چکیده با افزایش تقاضا برای سرویسهای مخابراتی، استفاده از شبکه های خطوط توزیع قدرت به عنوان کانال مخابراتی با توجه به مزیتهای آن، اعم از گستردگی در کل جهان و مقرون به صرفه بودن، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. اگرچه شبکه های توزیع قدرت در همه جا گسترده می باشند ولی برای اهداف مخابراتی طراحی نگردیده اند. استفاده از کانال خطوط توزیع به عنوان کانال مخابراتی نیازمند به کار بردن تکنیکهای پیچیده و کارا می باشد. با توجه به تضعیف بیش از حد کانال، اثر چند مسیری و انواع مختلف نویز موجود، کانال توزیع قدرت یک کانال خشن محسوب می شود. لذا برای فائق آمدن بر این مشکلات و ارسال دیتا با نرخ بالا روی خطوط توزیع قدرت، نیازمند استفاده از تکنیکهای مناسب مخابراتی می باشیم. تکنیک مدولاسیون طیف گسترده گزین? مناسبی برای سیستمهای مخابراتی خطوط توزیع قدرت می باشد. با استفاده از مدولاسیون طیف گسترده علاوه بر غلبه بر تداخلها و نویزهای باند باریک، کارایی سیستم در برابر اثر چند مسیری شبکه توزیع قدرت نسبت به مدولاسیونهای باند باریک افزایش پیدا می کند. در این پایان نامه به بررسی عملکرد یک سیستم طیف گسترد? cdma روی خطوط توزیع قدرت، هم از طریق روابط ریاضی و هم از طریق شبیه سازی می پردازیم. مدولاسیون به کار رفته psk و سیستم را یک سیستم همزمان در نظر می گیریم. و در آخر عملکرد خطای سیستم را در یک کانال چند مسیر? قدرت در حضور نویز پالسی مورد ارزیابی قرار می دهیم.

سیستم های بدون سیم به منظور ایجاد سرویس های ارتباطی متنوع مورد استفاده قرار می گیرند تا مقدار زیادی اطلاعات را در مدّت زمانی کوتاه ارسال کنند. از آنجا که تقاضا برای اطلاعات بصورت بی سیم به طور چشمگیری در حال افزایش است استراتژی های متفاوتی برای مدیریت طیف رادیویی مورد نیاز خواهند بود. توان ارسالی در شبکه های سلولار بدون سیم یک عامل کلیدی برای مدیریت تداخل و انرژی می باشد. در این پایان نامه ما از مسئل? کنترل توان ارسالی به عنوان یکی از عوامل مهم در مدیریت منابع رادیویی استفاده و سه روش را برای الگوریتم های کنترل توان توزیعی پیشنهاد می کنیم. در روش اول سعی داریم تا با ارائه فرمولاسیونی در راستای کنترل توان بتوانیم نوسانات و حساسیت به خطاهای تخمین نسبت سیگنال به تداخل (sir) را تا حد ممکن در الگوریتم کنترل توان توزیعی کاهش دهیم. در روش دوم با به کارگیری روش اوّل به همراه روش های بهینه سازی چند منظوره سعی بر آن داریم تا به بهبود کارایی در الگوریتم های کنترل توان دست یابیم. روش های بهینه سازی چند منظوره با روش های بهینه سازی تک منظوره متفاوت اند چرا که بیش از یک هدف را بهینه سازی می کنند و اغلب این اهداف متناقض و احیاناً متضاد یکدیگر هستند. الگوریتم بدست آمده را mocidpc می نامیم که بسیار ساده می باشد و نتایج حاصل از شبیه سازی ها نشان می دهند که الگوریتم mocidpc دارای سرعت همگرایی بسیار بالاتر و میانگین توان ارسالی بسیار پایین تر نسبت به دیگر الگوریتم های کنترل توان مرسوم می باشند. در ادامه، نشان داده می شود که کارایی الگوریتم ارائه شده در یک محیط عملی حتّی با کوانتیزاسیون sir دریافتی در گیرنده، همچنان حفظ می گردد، که آن را mocitdpc معرفی می نماییم. از آنجا که در الگوریتم های متمرکز به تمام اطلاعات کانال دسترسی داریم بنابراین با ادغام آنها با روش های توزیعی می توان به سرعت همگرایی بالا در الگوریتم های توزیعی دست یافت، لذا در این تحقیق ما از الگوریتم کنترل توان بلوکی (bpc) برای افزایش سرعت همگرایی الگوریتم های توزیعی استفاده کرده ایم و در این راستا سه الگوریتم متفاوت (csobpc، cpibpc و csgmbpc) را با به کارگیری این هدف معرفی می کنیم. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهند که هر سه الگوریتم پیشنهادی از سرعت همگرایی بالاتری نسبت به الگوریتم (bpc) برخوردار می باشند. کلمات کلیدی: بهینه سازی چند منظوره، توزیع یافته، حذف سلول، کانال دینامیکی، کانال ایستان کنترل توان، کنترل توان بلوکی، شبکه های بی سیم، همگرایی، ماتریس گین کانال و مدیریت منابع رادیویی.

در این پایان نامه بر روی گین ظرفیت ارائه شده توسط سیستم های mimo تمرکز کرده و طرح های انتقال mimo پیشنهادی درسیستم lte برای انتقال dl مبتنی بر ofdma را مطالعه می نماییم. همچنین عملکرد برخی از این طرح ها در شرایط مختلف کانال mimo از حیث همبستگی بین عناصر آرایه ی خطی از آنتن ها در فرستنده و/یا گیرنده با بررسی نتایج مبتنی بر پیاده سازی نرم افزاری یک لینک مخابرات سیار بررسی می شوند.

از اواسط دهه 1990 صنعت مخابرات سلولار شاهد رشد قابل توجهی بوده است و امروزه شبکه های مخابرات سیار نسبت به آنچه که ابتدا تصور می شد، بسیار فراگیرتر شده اند. محدودیت منابع چون فرکانس، زمان، کد و محدودیت های فیزیکی موجود در سیستم های مختلف، طراحی بهینه جهت رسیدن به کارایی حداکثر با حداقل هزینه را اجتناب ناپذیر کرده است. به بیان دیگر تضمین پوشش، کیفیت، نرخ ارسال لازم و اجتناب از تداخل شبکه سلولار، نیازمند طراحی هوشمندانه شبکه می باشد، که طراحی سل، اساس این طراحی هوشمندانه است و اهمیت زیادی از جهت کیفیت،کارایی و دقت در شبکه سیار دارد. در این پایان نامه روش های مختلف طراحی سل در شبکه های سلولار موجود و آینده را بررسی می کنیم، اگرچه با توجه به دخیل بودن پارامترهای متعدد در طراحی سل، در این مطالعه بیشتر بر روی سه پارمتر اساسی یعنی پوشش، ظرفیت و تداخل که هر سه از فرکانس ناشی می شوند، تمرکز خواهیم کرد. شبکه های سلولار نوین که مبتنی بر ofdm می باشند، مانند lte و یا وایمکس، نرخ ارسال بالایی را پشتیبانی می کنند و از این رو مدیریت منابع فرکانسی در این شبکه ها بسیار مهم است. در این تحقیق، روش های تخصیص فرکانس در شبکه های سلولار مبتنی بر ofdm مانند lte و یا وایمکس، ارائه و پیاده سازی نرم افزاری می شوند. همچنین قابلیت های قابل پشتیبانی در این سیستم ها مانند انتقال چندآنتنه و انعطاف پذیری طیف از جهت اثر آن بر موضوع کنترل تداخل بین فرکانسی، مطالعه و عملکرد آن در همراهی الگوریتم های تخصیص فرکانس بررسی و به صورت نرم افزاری پیاده سازی خواهد شد.

گسترش روزافزون استفاده از تلفن همراه، بهینه ساختن شبکه های مخابرات سیار را امری ضروری و اجتناب ناپذیر ساخته است. سیستم جهانی برای ارتباطات سیار (gsm) به عنوان یکی از پرکاربردترین شبکه های ارتباطی، از این امر مستثناء نیست. از طرفی محدودیت موجود در تعداد فرکانس های مفید در طیف فرکانسی که منبع موجود برای شبکه های gsm هستند؛ سبب شده تا ایده استفاده مجدد فرکانسی ارائه شود. با استفاده از این روش، می توان پاسخگوی حجم بالای تقاضا برای استفاده از این تکنولوژی بود اما استفاده از این روش، سبب بروز تداخل می شود. از بین بردن این تداخل، تقریبا امری غیرممکن است از این رو محققان زیادی سعی نموده اند با ارائه روش های گوناگونی به بهینه ساختن تخصیص فرکانسی و در نتیجه کمتر ساختن تداخل بپردازند. در این تحقیق سعی نموده ایم با استفاده از قوانین ریاضی حاکم بر مسئله و شبیه سازی شبکه gsm در چهار حالت مختلف برای نقشه شهری و نحوه چینش ترافیک، به تخصیص فرکانسی بهینه که کمترین تداخل ممکن را سبب شود، دست یابیم. نحوه پیاده سازی روش و الگوریتم بهینه سازی مورد استفاده در آن، هر دو برای اولین بار صورت گرفته اند. روش بهینه سازی مورد استفاده، الگوریتم جستجوی گرانشی (gsa) است که الگوریتمی ابتکاری، برگرفته از نیروی گرانش بین اجسام در فضاست. با توجه به ابعاد در نظر گرفته شده برای مسئله، روش ارائه شده نتایج خوبی را دربر داشته شده است.

در سیستم های mc-cdma که به عنوان نسل چهارم مخابرات سیار مطرح شده اند، استفاده از متعادل سازها به منظور جبران تعامد بین سیگنال های کاربران مختلف امری اجتناب ناپذیر است. از آنجا که تکنیک های متداول موجود در زمینه ی متعادل سازی (شامل mrc، egc و orc) قادر به جبران سازی تعامد سیگنال ها بطور کامل نیستند، در این پایان نامه تکنیک متعادل سازی جزئی (pe) که روش جدیدی در متعادل سازی است ارائه می گردد و توانایی آن در تطبیق با شرایط مختلف از قبیل تعداد کاربران فعال، تعداد زیرحامل ها و snr مورد بررسی تحلیلی و شبیه سازی قرار می گیرد. در نهایت پس از بهینه سازیِ پارامتر متعادل ساز جزئی، نتایج حاصل از بهینه سازی همزمان دو مولفه ی تکنیک متعادل سازی جزئی، جهت رسیدن به نرخ خطای بیت (ber) مطلوب مورد بررسی قرار می گیرد. تکنیک متعادل سازی جزئی عملکرد بسیار مناسبی در حد تکنیک mmsec دارد اما ضرایب این تکنیک به راحتی محاسبه می شوند و پیچیدگی محاسباتیِ تکنیک mmsec را ندارد و از این لحاظ قابل مقایسه با تکنیک های متداول و ابتدایی متعادل سازی است و به راحتی می توان آن را در لینک رفت و در یک دستگاه موبایل پیاده سازی نمود.

مدل سازی صحیح کانال های چندورودی-چندخروجی، مبحثی مهم در طراحی، شبیه سازی و توسعه ی این سیستم ها است. از آنجایی که رفتار آماری چند بعدی فیدینگ در این نوع کانال ، در عملکرد سیستم بسیار موثر است، طراح سیستم مخابراتی بایستی یک مدل شبیه سازی شده از کانال را در دسترس داشته باشد. در این پایان نامه، سه تکنیک عمومی برای مدل سازی کانال مذکور بیان می شود. در ابتدا، انواع کانال های چند ورودی–چند خروجی معرفی و با در نظر گرفتن موقعیت دقیق پراکنده سازها، ظرفیت و درجه ی آزادی سیستم بررسی می شوند. در مرحله ی بعد، نمایشی از حوزه ی زاویه، برای کانال، معرفی و کانال در حوزه ی زاویه بررسی می گردد. سپس، مدل کانال فضایی معرفی می شود و پارامترهای مورد نیاز در مدل سازی و مراحل مدل سازی کانال بیان می شوند. در ادامه، با در نظر گرفتن آنتن های قطبی شده و پارامترهای جدید، مدل کانال اولیه ارتقا یافته و آنتن های با پلاریزاسیون عمودی و افقی در آن لحاظ می گردد. این مدل که فقط طیف افقی را در بر گرفته، به مدل کانال فضایی دو بعدی معروف است. در مرحله ی بعد، با در نظر گرفتن طیف عمودی و پرتو دریافتی در سطح عمود، مدل کانال سه بعدی و همچنین یک مدل ترکیبی از کانال دو بعدی و سه بعدی معرفی می شود. همبستگی بین بعضی پارامترهای کانال، از قبیل: زاویه ی گسترش، فیدینگ سایه و گسترش تاخیر، از دیگر نکات مهمی است که در این مدل سازی علاوه بر قطبی شدگی آنتن ها، در نظر گرفته شده است. چون این پارامترها همبستگی نسبتاً بالایی دارند، یک مدل کانال فضایی بایستی همبستگی بین آنها را در نظر بگیرد. در نهایت، به پیاده سازی نرم افزاری مدل های کانال فضایی مذکور می پردازیم. نتایج شبیه سازی مدل، در هر حالت تطابق خوبی با ملاحظات تئوری نشان می دهد.

چکیده تداخل یکی از مهم ترین عوامل محدودکننده در سیستم های مخابراتی سلولی است، بنابراین ارزیابی ‏تداخل یکی از کار های اساسی برای آنالیز این سیستم ها می باشد. در دهه ی اخیر، روش دستیابی ‏چندگانه ی مبتنی بر تقسیم فرکانس متعامد ‏‎(ofdm)‎، به عنوان یک طرح نوین دستیابی برای نسل ‏چهارم از شبکه های بی سیم شامل ‏‎ lteو وایمکس در نظر گرفته شده است. یک مشکل مهم در سیستم-‏های مبتنی برofdm ‎، تداخل بین سلولی است. این تداخل زمانی اتفاق می افتد که سلول های همسایه ‏به طور همزمان از زیرحامل های یکسانی استفاده کنند که این منجر به کاهش عملکرد شبکه می شود. ‏بنابراین، راه کارهای متفاوتی مانند کنترل توان، تکنیک های ‏mimo، روش های حذف تداخل، الگوریتم-‏های دکدینگ جدید و تخصیص بهینه ی منابع برای کاهش تداخل بین سلولی در شبکه های سلولی ‏مبتنی بر ‏ofdm‏ مورد تحقیق قرار گرفته اند که در این پایان نامه، هر کدام از این تکنیک ها به طور ‏اجمالی معرفی و بررسی می شوند. سپس دو تکنیک مهم شامل طرح استفاده ی مجدد فرکانس نرم ‏تطبیقی و طرح شیب دهی آنتن برای مدیریت تداخل بین سلولی در سیستم های مبتنی بر ‏ofdm‏ به ‏ویژه در سیستم ‏lte، ارائه و پیاده سازی می شوند و کارایی آنها در سیستم های نمونه مورد ارزیابی قرار ‏می گیرد و با پیداکردن یک زاویه ی شیب بهینه برای آنتن و استفاده از آن در طرح استفاده ی مجدد ‏فرکانس نرم عملکرد سیستم بهبود داده می شود. ‏

در این تحقیق به بررسی یکی از جدید ترین انواع mimo که سبب افزایش چشمگیر ظرفیت سیستم می شود، می پردازیم. این تکنیک که با عنوان mimo چند کاربره (mu-mimo) شهرت دارد، با پشتیبانی چند کاربر در هر منبع زمان-فرکانس و در لینک مستقیم، نرخ کلی ارسال را چند برابر می کند. در سیستم مبتنی بر این تکنیک، به منظور بالا بردن کیفیت ارسال و دریافت لازم است که به نحو مناسبی با پدیده تداخل بین کاربرها مقابله شود. برای مقابله با اثر مخرب این تداخل بر عملکرد مطلوب سیستم، راهکارهای مختلفی وجود دارد که بررسی های ما در این تحقیق، بر روی روش های آشکارسازی سیگنال در گیرنده این سیستم متمرکز است. سیستم مورد بررسی، تحت استاندارد lte کار می کند و کلیه ملاحظات این استاندارد در مورد آن رعایت شده است. در بحث کنترل تداخل در mimo چند کاربره، علاوه بر آشکارسازی، روش های مختلف پیش کدینگ نیز در فرستنده به کارگرفته می شود. به همین جهت بر آن شدیم که پیش از بحث بر روی آشکارسازی، مروری بر پیش کدینگ و انواع روش های آن شامل روش های کلاسیک و روش های جدید در lte داشته باشیم که در کنار این روش ها پیشنهاداتی نیز برای بهبود این عمل در lte، مطرح می کنیم. سپس به مقوله آشکارسازی می پردازیم که در اینجا نیز بررسی، شامل روش های کلاسیک و روش های جدید می شود. روش های جدیدی که در این تحقیق معرفی می شوند عمدتاً در راستای کاهش پیچیدگی محاسبات هستند و تمرکز ما در بحث بر روی این روش ها نیز بر کاهش حجم محاسبات است. در نهایت با توجه به روش-های مطالعه شده، روشی جدید در آشکارسازی سیستم mimo چند کاربره پیشنهاد می کنیم. در حالت کلی، این روش در حالی که عملکرد ber مطلوبی از خود نشان می دهد، نسبت به روش های مطالعه شده قبلی از حجم محاسباتی کمتری نیز برخوردار است که این مسئله، پیاده سازی آن را بر روی سخت افزاری با ابعاد کوچک میسر می سازد.

درشبکه های چند کاناله با رادیوهای چندگانه، پهنای باند در دسترس برای انتقال به کانال های فرکانسی عمود بر هم تقسیم می شود و رابط های رادیویی نیز برای ارسال اطلاعات برروی کانال های عمود بر هم و نا هم پوشا سوئیچ می شوند. در شبکه های چندین کاناله با چندین رابط رادیویی، زمانی دو گره در این شبکه ها می توانند اتصال داشته باشند که هر دو گره از یک رابط رادیویی در یک کانال مشترک استفاده کنند. بنابراین امکان ارسال هم زمان اطلاعات در کانال های عمود بر هم فراهم می شود. بهینه سازی انرژی و افزایش ظرفیت در شبکه های چند کاناله با رابط های رادیو یی چند گانه در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. روش های مختلفی برای بهینه سازی کنترل توپولوژی در شبکه های چند کاناله با رابط های رادیویی چند گانه معرفی شده است. برخی از این روش ها بر اساس تعیین محدوده ی ارسال بهینه برای هر گره عمل می کنند که این تکنیک تا حدی زیادی از تداخل بوجود آمده در ارسالات هم زمان جلوگیری می کنند و نیز برخی از روش ها با تکنیک های تخصیص کانال امکان ارسال هم زمان را فراهم می کند که این روش ها بیشتر روی بهبود ظرفیت شبکه متمرکز بوده اند و گروه دیگر از روش ها توپولوژی را بر اساس موقعیت قرار گرفتن گره ها تشکیل می دهند که این روش ها بیشتر روی بازده ای انرژی مصرفی متمرکز هستند. در روش پیشنهادی علاوه بر در نظر گرفتن تداخل ارسال هم زمان انرژی مصرفی لینک های ارتباطی مورد بررسی قرار گرفته می شود. این طرح شامل دو فاز است در فاز اول گراف گابریل بر روی گره ها تشکیل می شود که از لحاظ انرژی گرافی بهینه را بوجود می آورد و درفاز دوم با تخصیص کانال، ظرفیت شبکه ی ارتباطی افزایش می یابد. علاوه بر آن در این تحقیق شرایط مختلف کانال ها نیز در نظر گرفته می شود. با توجه به درنظر گرفتن شرایط لینک، این مدل به حالت واقعی نزدیک تر است و شرایط لینک و تغییرات محیط انتقال را در تشکیل توپولوژی دخیل می کنند. این توپولوژی زمینه ی مناسبی را برای انتقال بسته های ارسالی با کمترین انرژی مصرفی را فراهم می کند و با کاهش تداخل بین ارسالات همزمان به تقاضا های زیادی از ترافیک اطلاعات پاسخ داده می شود. در نتیجه کارایی شبکه های چند کاناله افزایش می دهد.

فن آوری های جدید مانند مالتی پلکس فرکانسی متعامد (ofdm) و کانال های چند ورودی-چند خروجی (mimo) می توانند عملکرد سیستم های مخابراتی رایج را بهبود ببخشند. با استفاده از مزایای این دو فن آوری می توان به نرخ داده ی بالا نائل شد. 3gpp lte استاندارد جدید مخابراتی است که در راستای سیر تکاملی umts قرار دارد و در پاسخ به تقاضای فزاینده برای سرویس های چندرسانه ای با کیفیت بالا، از این دو فن آوری بهره می گیرد. یکی از چالش های مهم در سیستم های mimo-ofdm، تخمین کانال با دقت و سرعت بالا به منظور آشکارسازی صحیح سیگنال های دریافتی از یک سو و فیدبک به فرستنده، جهت تخصیص منابع و انتخاب به موقع آرایش ارسال بر روی آنتن های چندگانه از سوی دیگر است. لذا بررسی روش های تخمین کانال سریع، دقیق و با پیچیدگی کم، در سیستم های mimo-ofdm امری ضروری است. تخمین کانال به کمک پایلوت، روشی است که در آن سیگنال-های شناخته شده به نام پایلوت، با الگوی مشخص در میان داده یا حتی بر روی آن، برای بدست آوردن اطلاعات کانال ارسال می شوند. هدف ما در این پروژه، تخمین کانال برای سیستم های mimo-ofdm با حفظ راندمان طیفی است. تخمین در دو بعد صورت می گیرد، یعنی نیاز است که پاسخ فرکانسی کانال در اندیس های زمانی متفاوت تخمین زده شود. برای این منظور الگوریتم های تخمین کانال مانند کوچکترین مربعات (ls)، حداقل میانگین مربع خطا (mmse)، درونیاب خطی و درونیاب مبتنی بر dft برای تخمین در بعد فرکانس بررسی می شوند. همچنین تئوری دنباله های dps که قابل اعمال بر روی همه روش هاست برای درونیابی در حوزه زمان بیان می شود. عملکرد روش های ارائه شده توسط شبیه سازی در نرم افزار متلب ارزیابی و مشاهده می شود که استفاده از تکنیک ls حوزه زمان به همراه دنباله های dps بهترین کارایی را از لحاظ پیچیدگی و mse دارد. همچنین از میان الگوهای پایلوت معرفی شده، الگوی پایلوت مالتی پلکس شونده ی بدون صفر، مصالحه خوبی بین دقت تخمین و بهره وری طیفی برقرار می کند.

از دهه 1990 تا به امروز صنعت مخابرات سلولار بسیار مورد توجه محققین و بازار قرار گرفته است و امروزه شبکه های مخابرات سیار نسبت به آنچه که ابتدا تصور می شد، بسیار فراگیرتر شده اند. در طی سالیان اخیر با توجه به افزایش تقاضا برای سرویس هایی که ریت بالاتری داشته و از نظر هزینه بصرفه باشند و نیز محدودیت منابعی همچون فرکانس، زمان، کد و محدودیت های فیزیکی موجود در سیستم-های مختلف، حرکت به سمت سیستم هایی با حداکثر کارایی و حداقل هزینه ضروری گشته است. بدین ترتیب اپراتورهای شبکه بی سیم باید معماری های جدیدی را در شبکه های بی سیم بکاربگیرند تا بتوانند به ریت های بالاتری در ارسال دیتا برسند. اما با وجود پیشرفت تکنولوژی های شبکه های سلولار بی سیم، افزایش پیچیدگی سیستم با گین ظرفیت بدست آمده، متناسب نیست. بنابراین تحقیقات برای یافتن ساختارهای جایگزینی که بتوانند کارایی طیفی بالایی را فراهم آورند آغاز شده است. در همین راستا، ساختارهای سلولار بی سیم مبتنی بر همکاری (cooperation) ارایه شدند و بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. سه شکل مختلف برای همکاری ارایه شده است: همکاری بین کاربران، رله کردن و همکاری بین bs ها که از این میان همکاری بین bs ها بعنوان یک کاندید مناسب در سیستم های سلولار، بیشتر از بقیه مورد توجه قرار گرفته است. در این پایان نامه روش همکاری بین bs ها در downlink یک شبکه چند سلولی در نظر گرفته شده و روش های مختلف ارسال همچون زمان بندی بین سلولی و فرم دهی پرتو بمنظور کاهش و یا حذف تداخل بین سلولی مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. از بین الگوریتم های زیادی که برای فرم دهی پرتو ارایه شده اند، الگوریتم bd به جهت پیچیدگی کمتر و عملکرد مطلوب تر آن نسبت به سایر روش های ارایه شده در این زمینه، مورد مطالعه و بررسی بیشتر قرار خواهد گرفت.

مخابرات تعاونی که در آن، کاربران از طریق آنتن مربوط به همسایگان خویش یک شبکه چند ورودی- چند خروجی مجازی را به وجود می آورند، از روش های جدیدی است که برای پیاده سازی چندگانگی در ارسال مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از راه های بالا بردن کارائی یک سیستم تعاونی، تخصیص مناسب منابع سیستم از قبیل توان، پهنای باند، زمان و ... است. در این تحقیق، بهینه سازی ترکیبی اختصاص توان و انتخاب همکار با مشارکت کاربران مورد مطالعه قرار می گیرد. مسئله در دو حالت تک حامله و چند حامله مورد بررسی قرار گرفته و به این نتیجه می رسیم که در یک سیستم ofdm، بهینه سازی تخصیص توان و انتخاب همکار وابسته به نحوه اختصاص زیرحامل های مبدا و رله در ارسال اطلاعات می باشد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که در یک سیستم تعاونی مبنی بر ofdm و با استفاده از روش های موثر در اختصاص توان، زیرحامل و رله، می توان مجموع نرخ ارسال کاربران را بدون استفاده از آنتن های متعدد، تقریبا دو برابر کرد.

با افزایش روز افزون ترافیک در سیستم های مخابراتی، نیاز به بهرهوری بهتر از طیفهای فرکانسی، به یکی از مهمترین مسائل در این زمینه تبدیل شده است و روش های مختلفی برای رسیدن به این منظور ارئه گردیده است. یکی از این روش ها، ارسال چندپخشی می باشد . حال اگر همراه با این روش از تکنولوژی های چندورودی- چندخروجی و ofdm نیز استفاده شود، می توان با توجه به مزایا و ویژگی های این دو تکنولوژی، عملکرد سیستم را از لحاظ افزایش ظرفیت کلی سیستم، بطور چشمگیری بهبود بخشید. یکی از موضوعات مهم در این گونه سیستم ها تخصیص منابع می باشد، به گونه ای که ظرفیت کلی سیستم را افزایش دهد. در این پایان نامه این مقوله مورد بررسی قرار گرفته است که منظور از منبع، توان و زیر حامل می باشد و تمرکز اصلی این پایان نامه بررسی تخصیص عادلانه منابع در سیستم های چندپخشی مبتنی بر mimo-ofdm می باشد.

در سیگنال های موسیقی واقعی چندین منبع صدا مثل یک صدای خواننده و ابزار آلات موسیقی با هم ترکیب شده اند. روش های مختلفی برای شبیه سازی و آنالیز آماری سیگنال موسیقی و صدا وجود دارد. هدف جداسازی در واقع یافتن یک نمایش پارامتریک برای سیگنال صدا و موسیقی است. می دانیم در یک سیگنال موسیقی ساختار هارمونیکی تقریباً یک مشخصه تغییر ناپذیر ابزار موسیقی هارمونیکی است. با استخراج ساختار هارمونیکی ابزار مختلف از طیف سیگنال ترکیب شده و طبقه بندی ساختار استخراج شده ی مدل میانگین ساختار هارمونیکی، می توان منابع را از یکدیگر جداسازی کرد. روش دیگری که در حوزه ی روش های چند کاناله است، تکنیک جداسازی کور منابع می باشد. این تکنیک سیگنال های دریافت شده از چندین گیرنده که اطلاعات کافی در مورد آن ها در دسترس نیست را با تکیه برفرض های ضعیفی مانند استقلال آماری منابع اولیه منجر به تکنیک تجزیه به مولفه های مستقل ica می شود، بازیابی می کند. معیاری که برای اندازه گیری استقلال ica به کاربرده شده، معیار اطلاعات متقابل است. برای مقایسه این دو روش snr سیگنال قبل از ترکیب و بعد از آن را در هر دو روش بدست می آوریم. دراینجا به منظور بهبود تخمین فرکانس های بدست آمده با استفاده از ضرایب lpc، فیلتری را طیف سیگنال اعمال می کنیم. همچنین به منظور بهبود سیگنال های بازسازی شده از رمزنگار فاز صدا بهره می بریم.

مخابرات تعاونی الگوی جدیدی را برای شبکه ها ارائه می دهد که از ارسال و پردازش توزیع یافته به صورت توأم برای افزایش ظرفیت در شبکه های مخابراتی بی سیم استفاده می کند. شبکه های موجود با با چالش افزایش همیشگی انتظارات و نیازهای کاربران مواجه هستند که دلایل عمده این چالش، کمبود طیف رادیویی در دسترس، لینک های بی سیم غیرقابل اطمینان و ظرفیت محدود باتری های موبایل ها می باشد. به نظر می رسد که الگوی شبکه های بی سیم تعاونی می تواند از عهده این چالش برآید]10[. ایده اصلی شبکه های بی سیم تعاونی اینست که اجزای شبکه با یکدیگر همکاری می کنند تا در ضمن برآورده شدن اهداف شخصی، به یک هدف مشترک که ناشی از یک استراتژی مشترک است، نیز دست یابند. مزیت های شبکه های تعاونی، افزایش توانایی و قابلیت اطمینان ارتباط ، پوشش، کیفیت سرویس شبکه و کاهش هزینه های تبادل اطلاعات از نظر توان ارسالی، زمان ارسال، و طیف مورد استفاده، هستند ]10[. مخابرات تعاونی بخش مهم و کلیدی از نسل بعد شبکه های بی سیم خواهد بود ]11[. برای استفاده هرچه بیشتر از مزایای شبکه های تعاونی، نیاز به پیش کدینگ مناسب برای کاهش یا حذف تداخل و جداسازی اطلاعات کاربران مختلف از یکدیگر داریم. طرح های پیش کدینگ مختلفی ارائه شده اند که در این پایان نامه طرح پیش کدینگ zf برای کنترل تداخل در شبکه های مخابرات تعاونی، به علت خطی بودن و حذف کامل تداخل توسط این طرح انتخاب شده است و ایده هایی برای کاهش توان ارسالی و بهبود ظرفیت به دست آمده ارائه شده است.

یکی از چالش های مهم در سیستم های mimo-ofdm، تخمین کانال با دقت و سرعت بالا به منظور آشکارسازی صحیح سیگنال های دریافتی از یکسو و فیدبک به فرستنده، جهت تخصیص منابع آرایش ارسال بر روی آنتن های چندگانه از سوی دیگر است. لذا بررسی روش های تخمین کانال سریع، دقیق و با پیچیدگی کم امری ضروری است. تخمین کانال به کمک پایلوت، روشی است که در آن سیگنال های شناخته شده به نام پایلوت، با الگوی مشخص در میان داده یا حتی برروی آن، برای به دست آوردن اطلاعات کانال ارسال می شوند. در این پایان نامه از یک نوع فیلتر ذره ای برای تخمین و پیش بینی کانال، در سیستم های ofdm استفاده می شود که براساس مفهوم نمونه برداری اهمیت و استفاده از تئوری های بیزین می باشد. فیلتر ذره ای روشی عددی و محاسباتی برای به دست آوردن تابع چگالی احتمال یک فرآیند تصادفی می باشد. در این روش ها هدف یافتن مقدار سیگنال در همان لحظهی رخداد براساس یک دنباله مشاهدات می باشد. فیلتر ذره ای به خصوص در برخورد با مسائل غیرخطی و غیرگوسی مانند تخمین کانال بی سیم مفید می باشد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که فیلتر ذره ای نسبت به برخی از روش های کلاسیک تخمین کانال، عملکرد بهتری دارد.

با افزایش تقاضا برای سرویس های پیشرفته، نیاز به شبکه های دسترسی باند پهن به سرعت در حال افزایش است. سیستم های دسترسی بیسیم باند پهن مبتنی بر استاندارد ieee 802.16، می توانند راه حل جایگزین بصرفه تر و موثرتری برای سیستم های سیمی، همچون سیستمهای کواکسیال با مودم های کابلی، خطوط اجاره ای دیجیتال dsl یا فیبر های نوری باشند. این استاندارد از دو مد کاری نقطه به چند نقطه و مش پشتیبانی می کند. به کمک مد مش استاندارد 802.16، می توان به سرعت اتصال های بیسیم قابل اطمینانی با سطح پوشش بسیار بیشتر از شعاع قابل دسترس در لایه فیزیکی فراهم آورد. لایه mac مد مش استاندارد 802.16، منظور تضمین کیفیت سرویس در شبکه از تکنولوژی tdma استفاده می نماید. با این حال استاندارد 802.16 تنها مشخص کرده است که ارسال ها باید چگونه انجام شوند و در مورد الگوریتم های زمانبندی، به منظور تعیین زمان ارسال ها در شبکه، صحبتی نشده است. این در حالی است که کارایی شبکه های 802.16 از نظر گذردهی سیستم، بستگی به توانایی لایه های مدیریت در زمانبندی ارسال ها دارد. در این پایان نامه الگوریتم جدیدی به منظور بهبود زمانبندی توزیع شده هماهنگ در مد مش استاندارد 802.16 و تخصیص بهینه پنجره های زمانی به نود های شبکه با در نظرگرفتن قابلیت استفاده مجدد از فضای فرکانسی، ارائه شده است. در الگوریتم پیشنهادی بطور همزمان، استفاده مجدد از فضای فرکانسی برای استفاده کارا از منابع رادیویی، مدل کامل تداخل، تاثیر جایگاه نود در بهبود کارائی زمانبندی، و دسته بندی ترافیک های موجود در شبکه برای تامین کیفیت سرویس مورد توجه قرار گرفته شده است. کار های قبلی بطور همزمان به این چهار موضوع که از مسائل مطرح در زمانبندی توزیع شده هماهنگ هستند، نپرداخته اند. شبیه سازی های انجام شده بر روی سناریو های مختلف در راستای مقایسه الگوریتم پیشنهادی با الگوریتم های موجود در این زمینه نشان می دهد که قیود تاخیر ارسال برای ترافیک ها بخوبی برآورده شده و میزان گذردهی کلی شبکه نیز در الگوریتم پیشنهادی بهبود یافته است.

تکنولوژی رادیوشناختگر راهکاری برای افزایش کارآیی طیفی است. در این پایان نامه مسئله کاربرد همزمان شکل دهی پرتو و تخصیص توان با انتخاب کاربران بهینه بررسی می گردد. مطالعات را در حالت استفاده همزمان کاربران اولیه و ثانویه از طیف اختصاص داده شده به کاربران اولیه انجام می دهیم. شکل دهی پرتو در محل ایستگاه پایه به منظور از بین بردن تداخل میان کاربران ثانویه مورد استفاده قرار می گیرد. تخصیص توان و شکل دهی پرتو بصورت همزمان، برای بالا بردن کیفیت پاسخ دهی شبکه و تضمین شرط محدودیت تداخل ایجاد شده روی کاربران اولیه از سوی کاربران ثانویه بررسی می گردد. همچنین از یک الگوریتم بر مبنای بهینه سازی تصادفی گسسته به منظور انتخاب کاربران بهینه برای شبکه ثانویه در حالت عدم وجود اطلاعات کامل از کانال استفاده می شود و کارایی این الگوریتم در کاهش پیچیدگی محاسبات بررسی می گردد. در انتها روش هایی به منظور بهبود سرعت همگرایی این الگوریتم پیشنهاد می شود. نتایج شبیه سازی ها نشان دهنده کارایی بالای این الگوریتم از دیدگاه سرعت همگرایی به پاسخ بهینه و پیچیدگی محاسبات می باشد.

شبکه حسگر بی¬سیم متشکل از تعداد زیادی گره حسگر است که به منظور جمع¬آوری اطلاعات مختلفی مانند دما، رطوبت ، تحرک و غیره از محیط و ارسال آنها به مقصد استفاده می¬شود. یکی از چالش-های مهم در شبکه¬های حسگر، تغذیه گره¬های حسگر با باتری¬های کوچک انرژی محدود می¬باشد. عدم دسترسی آسان به حسگرها ، تعویض باتری یا جایگزینی حسگر را با مشکل مواجه می¬کند . بنابراین طراحی ساختارهایی که بتواند بازده انرژی چنین شبکه¬هایی را بهبود دهد ضرورت پیدا می-کند.mimo مشارکتی یا مجازی یکی از روش هایی است که برای بهبود عملکرد پارامترهای شبکه های حسگر پیشنهاد شده است. درmimo مجازی گره¬های حسگر به خوشه¬هایی (کلاستر) تقسیم می¬شوند که هر کدام از این خوشه¬ها پس از جمع¬آوری اطلاعات آن را با یک ارتباط تک¬پرشه یا چند¬پرشه طی یک ارسال mimo به خوشه بعدی ارسال می¬کند این کار تا انتقال اطلاعات جمع¬آوری شده به ایستگاه پایه یا sink ادامه می¬یابد.لذا در این پایان نامه انواع روش¬های موجود برای بهبود شبکه¬های حسگر مبتنی بر mimo مجازی معرفی شده است .این روش¬ها شامل انواع ساختارهای خوشه¬بندی ، روش¬های انتخاب کانال، روش¬های انتخاب گره، روش¬های مسیریابی، طراحی¬های بین لایه¬ای، بهره¬گیری از انواع کدینگ، بکارگیری بهره دایورسیتی ، بهره مالتی پلکس، بهره آرایه می¬باشد. در ادامه روشی برای خوشه¬بندی شبکه حسگر با استفاده از الگوریتم¬های تکاملی پیشنهاد شده است و در پایان روش جدیدی برای ارسال mimo مجازی مبتنی بر الگوریتم v-blast ارائه و با روش¬های موجود مقایسه شده است.

با توجه به رشد تحقیقات در مبحث رادارهای چند ورودی چند خروجی و اهمیت بخش پردازش سیگنال در این رادارها، این رساله به بررسی مسئله شکل دهی پرتو و بررسی بعضی از روش های مطرح در این زمینه می پردازد. همچنین بررسی و مطالعه ی مباحث و روش های ردگیری هدف در رادارهای چند ورودی چند خروجی،از دیگر مباحث مطرح شده در این رساله ات.

در این تحقیق به بررسی یکی از جدیدترین انواع سیستم¬های mimo با عنوان mimo چندکاربره می¬پردازیم، که با پشتیبانی چندکاربر در هر منبع زمان-فرکانس و در لینک مستقیم، نرخ کلی ارسال را چند برابر می¬کند و سبب افزایش چشم¬گیر ظرفیت سیستم می¬شود. در این سیستم¬ها به منظور بالا بردن کیفیت ارسال و دریافت باید با پدیده تداخل بین کاربرها مقابله شود. در این تحقیق برای مقابله با اثر مخرب تداخل، بررسی ما بر روی آشکارسازی سیگنال در گیرنده این سیستم متمرکز است. در بحث تداخل، هم چنین روش¬های پیش¬کدینگ در فرستنده مورد استفاده قرار می¬گیرند. به همین علت روش¬های پیش¬کدینگ را نیز مرور خواهیم کرد. سپس به بحث آشکارسازی و روش¬های مختلف آن می-پردازیم. تمرکز اصلی در این بحث کاهش حجم و پیچیدگی محاسبات در این روش¬های آشکارسازی است. همه این روش¬های آشکارسازی زمانی که تعداد آنتن¬های فرستنده از تعداد آنتن¬های گیرنده بیشتر می¬شوند عملکرد مناسبی نخواهند داشت. بنابراین ما یک روش غیرمعمول مبتنی بر جست¬وجوی موثر بر روی فضای پاسخ¬های مناسب با استفاده از الگوریتم ژنتیک را در نظر می¬گیریم. نتایج شبیه-سازی نشان می¬دهد که حتی در حالتی که تعداد آنتن¬های فرستنده بیشتر از تعداد آنتن¬های گیرنده است، این الگوریتم می¬تواند پاسخ مناسبی برای آشکارسازی داشته باشد.

سونار در واقع راداری است که کارایی آن در آب بوده و در آن به جای امواج رادیویی از امواج صوتی جهت پویش محیط استفاده می¬گردد. امواج رادیویی در فضای سطحی به خوبی و با سرعت بالایی منتشر می¬گردد لیکن امواج صوتی به سرعت انرژی خود را از دست داده و تا برد کمی منتشر می¬گردد. اما در آب چنین نیست. ویژگی¬های ذاتی موج صوتی باعث می¬شود صوت بتواند تا کیلومترها منتشر گردد این در حالی¬ست که محیط زیر آب برای اکثر طیف¬های الکترومغناطیسی محیطی مات و غیرقابل کاوش محسوب می¬شود. یکی از چالش¬های مهم در سونار، چندگانگی مسیر و تأخیر زمانی امواج دریافتی است. لذا بررسی روش¬های شکل دهی وفقی پرتو امری ضروری است. شکل دهی وفقی پرتو روشی است که در آن پرتو ارسالی با ضرایبی وزن¬دهی می¬شود تا سیگنال مطلوب از سایر سیگنال¬های ناخواسته تفکیک داده شود. شکل دهی پرتو فرآیندی است که با پردازش سیگنال آرایه سر و کار دارد. در این فرآیند خروجی حسگرهای آرایه به نحوی با یکدیگر ترکیب می¬گردند و بدین ترتیب انتخاب فضایی هر نقطه از محیط امکان پذیر خواهد شد. در الگوریتم¬های معمولی، سیگنال¬های نمونه برداری شده از حسگرهای آرایه به صورت خطی تأخیر داده شده و با یکدیگر جمع می¬شوند. این روش¬ها دارای یک محدودیت اساسی هستند و آن اینکه کیفیت عملکرد این روش¬ها مستقیما به اندازه فیزیکی آرایه وابسته است. روش¬های وفقی شکل¬دهی پرتو که دارای کیفیت بالایی نیز هستند، برای مقابله با این محدودیت طراحی شده¬اند.

در این گزارش انواع روش¬های کنترل توان در سیستم¬های lte در لینک معکوس که شامل کنترل توان حلقه باز و حلقه بسته می¬شود، مورد بررسی قرار می¬گیرد. با استفاده از روش¬های شبیه سازی، نتایج با هم مقایسه و مزایا و معایب هر طرح بررسی شده است. به منظور بهبود عملکرد کنترل توان که شامل افزایش ظرفیت سلول و کاهش تداخل بین سلولی می-باشد، به عنوان طرح پیشنهادی از روش¬های هماهنگی تداخل بین سلولی از جمله استفاده مجدد فرکانس کسری به همراه کنترل توان استفاده شده است که نهایتاً نتایج آن در قالب شبیه سازی به تصویر کشیده می شود. مزایای این روش نیز به تفضیل در فصل¬های مربوطه بررسی شده است. کلید واژه ها: تداخل، ظرفیت، کنترل تداخل، کنترل توان.

مسائل بسیاری در علوم مهندسی نیازمند تخمین حالت سیستم متغیر با زمان در هر لحظه می-باشند و مسئله ی تخمین سیستم های غیرخطی و غیرگوسی، موضوع مهمی در بسیاری از کاربردها، از جمله مخابرات سیار است. به طور مثال در مخابرات بی سیم، کانال در اثر وجود عواملی از جمله شرایط محیط انتشار به طور متناوب تغییر می کند و نیاز به رهگیری و تخمین کانال برای حل مسائل مخابراتی حس می شود. هم چنین همواره سعی بر این است که روش های آشکارسازی داده با عملکرد بهینه مورد استفاده قرار گیرند. فیلتر بیزین یکی از مرسوم ترین روش های تخمین می باشد، ولی این روش دارای یک حل بسته نیست و از این رو جهت پیاده سازی عملی مناسب نمی باشد. وابسته به مدل های فرآیند و اندازه گیری، روش های مختلفی برای حل عملی فیلتر بیزین وجود دارد. راه عملی پیاده سازی فیلتر بیزین برای سیستم های غیرخطی یا غیرگوسی، فیلتر ذره ای است. فیلتر ذره ای در اصل، پیاده سازی مبتنی بر نمونه برداری است که در آن تابع چگالی احتمال پسین با مجموعه ای از ذرات وزن داده شده، تخمین زده می شود. هدف اصلی این فیلترها متناسب با کاربردهای مختلف ممکن است آشکارسازی یک رشته سمبل ارسالی، تخمین کانال، رهگیری موقعیت هدف متحرک و ... باشد. در این پایان نامه از فیلتر ذره ای در چند سناریوی مخابرات سیار استفاده می شود. طرح های مورد بررسی عبارتند از، تخمین کانال و آشکارسازی داده در سیستم های ofdm و آشکارسازی چندکاربره در سیستم های cdma با نویز پیش زمینه ی گوسی و غیرگوسی می باشند. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که فیلتر ذره ای نسبت به برخی روش های کلاسیک عملکرد بهتری دارد.

افزایش روز افزون تقاضا در استفاده از مخابرات سیار، موجب کمبود طیف در برخی از فرکانس ها شده است. فناوری رادیوی شناختگر این امکان را فراهم می کند که با توجه به شرایط محیط ، به صورت آگاهانه چگونگی و نحوه ارسال و دریافت اطلاعات تنظیم و بهینه ترین وضعیت فنی برای تبادل اطلاعات انتخاب گردد. مشکل اصلی این سیستم ها این است که bs برای ارسال مستقیم اطلاعات به کاربرانی که در مرز سلول قرار دارند به توان زیادی احتیاج دارد و این توان ارسالی بالا موجب ایجاد تداخل در شبکه کاربران اولیه می شود. بنابراین به دلیل فعالیت کاربران اولیه ، کاربران ثانویه ای که در مرز سلول قرار دارند از شانس دستیابی به طیف کمتری برخوردار هستند. استفاده از ایستگاه های رله در این شبکه ها راه حل موثری برای غلبه بر این مشکل است چون رله ها برای ارسال به کاربران مرزی از توان ارسالی کمتری استفاده می کنند

سیستم های مخابراتی تلفن همراه مدرن، از ترکیب mimo و ofdm استفاده می کنند ، که به عنوان سیستم mimo- ofdm شناخته می شوند ، تا راندمان طیفی بالاتری ارائه کنند. یکی از چالش های مهم در این سیستم ها، تخمین دقیق کانال برای تشخیص سمبل های اطلاعات است. در واقع گیرنده باید اطلاعات حالت کانال را برای پردازش سیگنال دریافتی و همچنین بازخورد مناسب به فرستنده در اختیار داشته باشد. هدف اصلی این تحقیق ، بررسی روشهای مرسوم تخمین کانال برای سیستم های mimo-ofdm مخصوصا استفاده از الگوریتم های ژنتیک و بهینه سازی گروه ذرات برای این سیستم ها است .

a significant problem in multicarrier communication systems is the necessity to reduce the value of papr (peak-to-average power ratio) of transmitting signal. in this thesis we study the effect of the system parameters such as coding and modulation types on papr and ultimate ber in a mc-cdma system. in this study we consider fading channel as well as the nonlinearity of transmitter’s amplifier to show how the control of the papr in different approaches can actually affect on the overall quality of the received signal. we study some different papr reduction techniques and propose a new method of papr reduction in mc_cdma system which is based on phase perturbation after spreading process. this method follows the fact that the papr of the mc-cdma signal is highly dependent on the related phase of the subcarriers.

در سالهای اخیر و به موازات گسترش مدارهای مجتمع مایکرویو ‏‎(mmic)‎‏ نیاز به برنامه های سریع غیرخطی جهت تحلیل و بهینه سازی طرح روز به روز افزایش یافته است. مشکلات عدیده تحلیل به روش های سنتی حوزه زمان (مانند آنچه در برنامه مشهور ‏‎spice‎‏ شاهدیم) تحقیقات در این زمینه را برای روشهای نوین حوزه فرکانس یا مخلوط حوزه فرکانس و زمان متمرکز نموده است. از طرفی تحلیل مخلوط کننده های فعال در حوزه فرکانس، جهت رسیدن به نقطه کار بهینه، بدلیل ماهیت کاملا غیر خطی و تحریک های چند فرکانسی جزو مشکل ترین موضوعات تحلیل بوده و در زمینه ساخت مخلوط کننده های فعال ‏‎u.c‎‏ نیز کارهای محدودی به چشم می خورد. در این رساله، هدف اولیه بررسی و مقایسه روشهای مختلف تحلیل و پیاده سازی نرم افزاری توازن هارمونیکی و تعمیم آن به مخلوط کننده های فعال را دنبال کرده و طراحی و ساخت یک مخلوط کننده مایکرویو از نوع ‏‎u.c‎‏ و در باند ‏‎c‎‏ ، براساس الگوریتم های پیاده سازی شده، مقصد نهایی بوده است.فصل 1 صرف مقایسه روشهای پایه و بسط رئوس توازن هارمونیکی شده است. مدلسازی دقیق یک ترانزیستور مایکرویو خود مقوله ای جداگانه است ومسائل خاص خود را دارد و از آنجا که هدف نهایی پیاده سازی یک طرح فعال و براساس تحلیل کامپیوتری بوده و این مستلزم بدست آوردن یک مدل دقیق از ترانزیستور است روش های مدلسازی ترانزیستورهای ‏‎mesfet‎‏ در فصل 2 مورد توجه قرار گرفته و در نهایت مدل قابل قبولی نیز استخراج گردیده است.در فصل 3 ضمن معرفی یک روند معتبر برای پیاده سازی توازن هارمونیکی، بسط این روند به تحریک دو فرکانس اختیاری با تحریک های قوی - ضعیف و تحریک های قوی، به ترتیب مورد توجه قرار گرفته و حاصل آن به صورت زیر برنامه یک برنامه اصلی عمل می کنند پیاده سازی شده است. فصل 4 مسائل طرح و مراحل ساخت و آزمایش مخلوط کننده های فعال را در حد ممکن معرفی می کند. در این فصل طرح مورد نظر جهت ساخت یک مخلوط کننده ‏‎u.c‎‏ فعال در باند ‏‎c‎‏، براساس نرم افزار پیاده سازی شده در فصل 3، بدست آمده و نقاط کار بهینه مشخص می شوند و براین اساس به ساخت و بهینه سازی طرح فوق اقدام می گردد. در انتهای فصل نیز مشخصات مهم مخلوط کننده ها مورد توجه قرار گرفته و به اندازه گیری و مقایسه آنها با نتایج تئوری پرداخته شده است.