کننده بهبود در کیفیت آشکارسازی و قدرت تفکیک در برد این روش پیشنهادی می باشند.

در این پایان نامه، نحوه انتخاب مجموعه prf مناسب براساس الگوریتم ژنتیک در رادارهای پالس داپلر مورد بررسی قرار داده خواهد شد. در این راستا مدهای lprf، hprf و mprf در رادارهای پالس داپلر مطالعه می-شوند. از آنجایی که در رادارهای پالس داپلر در مد mprf نیاز به ارسال چندین دسته prf می باشد انتخاب مجموعه prf مناسب حائز اهمیت است. major-minor، m:n و الگوریتم ژنتیک روش هایی هستند که جهت بدست آوردن مجموعه prf مناسب مطالعه و مقایسه می شوند. شبیه سازی ها نشان می دهند که الگوریتم ژنتیک می تواند به عنوان روشی کارا در این زمینه استفاده شود. یک مشکل دیگر در مد mprf مبهم بودن اطلاعات در برد می باشد. الگوریتم تطبیق و crt دو روشی هستند که به منظور رفع ابهام بررسی و مطالعه می شوند. روشی که به صورت فرم بسته رفع ابهام می کند و در برابر وجود خطا در اطلاعات دریافتی مقاوم می باشد، در میان روش های متعدد crt انتخاب شده است. در ادامه روش مذکور با حذف قیدهای اضافی تکمیل شده است. جهت بهینه سازی انتخاب prf یا به عبارتی کاهش تعداد نقاط کور برد- داپلر و تضمین رفع ابهام در برد از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. محدودیت های روش رفع ابهام crt مقاوم در مسئله بهینه سازی مورد نظر نیز لحاظ شده است. در نتیجه با استفاده از دسته prf های بهینه، در روش رفع ابهام crt، می توان به صورت رابطه بسته و مقاوم در برابر خطا به رفع ابهام در برد پرداخت. نتایج شبیه سازی کارایی دسته prf ها را نشان می دهند.

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.

معمولاً مخابره داده با نرخ بالا در کانال های بیسیم چند مسیره، نیاز به این دارد که پاسخ کانال در گیرنده معلوم باشد. روش های بر اساس سیگنال آموزشی که کانال را در زمان، فرکانس و فضا با سیگنال معلوم کاوش می کنند و پاسخ کانال را با استفاده از سیگنال دریافتی بازسازی می کنند، معمول ترین روش ها برای این منظور هستند. روش های قدیمی تخمین کانال با سیگنال آموزشی که معمولاً از روش های بازسازی خطی استفاده می شد، برای کانال های چند مسیره پر پشت بهینه بودند. ولی استدلالات فیزیکی و شواهد تجربی بسیاری نشان می دهند که در عمل بیشتر کانال های بیسیم وقتی ابعاد فضای سیگنال افزایش پیدا می کند، از خود ماهیت تنک نشان می دهند. اخیراً استفاده از حسگری فشرده در تخمین کانال های تنک مورد توجه قرار گرفته است که کارایی طیفی و دقت محاسباتی را بالا می برد. در این پایان نامه، مسئله طراحی سیگنال آموزشی و به طور خاص چینش راهنماها در سیستم های ofdm مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، ابتدا به مطالعه تئوری حسگری فشرده و روش های تخمین سیگنال های تنک پرداخته شده است. سپس روش های مختلف طراحی سیگنال آموزشی و چینش راهنما ها در سیستم های ofdm به طور خاص در متون گذشته بررسی شده است. سپس بر اساس نظریه حسگری فشرده، یک معیار جدید برای مقایسه طراحی های مختلف پیشنهاد شده است و در شبیه سازی ها این معیار با معیار مرسوم همبستگی مقایسه شده است و این نتیجه حاصل شده است که معیار جدید با کمی افزایش پیچیدگی محاسباتی کارایی بهتری نسبت به معیار همبستگی از خود نشان می دهد.

در این پایان نامه به بررسی حذف سیگنال های تداخلی در گیرنده ی مرجع رادار های غیر فعال مبتنی بر سیگنال dvb-t می پردازیم. حذف سیگنال های تداخلی را با رویکرد فضا-زمانی انجام می دهیم بر این اساس دو روش را ارائه کرده ایم. در روش اول با استفاده از پرتو سازی، سیگنال های تداخلی که در جهتی غیر از جهت دریافت قرار داشته باشند را حذف یا تضعیف می شوند و سیگنال های تداخلی زاویه ی ورود آنها در جهت اصلی یا نزدیک به آن می باشند، با همسان ساز های زمانی حذف یا تضعیف می شوند. روش دیگری را که می توان ارائه کرد این است که نمونه های دریافتی از آنتن ها را یکجا به یک همسان ساز فضا زمانی داد و با پردازش توام فضا-زمانی، همسان سازی را صورت داد. شبیه سازی ها نشان می دهد که همسان ساز توام فضا-زمان نسبت به پرتو سازی به علاوه ی همسان سازی زمانی عملکرد بهتری را دارد. همچنین با توجه به کد شدن سیگنال dvb-t با استفاده از کدینگ های کانولوشن و reed solomon می توان برای مقابله با نویز در snr های پایین با دی کد سیگنال، خطا های موجود در سیگنال را جبران کرد. در نهایت پس از اعمال همسان سازی و دیکد سیگنال، جهت استفاده در کانال مراقبت جهت آشکار سازی اهداف، می بایست مجددا سیگنال dvb-t باز تولید شود.

در این پایان نامه به بررسی روش های حذف سیگنال های تداخلی در گیرنده مرجع رادار پسیو مبتنی بر سیگنال تلویزیون آنالوگ می پردازیم. از آنجایی که در سیستم تلویزیونی جهت همزمانی فرستنده و گیرنده، به همراه سیگنال تلویزیون آنالوگ دو دسته پالس های افقی و عمودی ارسال می گردد، از این پالس ها به عنوان داده های آموزشی استفاده می کنیم و با استفاده از روش های همسان سازی غیر کور، همسان سازی را انجام می دهیم. در این پایان¬نامه نشان می¬دهیم که الگوریتم های زمانی rls و lms کانال های ثابت با زمان را به خوبی همسان سازی می کنند در حالی که برای کانال های متغیر با زمان عملکرد مناسبی ندارند. برای همسان سازی کانال های متغیر با زمان از پرتو ساز وفقی mvdr به همراه همسان¬ساز زمانی استفاده می¬کنیم. چون این روش نیز کارآمد نیست، الگوریتم فضایی زمانی rls را پیشنهاد می دهیم. این الگوریتم کانال متغیر با زمان را به طور مناسبی همسان سازی می کند اما در حالتی که شرایط کانال را سخت می کنیم عملکرد این الگوریتم افت می کند. در ادامه الگوریتم های را پیشنهاد می کنیم که ابتدا با استفاده از فیلتر کالمن کانال تخمین زده می شود و سپس کانال¬های تخمین زده شده به همسان ساز مناسب داده می شود و بدین ترتیب بردار وزن به دست می آید. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که این روش عملکرد قوی تری دارد.

یکی از راه‎های پیشنهاد شده جهت آشکارسازی و موقعیت‎سنجی اشیاء با سطح مقطع راداری کم استفاده از رادارهای چند ورودی- چند خروجی است. در این پایان‎نامه مساله آشکارسازی همدوس در رادارهای چند ورودی- چند خروجی با آنتن‎های گسترده شده در شرایط مختلف مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. برای این منظور در ابتدا ساختارهای ممکن جهت آشکارسازی همدوس در رادارهای چند ورودی- چند خروجی با آنتن‎های گسترده شده مطرح شده و از میان ساختارهای پیشنهادی، ساختاری که از جهات مختلف مناسب است (ساختار استفاده از آنتن‎های همه جهته در فرستنده و آنتن‎های چند پرتویی در گیرنده)، انتخاب شده است. در ادامه مساله آشکارسازی همدوس در سه دسته کلی ”آشکارسازی در حضور نویز سفید“، ”آشکارسازی در حضور نویز (کلاتر) رنگی“ و ”آشکارسازی در حضور نویز (کلاتر) رنگی مقید“ در این ساختار مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در هر یک از دسته مسائل مطرح شده، تحت شرایط مختلف با دیدگاه مبتنی بر تئوری آشکارسازی، آشکارسازهای مناسب استخراج شده و عملکرد آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل در این پایان‎نامه حاکی از عملکرد بهتر رادارهای چند ورودی- چند خروجی در آشکارسازی هدف نسبت به رادارهای آرایه فازی، شبکه شده و تک پایه است.

با ظهور و گسترش سیستم های مخابراتی با عرض پالس بسیار باریک، پهنای باند بسیار وسیع، محدودیت پهنای باند و سرعت قطعات الکترونیکی موجود، استفاده از بسیاری از ساختار های آشکار سازی ناهمدوس شناخته شده پیشین با دشواری روبرو است و طراحی گیرنده مناسب در اینگونه سیستم ها از اهمیت ویژه ای برخودار است. در حوزه رادیویی، طراحی گیرنده-های ساده و کم مصرف در مخابرات فراپهن باند (uwb) بدون استفاده از مکانیزم های پیچیده تخمین کانال که عملکرد قابل قبولی داشته باشند بسیار مورد توجه است. در این پایان نامه، به بررسی انواع مختلف آشکارسازی ناهمدوس سیگنال های uwb پرداخته شده است. به منظور بررسی این مسایل، ابتدا به معرفی مدل سیستم uwb پرداخته شده است و سپس مدل کانال های مورد استفاده در سیستم uwb که براساس دو نوع استاندارد ieee می باشد مورد مطالعه قرار گرفته است و نتایج آنها با استفاده از شبیه سازی بررسی شده است. در ادامه، انواع روش های آشکارسازی ناهمدوس سیگنال های uwb مورد بررسی قرار گرفته است و به مقایسه و بررسی کارایی آنها با استفاده از شبیه سازی پرداخته شده است. در بخش بعدی پایان نامه، ما دو نوع آشکارسازی ناهمدوس چندسمبولی را برای مدولاسیون موقعیت پالس سیگنال های uwb پیشنهاد دادیم. در این روش، ما از روش glr برای استخراج آشکارساز ناهمدوس یک بلوک مشاهده شامل n سمبول متوالی استفاده کردیم. در این روش ما به هیچ نوع اطلاعاتی از کانال نیاز نداریم. در ادامه، پس از استخراج آشکارساز glr، به منظور کاهش پیچیدگی محاسباتی آشکارساز، از تکنیک sdr برای پیاده سازی آن استفاده کردیم. در ادامه با فرض خاصیت تنک بودن کانال، به بهبود تخمین سیگنال دریافتی پرداختیم و با در نظر گرفتن تخمین جدید سیگنال دریافتی، آشکارساز glr بهبود یافته را استخراج کردیم. سپس به منظور کاهش پیچیدگی محاسباتی آن، از تکنیک sdr برای پیاده سازی آن استفاده کردیم. نتایج شبیه-سازی، کارایی و عملکرد آشکارسازهای پیشنهادی را نشان می دهد. همانطور که خواهیم دید، زمانیکه تعداد سمبول های ارسالی در یک بلوک مشاهده زیاد می شود کارایی هر دو آشکارساز پیشنهادی به گیرنده rake ایده ال نزدیک خواهد شد.

در این پایان نامه، به بررسی روش های مورد استفاده متداول برای آشکارسازی اطلاعات در سیگنالهایی می پردازیم که برآیند سیگنال هایی هستند که کاربران مختلفی در یک سیستم مخابراتی چند کاربره ارسال نموده اند. با توجه به ماهیت این مسئله، آن را به دو بخش اصلی می توان تقسیم نمود: آشکارسازی اطلاعات ارسالی تمامی کاربرانی که سیگنال ارسالی آن ها در سیگنال برآیند دریافتی موجود است، که از آن به عنوان آشکارسازی متمرکز یاد می شود و هم چنین آشکارسازی اطلاعات ارسالی یک کاربر خاص مطلوب از میان کاربرانی که سیگنال ارسال نموده اند که به عنوان آشکارسازی غیر متمرکز شناخته می شود. در این پایان نامه روش های متداول از هر دو نوع آشکارسازی مورد بررسی قرار می گیرد. در مورد اول آشکار ساز بهینه را بررسی می نماییم هم چنین به بررسی آشکارسازی کروی برای پیاده سازی آن می پردازیم. سپس به بررسی روش های زیر بهینه می پردازیم و آشکارساز ناهمبسته کننده ، آشکارساز کم ترین میانگین مربع خطا ، آشکارساز ماتریس بالامثلثی و آشکارساز v-blast را معرفی می نماییم. در مورد دوم نیز، گیرنده های وفقی را مورد بررسی قرار می دهیم که با در یافت رشته های آموزشی عملیات آشکارسازی را انجام می دهند. هم چنین به معرفی روش های متداول برای آشکارسازی کور این گونه سیگنال ها می پردازیم که در آن نیازی به دریافت رشته های آموزشی نباشد. در مورد اخیر، به ارائه روشی خواهیم پرداخت که با توجه به ماهیت وفقی آشکارسازهای کور معرفی شده با استفاده از روش کنترل فازی برای تعیین مناسب اندازه پله معرفی کرده ایم که منجر به بهبود عملکرد آشکار سازی کور معرفی شده می گردد.

در این پایان نامه آشکارسازی همزمان چند هدف راداری با پارامترهای نامعلوم مد نظر قرار گرفته است. پارامترهای مجهول عبارتند از: تعداد و مکان اهداف، دامنه، فاز و فرکانس داپلر سیگنال دریافتی در حالتی که اهداف دارای تموج آهسته هستند و بردار سیگنال بازگشتی زمانی که اهداف دارای تموج سریع می باشند. همچنین مشخصات آماری نویز و کلاتر نیز مجهول در نظر گزفته شده است. در این پایان نامه آشکارساز glr در نویز سفید گوسی با واریانس نامعلوم و همچنین در حضور کلاتر با ماتریس کواریانس مجهول، استخراج شده است. در حالتیکه اغتشاش محیطی، کلاتری با ماتریس کواریانس مجهول بوده و تعداد اهداف زیاد است، پیچیدگی محاسباتی زیادی به گیرنده تحمیل می شود. در این وضعیت، آشکارساز ساده تری بر مبنای روش glr با نام sglr پیشنهاد شده است. این آشکارساز دارای کارایی نزدیک به کارایی آشکارساز glr بوده و از نظر محاسباتی و پیاده سازی ساده تر و سریعتر می باشد. همچنین آشکارساز دیگری با عنوان آشکارساز انرژی یا ged پیشنهاد شده است که بر مبنای تخمینی از نسبت توان سیگنال هدف به توان نویز، آشکارسازی را انجام می دهد. مثالهای شبیه سازی شده کارایی این آشکارساها را بهتر مورد بررسی قرار می دهد.

در این پایان نامه، روشهای آشکارسازی هدف در سونار پسیو، مورد بررسی قرار می گیرد. تمرکز بر آشکارسازی سیگنالهای باند باریک ناشی از تونال های فرکانسی، در حضور سیگنالهای تداخلی قوی باند باریک می باشد. مشخصات آماری محیطی که اهداف و سیگنال های تداخلی در آن حضور دارند، مجهول در نظر گرفته شده است. روشی ارائه گردیده که در آن سیگنالهای تداخلی به صورت یکی پس از دیگری آشکارسازی شده و از اطلاعات استخراج شده در هر مرحله، جهت آشکارسازی اهداف در مرحله پس از آن استفاده گردد. دو رویکرد مورد توجه است که یکی کل ماتریس کوواریانس نویزی را که با توجه به ویژگی های نویز محیطی زیر آب، رنگی در نظر گرفته شده است، مجهول می گیرد و دیگری با ایستان در نظر گرفتن این نویز، با استفاده از تجزیه مقادیر و بردارهای ویژه، تنها مقادیر ویژه را مجهول در نظر می گیرد. آشکارساز های مورد استفاده، آشکارساز glr و نسخه ساده شده ای از این آشکارساز،aglr، است. در پایان به کمک شبیه سازی کارایی این آشکارسازها با یکدیگر و با یک آشکارساز باند باریک متداول، مقایسه می گردد.

در این پایان نامه یک سیستم شناسایی اتوماتیک مدولاسیون های خطی و غیرخطی دیجیتال مبتنی بر مشخصه استخراج شده از سیگنال دریافتی ارائه شده است. در زیرسیستم استخراج مشخصه، از تبدیل ویولت گسسته برای تجزیه سیگنال دریافتی به زیرباندهای فرکانسی استفاده می شود و سپس آماره های مرتبه بالا شامل ممان های مرتبه 3 الی 2 ، واریانس و اینتروپی ویولت تطبیقی از این زیرباندها استخراج شده و بردار مشخصه را برای زیرسیستم طبقه بندی کننده مدولاسیون تشکیل می دهند. در این ساختار، شبکه عصبی مصنوعی در زیرسیستم طبقه بندی کننده نوع مدولاسیون بکار می رود. سیستم شناسایی مدولاسیون ارائه شده با خطای قابل قبولی توانایی شناسایی مدولاسیون های مورد بررسی را دارد. سیستم ارائه شده در مواجه با شکل پالس های مختلف و سیگنال دارای آفست فرکانس حامل نیز عملکرد مناسبی از خود نشان می دهد. از مزایای این سیستم می توان به پیچیدگی محاسباتی کم و درصد خطای قابل قبول نسبت به سایر روش ها اشاره کرد. با توجه به شبیه سازی های انجام شده و سهولت نسبی و کم بودن حجم محاسبات در سیستم ارائه شده، امید به استفاده عملی از آن در آینده می رود.

در سیستم های دارای تعداد زیادی کاربر و آنتن، افزایش تعداد کاربران و آنتن ها سبب افزایش پیچیدگی پیش کدینگ ها می گردد؛ لذا بررسی و ارائه روش های پیش کدینگ که پیچیدگی کم تری دارند؛ ضروری به نظر می رسد. در این پایان نامه ابتدا مهم ترین پیش کدینگ های خطی و غیر خطی را بررسی خواهیم نمود. در شرایطی که تعداد کاربران کم تر از تعداد آنتن های فرستنده مرکزی باشد؛ پیش کدینگ mmse دارای عملکرد بهینه است. کلیه پیش کدینگ های خطی در شرایطی که تعداد کاربران، به طور تقریبی برابر با تعداد آنتن ها باشد؛ دچار کاهش عملکرد می شوند؛ و بنابراین استفاده از پیش کدینگ های غیر خطی ضروری می گردد. پیش کدینگ های غیر خطی محدب، منجر به حل مسائل بهینه سازی محدبی می شوند که الگوریتم های موثری برای حل آن ها وجود دارد. از این رو، ما نیز پیش کدینگ های غیر خطی محدب را برای مدولاسیون های 16qam و 8qam ارائه خواهیم نمود.

از بدو خلقت، زلزله به عنوان یکی از مهمترین بلایای طبیعی زندگی بشر را مورد تهدید قرار داده است. لذا مقابله با این بلای طبیعی به کمک پیش بینی آن همواره در رویای دانشمندان بوده است. یکی از راههای پیش بینی زلزله، مشاهده پیش نشانگر های آن می باشد. در این راستا مطالعه یونسفر بوسیله مشاهده گرهای ماهواره ای نقش مهمی را در بررسی ظهور اختلالات در یونسفر به عنوان پیش نشانگر کوتاه مدت زلزله ایفاء می نماید. این تحقیق به ارزیابی ادعای پیش نشانگری یونسفر به وسیله تئوری آشکارسازی پرداخته و بروز اختلالات در پارامترهای یونسفر ناشی از زمین لرزه های بزرگ را نشان می دهد. جهت تحقق این امر، مدل سازی آماری اثرات خورشید بر یونسفر بعنوان کلیدی ترین موضوع، مورد بررسی قرار گرفته و چهار مدل جدید پیشنهاد شده است.

چکیده ندارد.