در خصوص مشکل میزان بالای نسبت ماکزیمم به متوسط توان، باید عنوان داشت که از جمله معایب عمده ی مدولاسیون های چند حاملی، بزرگی نسبت ماکزیمم به متوسط توان در خروجی فرستنده می باشد، در حالی که این مشکل در سیستم های تک حاملی وجود ندارد. چرا که در تکنیک های چندحاملی، سیگنال خروجی شامل چندین زیر حامل مدوله شده و مستقل می باشد و در زمان هایی که دامنه ی تمام زیر حامل ها به طور هم فاز با هم جمع می شود، سیگنال بزرگی تولید می کند. این مسئله دو مشکل عملکردی اساسی ایجاد می کند: اول این که، نیاز به تقویت کننده های با محدوده ی عملکرد خطی وسیع که پرهزینه هستند را به سیستم تحمیل می نماید و دیگر آن که، مبدل های a/d و d/a را دارای ساختمان بسیار پیچیده ای می کند. لذا پرواضح است که کاهش papr در سیستم های مبتنی بر ofdm، از نظر عملی بسیار مهم می باشد. پژوهش های متعددی در این زمینه انجام شده، که طی دهه ی اخیر به اوج خود رسیده است. مجموعه تکنیک های موجود جهت کاهش این پارامتر را می توان به دو دسته تکنیک های اعوجاجی و تکنیک های بدون اعوجاج تقسیم کرد. تکنیک برش، پنجره کردن و حذف نقاط پیک از دسته تکنیک های اعوجاجی هستند که عملکرد خطا و طیف توان سیگنال را دچار مشکل می کنند. تکنیک های بدون اعوجاج به قیمت داشتن پیچیدگی بیشتر، مشکلات تکنیک های اعوجاجی را نداشته ولی از جهات دیگری، همچون افزایش توان ارسالی، افت نرخ ارسال دیتا، ارسال اطلاعات جانبی و عملکرد خطا، تفاوت در کارایی آن ها دیده می شود.

کیفیت ارائه خدمات در شبکه ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است که معیارهایی مانند گذردهی مفید، تاخیر و نرخ خطای بیت برای ارزیابی آن مورد استفاده قرار می گیرد. هر شبکه از لایه های مختلفی تشکیل می شود که هر لایه، خود دارای پروتکل مخصوص به خود می باشد؛ از جمله پروتکل های لایه دسترسی به محیط که در چگونگی تشکیل شبکه، میزان مصرف توان شبکه و نحوه دسترسی گره به کانال نقش موثری دارد و می تواند با کاهش تداخل بین گره های مختلف، کیفیت ارائه خدمات را افزایش دهد . شبکه zigbee یکی از استانداردهایی است که برای شبکه های حسگری بی سیم تعریف شده و دارای نرخ دیتای و هزینه ساخت پایین است و در لایه های خود دارای مشابهت هایی با ieee802.15.4 می باشد. شبکه های zigbee دارای کاربردهای فراوانی در زندگی روزمره و همچنین صنعت پیدا کرده است. از پارامترهای مهم در این شبکه، توان مصرفی و گذردهی مفید می باشد و بهبود هر یک از این دو همواره در همه شبکه ها، مورد بررسی و تحقیق بوده است. از جمله مشکلات شبکه های حسگری بی سیم، بروز گره های مخفی و گره های بیش نما5 در شبکه در حین دسترسی به کانال مشترک و همچنین نحوه این دسترسی می باشد که کیفیت ارائه خدمات را به شدت کاهش داده و به علت ارسال مجدد پیغام ها، توان مصرفی را در شبکه افزایش می دهد که باعث کاهش عمر شبکه می شود. برای حل مشکل گره های مخفی و گره های بیش نما و همچنین افزایش میزان گذردهی مفید و کاهش توان مصرفی در شبکه برای افزایش عمر شبکه، روش گروه بندی و استفاده از سرگروه در هر گروه و همچنین ایجاد زیرگروه ها و به کار گیری رده بندی در نحوه ارسال دیتا به هماهنگ کننده، پیشنهاد شده و تغییراتی در نحوه خواب و بیداری گره های ارسال کننده پیغام داده شده است. علاوه براین توان ارسالی هر گره بسته به نوع عضویت آن و بسته به گیرنده پیغام او قابل تغییر می باشد تا در جاهای لازم از مصرف توان اضافی جلوگیری شود. با روش پیشنهاد شده یک شبکه نوعی با گره های توزیع شده به صورت تصادفی، توسط نرم افزار opnet شبیه سازی شده، که گذردهی مفید به مقدار زیادی افزایش یافته و توان مصرفی نیز به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش پیدا کرده است و نتایج آن در نمودارهای مربوطه نشان داده شده است.

گسترش شبکه های کامپیوتری و سرویس های موجود آنها باعث نیاز روز افزون کاربران به استفاده از این شبکه ها برای سهولت و تسریع امور گردیده است. کاربران شبکه علاقه دارند هرچه سریع تر و با هر امکاناتی به شبکه ، دسترسی داشته باشند. استفاده از تکنولوژی بی سیم برای اتصال به شبکه های کامپیوتری سالهاست که فراهم شده است و همچنان در حال بهینه سازی در شرایط متفاوت می باشد. این شرایط با توجه به نیاز های کاربران، شرایط جغرافیایی خاص و یا کاربردهای ویژه تغییر می کنند که به عنوان نمونه به می توان به شبکه هایی مانند bluetooth ، wlan و یا wimax اشاره کرد که هر کدام برای نیاز و شرایط خاصی طراحی شده اند. در سالهای اخیر شبکه مش بی سیم ، به علت کاربرد ها و سرویس های جدید مورد نیاز شبکه ها، و همچنین ویژگی های منحصر به فردش، مورد توجه محققین قرار گرفته است. این کاربرد ها شامل خانه دیجیتال ، اینترنت پهن باند ، شبکه های شهری، اتوماسیون ساختمان ، سیستم های دارویی و سلامتی، امنیت اجتماعی و سیستم های امنیتی و ... می باشد. این شبکه تکنولوژی جدیدی برای از میان برداشتن محدودیت ها و افزایش کارایی شبکه های بی سیم ارائه می دهد. به طور کلی شبکه های مش بی سیم از سه بخش اساسی تشکیل شده اند. بخش دسترسی که شامل تجهیزات کاربران می باشد که دارای ویژگی های جابجایی، توان محدود و قدرت محاسباتی پایین می باشند. بخش زیرساخت شبکه که شامل روتر هایی بی سیم می باشند و جابجایی و محدودیت توان ندارند. و بخش اتصال سیمی به شبکه خارجی که از دروازه ها برای اتصال شبکه مش به شبکه های دیگر و یا اینترنت استفاده می شود. در بخش دسترسی شبکه های مش بی سیم، کاربران قابیلت اتصال به یکدیگر را مانند شبکه های ادهاک دارا هستند. این ویژگی باعث افزایش پوشش شبکه خواهد شد اما از آنجا که، گره های کاربران دارای محدودیت توان و محاسبات هستند، استفاده از این روش باید به صورت کنترل شده انجام پذیرد. بخش زیرساخت، تشکیل شده از گروهی از روترهاست که به صورت بی سیم به یکدیگر متصل اند و وظیفه ارتباط دو بخش «دسترسی» و «دروازه ها» را بر عهده دارند. روترهای بی سیم، در جای خود ثابت هستند و همچنین محدودیت توان ندارند. به علت اینکه اکثر ارتباطات کاربران از بخش زیرساخت عبور می کند، در نتیجه، در طراحی این بخش باید بار زیاد روی آن را در نظر گرفت . یکی از مسائل مطرح در طراحی شبکه های بی سیم، مسئله دسترسی به کانال مشترک می باشد. در این شبکه ها، به علت مشکلاتی از قبیل تداخل بسته ها، مشکل گره های پنهان و آشکار باید از پروتکل هایی استفاده کنیم که این مشکلات را به حداقل رسانده و باعث کارایی هر چه بیشتر کانال شوند. این پروتکل ها در زیر لایه mac از لایه پیوند داده ها قرار دارند که به اختصار به آنها را پروتکل های mac می نامند. با توجه به ساختار بخش های شبکه های مش بیسیم که ترکیبی از حالت متمرکز و ادهاک می باشد، پروتکل های mac طراحی شده برای شبکه های ادهاک و شبکه های حسگری بیسیم و همچنین wlan ها، بصورت بالقوه برای استفاده در شبکه های مش بیسیم مناسب می باشند. برای حل مشکل گره های پنهان که تاثیر منفی زیادی روی ظرفیت کانال دارد، پروتکل maca توسط فیل کارن معرفی شد که اساس پروتکل های مبتنی بر rts/cts را بنا نهاد. در این روش با رزرو کانال توسط دو بسته کنترلی rts و cts، کانال را برای ارسال داده ها رزرو می کند. این روش تا حد زیادی باعث عدم تداخل داده خواهد شد اما هنوز بسته های rts با هم تداخل خواهند داشت. پروتکل هایی مانند macaw و fama ، الگوریتم پروتکل های قبلی را کاملتر کرده و کارایی بهتری را نشان می دهند. تعدادی از پروتکل های mac، برای حل مشکلات گره های پنهان و تداخل داده ها، از گره گیرنده برای شروع ارتباط استفاده کرده اند. از جمله می توان به maca-bi و یا rima اشاره کرد. این پروتکل ها با کاهش زمان رزرو کانال، کارایی را افزایش داده اما مشکل گره های پنهان را به طور کامل حل نکرده اند. از آنجایی که استفاده از پروتکل های mac چندکاناله، باعث افزایش کارایی شبکه، در مقابل طرح های mac تک کاناله می شود و در شبکه های مش، نیاز مبرمی به ظرفیت بالاتر در بخش زیرساخت شبکه وجود دارد، در نتیجه گرایش به سوی پروتکل های چند کاناله برای شبکه های مش بیشتر است. یکی از موفقترین روش ها برای حل مشکل گره های پنهان و آشکار و همچنین عدم تداخل داده ها در شبکه های بی سیم، استفاده از سیگنالی به نام busytone می باشد. استفاده از یک سیگنال busytone در روش btma برای اولین بار مطرح شد. روش dbtma با کامل کردن روش قبلی و استفاده از دو سیگنال busytone کارایی را به مراتب افزایش داده است. این روش از دو سیگنال با پنهای باند بسیار کم به نام busytone برای مشخص کردن وضعیت کانال بین گره های همسایه استفاده می کند. به علت استفاده از سیگنال هایی که در حین دریافت داده روشن می باشند، مشکل گره های پنهان و تداخل داده در این روش تا حد زیادی حل شده است. ایده استفاده از busytone به علت ویژگی های منحصر به فرد آن، در پروتکل های دیگری مانند bttma و dsma مورد بررسی و استفاده قرار گرفته است. با توجه به روش های ارائه شده، به علت عدم محدودیت توان برای روتر های شبکه مش بی سیم، استفاده از روش هایی که از سیگنال busytone استفاده می کنند به علت کارایی شان، مناسب می نماید. با ایده استفاده از سیگنال busytone برای حل مشکل تداخل داده و مشکل گره های پنهان، برای حداکثر کردن کارایی کانال در شبکه های مش بی سیم که منجر به حداکثر شدن ظرفیت شبکه می شود، پروتکل جدیدی به نام cdbtma پیشنهاد شده است. این پروتکل به جای استفاده از بسته rts از سیگنال های busytone برای رزرو کانال استفاده می کند. به این صورت که هر گره در یک همسایگی دارای سیگنال busytone مخصوص به خود است که توسط آن ارتباط را آغاز می کند. نحوه ارزشیابی پروتکل های mac، توسط معیار های qos انجام خواهد شد.از مهمترین این معیار ها کارایی کانال ، تاخیر می باشد. بنا به تعریف مرجع ، کارایی کانال مقدار زمان ارسال داده در کانال بخش بر زمان کل شبیه سازی و تاخیر مقدار زمان تولید یک بسته تا ارسال موفق آن به گیرنده می باشد. این پارامتر ها در شبیه سازی پروتکل های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است که در شبیه سازی پروتکل پیشنهاد شده (cdbtma) مورد مطالعه قرار می گیرد. فصل اول پیشینه ای از کار های انجام شده در زمینه طراحی پروتکل mac می باشد. پروتکل های مورد بررسی را بر اساس مشکلات موجود و طریقه حل آنها بررسی کرده ایم. ابتدا پروتکل های مبتنی بر rts/cts بررسی خواهند شد. سپس به پروتکل هایی می پردازیم که گیرنده ارتباط را شروع خواهد کرد و سپس به بررسی پروتکل های مبتنی بر busytone می پرداریم. در فصل دوم، به مواد و روش های استفاده شده این پایان نامه می پردازیم. ابتدا توضیح تفضیلی در مورد شبکه های بی سیم و ویژگی ها و مشکلات آنها داده خواهد شد. سپس شبکه های مش بی سیم را مورد بررسی قرار می دهیم. پارامتر های qos نیز در این فصل به تفضیل مورد بررسی قرار خواهند گرفت و در انتها توضیح مختصری در مورد نرم افزار ns2 که برای شبیه سازی پروتکل های شبکه مورد استفاده قرار می گیرد می پردازیم. در فصل سوم، ابتدا مشکلات موجود در پروتکل های پیشین بررسی خواهد شد و سپس پروتکل پیشنهادی معرفی خوهد شد و مزایای آن نسبت به پروتکل های پیشین مورد بررسی قرار خواهد گرفت. الگوریتم ارسال و دریافت این پروتکل در این بخش توضیح داده شده است. در فصل چهارم، نتایج شبیه سازی پروتکل پیشنهادی و مقایسه آن با پروتکل dbtma ارائه خواهد شد که نشان می دهد کارایی کانال و تاخیر پروتکل پیشنهاد شده، نسبت به پروتکل dbtma، بهبود یافته است.

با پیشرفت هایی که در زمینه ارتباطات بی سیم و تکنولوژی سنسورها صورت گرفته مکان یابی شبکه های سنسوری بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. امروزه سنسورهای ارزان و هوشمند ، با استفاده از لینک های بی سیم در تعداد بسیار زیاد ، با هم شبکه شده اند که امکان مانیتورینگ و کنترل محیط های مختلف را فراهم می آورند. در کاربردهایی نظیر مانیتورینگ و کنترل محیط، داده های اندازه-گیری شده بدون مشخص بودن مکان سنسورها، بی معنی است. در این پایان نامه یک الگوریتم تطبیقی گسترده بر اساس حداقل مجموع مربعات خطا در حضور نویز اندازه گیری، برای بهینه سازی مختصات مکانی سنسورها، در شبکه های سنسوری چند هاپه ارائه می-شود. در این الگوریتم هر سنسور به صورت تکراری و با توجه به تابع ارزشی تعریف شده مکان اولیه به دست آمده از الگوریتم trilateration را، در گام هایی در جهت مینیمم کردن تابع ارزشی به روز می کند. از ویژگی های این الگوریتم دقت بالا، سطح ارتباطات پایین و سادگی محاسبات که در نتیجه از لحاظ انرژی، زمانی و هزینه مقرون به صرفه می باشد. یک شبکه سنسوری نامنظم را نیز، با استفاده از این الگوریتم مکان یابی نموده ایم. نتایج به دست آمده از شبیه سازی ، نشان دهنده پایداری و کارآیی الگوریتم در مکان یابی شبکه های سنسوری نامنظم، است.

: با توجه به کاربرد گسترده شبکه های حس گری بی سیم در زمینه های علمی، نظامی و پزشکی و ... تحقیقات بسیاری در رابطه با بهینه سازی و بهبود عملکرد لایه های مختلف این شبکه انجام گرفته است. در سالهای اخیر تکنولوژی ساخت قطعات الکترونیکی پیشرفت زیادی کرده است و حسگرهای با اندازههای بسیار کوچک با توان مصرفی کم ساخته شدهاست. اما مشکل عمدهای که بیشتر در شبکههای حسگری بی سیم مطرح است، ذخیره انرژی محدود گرهها میباشد. با توجه به این محدودیت باید پروتکلهای mac و مسیریابی که در این شبکهها مورد استفاده قرار می گیرند از لحاظ انرژی مصرفی یک وضعیت بهینه را داشته باشد. پروتکل leach بیشتر به عنوان یک پروتکل مسیریابی شناخته شده است که با اجرای این پروتکل انرژی مصرفی گره ها در شبکه به میزان قابل توجهی کاهش پیدا میکند. در سالهای بعد از ارائه این پروتکل تلاش هایی در جهت بهینه سازی این پروتکل انجام شده است که این تلاش ها اکثرا در جهت تغییر قسمت یا قسمت هایی از این پروتکل بوده است. در این پروژه هدف معرفی یک پروتکل مسیریابی بر مبنای leach است که سعی شده است با افزودن مقدار کمتری overhead نسبت به پروتکل های دیگر، انرژی مصرفی کل شبکه کاهش پیدا کند. همچنین پس از شبیه سازی این پروتکل عملکرد آن با پروتکل leach و دیگر پروتکل های بر مبنای leach مقایسه شده است

این زیرساخت ها می توانند همان آنتن های گوشی های همراه باشند که این ویژگی ها بر روی آن ها اضافه شدهاست. شبکه های خودرو را می توان در بهترین شکل، به دو بخش کاربرد های امنیتی، و غیر امنیتی تقسیم نمود؛ در هر دو بخش، این شبکه دارای ارسال و دریافت داده است. پارامتر های مخابراتی شبکه به ساختار کلی محیط، سرعت خودرو ها، جابجایی آن ها و هم چنین پارامتر های ساختاری جاده و ترافیک بستگی دارد. شاید وابسته بودن شبکه و پارامتر های آن به جاده و ترافیک بزرگ ترین تفاوت این شبکه با دیگر شبکه ها باشد. اثر ترافیک به گونه ای است که به صورت مستقیم بر خطای بسته-های داده و سرعت رسیدن داده به مقصد تاثیر می گذارد و بر این اساس ترافیک و ساختار آن در پارامتر های شبکه به صورت مستقیم اثر دارد. دراین طرح روش های بهینه سازی آمد و شد بررسی شده و بهبود در این زمینه هدف قرار گرفته است. این بهینه سازی و بهبود ها شاید در مهم ترین حالت، در راستای همگن ساختن شبکه خودرو و همچنین کم نمودن زمان تلف شده در مسیر حرکت خودرو ها است، که در این حالت هم از نظر پارامتر های شبکه و هم از نظر مدیریت شبکه بهبود ایجاد نموده است.

ارتباطات بی سیم برد کوتاه با توان مصرفی پایین، بیشترین تقاضا را بین همه ارتباطات بی سیم دارا است. دستگاه های ارتباطی که بتوانند با یک باتری، بدون نیاز به تعویض آن، به مدت چندین سال به کار خود ادامه دهند، می توانند پیاده سازی کاریرد هایی که در آن ها تعویض باتری غیر ممکن یا بسیار گران است را امکان پذیر سازند. استاندارد ieee 802.15.4/zigbee برای پوشش کاربرد هایی با توان مصرفی پایین و همچنین هزینه نهایی ساخت ارزان، به عرصه تکنولوژی عرضه شده است ؛ بطوری که به علت مدت عملکرد کوتاه این دستگاه هادر زمان روشن بودنشان، که کمتر از 1% می باشد، منبع تغذیه این دستگاه ها سال ها عمر می کند[1] . .امروزه روند طراحی و ساخت این دستگاه ها به سمت یک سیستم روی چیپ ،شامل قسمت-های آنالوگ و دیجیتال سوق پیدا کرده است.پردازنده ی باند پایه یکی از قسمت های مهم فرستنده-گیرنده ی ieee802.15.4/zigbee می باشد که به صورت آنالوگ یا دیجیتال پیاده سازی می شود. در این پایان نامه یک پردازنده ی باند پایه دیجیتال با پیچیدگی بسیار پایین برای این فرستنده-گیرتده در فرکانس 2.45ghz ارائه شده است که عملکرد خوبی در مقابل سایر کارهای انجام شده دارد.پردازتده ارائه شده دارای حجم سخت افزاری بسیار پایینی می باشد و در پیاده سازی سخت افزاری آن از تکنیک های کاهش توان استفاده شده است و می تواند در snr=6.8db به per=1% برسد. این پردازنده ابتدا در نرم افزار matlab و سپس توسط کد verilog به صورت سخت افزاری روی fpga مدل stratix پیاده سازی شده است. همچنین قابل layout وساخت در تکنولوژی 0.18um می باشد.

طی چند سال اخیر استفاده از شبکههای حسگر بیسیم به منظور استفاده در کاربردهای متفاوت از جمله صنایع نظامی، نظارت و کنترل پروسه صنعتی، کنترل کشاورزی، نظارت بر سلامت افراد و ... گسترش یافته است. چنین کاربردهایی لازم میدارد که گرههای حسگری توان مصرفی بسیار پایینی داشته باشند. بنابراین طراحی گرههای حسگری بیسیم که توان مصرفی بسیار پایینی داشته و به این ترتیب قادر به کار با یک باتری به مدت طولانی میباشند، پیشرفت قابل ملاحظهای در گسترش استفاده از این سیستمها را به دنبال خواهد داشت. استاندارد ieee802.15.4/zigbee با هدف کاربردهای کمتوان و هزینهی نهایی ساخت ارزان برای استفاده در شبکههای حسگر بیسیم طراحی شده است. یکی از بلوکهای اصلی یک گره حسگر بیسیم گیرنده رادیویی است، که توان مصرفی قابل ملاحظهای از کل سیستم را به خود اختصاص میدهد. در این پایاننامه مدارات بخش باند پایهی یک گیرنده رادیویی منطبق با مشخصات باند فرکانسی 2.4ghz استاندارد ieee802.15.4/zigbee برای استفاده در شبکههای حسگر بیسیم ارائه شده است. تمامی ساختارها بر پایهی توان مصرفی پایین انتخاب و مشخصات آنها با ارائهی روشهای مداری جدید بهبود داده شدهاند. تمامی مدارات در تکنولوژی tsms cmos 0.18µm طراحی و در نرمافزار cadence rf-spectre شبیهسازی شده است. مدارات باند پایهی طراحی شده با توان مصرفی برابر با 2.9mw در دو مسیر inphase و quadrature از ولتاژ تغذیهی 1.8v تمامی مشخصات لازم در سیستم کل گیرنده که به منظور تأمین نیازمندیهای استاندارد ieee802.15.4/zigbee طراحی میشود را تأمین میکند.

شبکه های حسگری بی سیم یکی از روش های جدیدی است که در سال های اخیر و بیشتر با هدف جمع آوری اطلاعات از محیط و مانیتوریگ مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مسائل مهم موجود در شبکه های حسگری بی سیم مسئله مکان یابی گره های حسگری است به طوری که بدون داشتن اطلاعات از محل گره های حسگری و یا محل پدیده های رخ داده در شبکه، اطلاعات استخراج شده دارای ارزش چندانی نخواهد بود. همچنین بسیاری از کاربرد های موجود در شبکه های حسگری بی سیم نیازمند اطلاعاتی از مکان گره ها هستند. روش های مکان یابی موجود به دو گروه مبتنی بر فاصله و مستقل از فاصله قابل تقسیم بندی هستند. روش های مبتنی بر فاصله عموما دارای دقت بالا و در عین حال قیمت بالا هستند. در مقابل روش های مستقل از فاصله دارای دقت و قیمت پایینی هستند. روش های مکان یابی مبتنی بر توان دریافتی نوعی روش مکان یابی مبتنی بر فاصله است که قیمت تمام شده پایین و در عین حال دقت مناسبی دارند. روش های سنتی مکان یابی مبتنی بر توان دریافتی عموما برد رادیویی گره ها را دایروی فرض می کنند و قدرت تطبیق پذیری پایینی با محیط دارند. به همین دلیل تغییر پارامترهای محیط موجب افزایش خطای مکان یابی در این روش ها می گردد. اگرچه روش هایی همچون شبکه های عصبی، تطبیق منحنی، روش های فازی و نقشه توان دارای قدرت تطبیق پذیری مناسبی با محیط هستند ولی این روش ها نیز به منظور تشکیل مدل به تعداد فراوانی نمونه از محیط نیاز دارند. همچنین این روش ها با محدودیت هایی در توسعه شبکه مواجه هستند. در الگوریتمی که در این پایان نامه ارائه می گردد گره های حسگری مدلی غیر دایروی را برای برد رادیویی خود تشکیل می دهند. این مدل بر اساس محیطی که گره در آن قرار گرفته است تشکیل می گردد و تطبیق پذیر می باشد. مدل ارائه شده با گذر زمان قابل تجدید بوده و به این ترتیب با تغییر پارامترهای محیط خطای مکان یابی افزایش نمی یابد. روش ارائه شده نیازی به تعداد زیادی نمونه از محیط برای تشکیل مدل ندارد. شبیه سازی ها نشان می دهد که الگوریتم مکان یابی معرفی شده خطای مکان یابی کمتری را در مقایسه با روش های سنتی تولید می کند و در عین حال قادر به مکان یابی درصد بیشتری از گره های حسگری است. شبیه سازی ها نشان می دهد که الگوریتم ارائه شده در چگالی های پایین گره های حسگری دارای کارایی بهتری در مقایسه با روش های سنتی و به خصوص روش های مستقل از فاصله است. مدل های استخراج شده توسط گره های حسگری در الگوریتم ارائه شده علاوه بر کاربردی که در مکان یابی دارند می توانند ویژگی های کلی محیط اطراف گره های حسگری را نیز مشخص کنند.

پوشش و اتصال دو معیار مهم کیفیت سرویس شبکه‏های حس‏گر عمل‏گر بی‏سیم هستند. در این پایان‏نامه روشی برای فراهم کردن حداکثر پوشش ضمن حفظ اتصال ارائه شده است. شبکه شامل تعدادی عمل‏گر متحرک و مجهز به حس‏گر جهت نظارت بر محیط توزیع شده است. با توجه به مشکلات روش‏های متمرکز نظیر وجود گلوگاه و عدم تحمل‏پذیری در برابر خطا، هدف طراحی الگوریتمی توزیع شده‏ است که از معیارهای پوشش و اتصال به صورت هم‏زمان هم‏زمان پشتیبانی کند. با فرض کردن نواحی حسی و ارتباطی به صورت دوایری به مرکزیت گره‏ها و با دانستن این مطلب که فاصله‏ بین دو گره همسایه، با انرژی مصرف شده، کیفیت پیوند ارتباطی و پوشش کلی شبکه، رابطه‏ مستقیمی دارد، ابتدا فاصله‏ مطلوبی برای دو گره همسایه محاسبه می‏شود. هرکدام از پارامترهای اتصال و پوشش در تعیین این مقدار موثرهستند. هر عمل‏گر با دانستن موقعیت خود و همسایگانش سعی می‏کند فاصله‏اش تا همسایگانش را حتی‏المقدور به فاصله‏ مطلوب نزدیک کند بدین منظور برای هر عمل‏گر تابع خطایی در نظر گرفته شده و با توجه به فواصل موجود، خطایی برای موقعیت فعلی عمل‏گر بدست می‏آید. سپس هر عمل‏گر با توجه به مقدار خطای موجود، موقعیت خود را برای کاهش خطا با استفاده از الگوریتم گرادیان نزولی اصلاح می‏کند. با اجرای این الگوریتم ضمن حفظ اتصال پوشش حسی عمل‏گرها بیشینه شده‏ که این مطلب هدف غایی این پایان‏نامه است.

از جمله مشکلات مخابرات نقطه به نقطه، پیدا کردن ظرفیت کانال بین آن دو نقطه است. مسئله ی دیگر ساختن کدهایی است که برای رسیدن به این ظرفیت لازم است؛ مخصوصا در حالتی که اطلاعات موجود در رابطه با شبکه ها کم می باشد. به عنوان مثال ظرفیت کانال رله ای دوطرفه ی بی سیم، معلوم نمی باشد و این وضعیت برای شبکه های سیمی نیز خیلی متفاوت نیست. به این منظور، در این پایان نامه کدینگ شبکه را بررسی می کنیم؛ چرا که کدینگ شبکه روش موثری برای رسیدن به ظرفیت منبع چند پخشی است. هم چنین کدینگ شبکه معین و کدینگ شبکه تصادفی را برای مخابره ی اشتراکی با منابع و مقصدهای چندگانه بررسی می کنیم. در این پایان نامه پیشنهاد می گردد کدینگ شبکه معین و تصادفی را با استفاده از مفهوم dmt نشان ببریم. روش ارائه شده بیشترین مرتبه دایورسیتی را در قبال کاهش کم نرخ مالتی پلکسینگ به دست داده و با بررسی شرایط لازم وکافی برای به دست آوردن بیشترین مرتبه ی دایورسیتی نشان خواهیم داد که وقتی از یک کد سیستماتیک با بیشترین فاصله جداشدنی (mds)به عنوان ماتریس کدینگ شبکه استفاده شود، بیشترین دایورسیتی قابل دستیابی است. هم چنین دو روش برای تولید ماتریس های کدینگ شبکه ارائه خواهیم کرد: استفاده از ماتریس های کوشی و ماتریس های واندرموند. و در نهایت روش انتخاب رله را نیز بررسی کرده ونشان می دهیم که رسیدن به دایورسیتی چندبرابری نیز امکان پذیراست.

یکی از تکنیک هایی که برای غلبه بر فیدینگ در کانال های بی سیم مورد استفاده قرار می گیرد استفاده از روش ofdm می باشد که باعث شده است نرخ ارسال داده در این کانال ها افزایش چشم گیری داشته باشد. این تکنیک در کنار مزایای زیادی که دارد یکی از معایب اصلی آن بوجود آمدن پیک های بزرگ ناخواسته در سیگنال حوزه ی زمان ofdm می باشد که این پدیده ناشی از هم فاز بودن مولفه های فرکانسی است. بنابراین مشکلاتی را در طبقات تقویت کننده ی غیر خطی و adc ایجاد کرده و کارایی سیستم را پایین می آورد. لذا وجود تکنیک های خطی و غیر خطی لازم است که بتواند بازه ی دینامیکی سیگنال را در حد قابل قبولی پایین آورد تا بتوان بر اساس آن ماکزیمم دامنه سیگنال بدست آمده را کاهش داد. روش های زیادی در این زمینه وجود دارد که استفاده از توابع غیر خطی یکی از این تکنیک ها می باشد. در این پایان نامه چند تابع غیر خطی معرفی خواهد شد که با استفاده از آن ها قادر خواهیم بود پیک های ناخواسته سیگنال ofdm را تا اندازه قابل توجهی کاهش دهیم. توابع پیشنهادی این پایان نامه در عین سادگی دارای کارایی بالایی خواهند بود.

مالتی پلکسینگ تقسیم فرکانسی متعامد (ofdm)، یکی از انواع مدولاسیون های چند حاملی محسوب می شود که در مقابله با اثرات انتشار چند مسیره بسیار کارا می باشد. مشکل اصلی سیگنال ofdm "نسبت توان بیشینه به توان متوسط" (papr) بالا می باشد. روش های متعددی برای کاهش papr پیشنهاد شده است و طرح نگاشت انتخابی (slm) یکی از مشهورترین آنها می باشد. در slm، اندیس اطلاعات جانبی (si) می بایست حتماً ارسال گردد تا بازیابی بلوک داده اصلی در سمت گیرنده امکان پذیر شود و این امر باعث کاهش نرخ ارسال می شود. اگر گیرنده نتواند اندیس si را بصورت صحیح بازیابی کند، بلوک داده از بین خواهد رفت. سرویس ugs (unsolicited grant service) در بالاترین اولویت رده های کیفیت سرویس (qos) در استاندارد ieee 802.16 قرار دارد. ugs به سرویس های نرخ بیت ثابت اختصاص دارد و در آنها بسته های داده با اندازه ثابت در بازه های تناوبی ارسال می شوند. بنابراین، طراحی الگوریتم کاهش papr بدون اطلاعات جانبی، منجر به افزایش نرخ بیت ارسال می شود که برای این سرویس از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. در این رساله، به منظور حذف ارسال جداگانه اندیس si، روش هایی بر اساس دنباله های شبه تصادفی پیشنهاد می گردد. در روش های پیشنهادی، توان برخی از سمبل های داده با توجه به این دنباله ها افزایش داده می شود که بیانگر اطلاعات جانبی می باشند. گیرنده با کشف مکان این سمبل ها می تواند داده اصلی را استخراج کند. روش های مطرح شده، مبتنی بر دنباله m، دنباله lcg و دنباله mrg می باشند و به ترتیب، m-slm ، lcg-slm و mrg-slm نامیده می شوند. برای اثر بخشی بیشتر این روش ها، تغییراتی در ایجاد بردارهای فاز، داده می شود و papr بصورت قابل ملاحظه ای کاهش می یابد.

برای آنکه سمبل های ارسال شده به درستی در گیرنده آشکار شود، نیاز به شناخت کانال داریم، لذا شناخت و تخمین کانال در طراحی سیستم های mimo-ofdm نقش مهمی دارد. روشی که در این پژوهش برای تخمین کانال‏ های mimo-ofdm معرفی شده است تکنیک موسوم به rvm است. rvm یک تکنیک یادگیری ماشین است که از استنتاج بیزین برای دستیابی به راه حل های با حجم محاسباتی کم برای مسائل رگرسیون و دسته بندی استفاده می کند. در این روش یک مجموعه داده به نام مجموعه آموزشی و یک مجموعه ی دیگر به نام مجموعه هدف داربم که در نهایت به دنبال ایجاد مدلی هستیم که وابستگی هدف به ورودی را نشان دهد.

اتلاف طیف با ارزش فرکانسی، ناشی از سیاست تخصیص ثابت فرکانس به کاربری های مختلف، روش های جدیدی برای استفاده از فضاهای خالی طیف مجوزدار، برانگیخته است. برای استفاده کاربران بیشتری از طیف فرکانسی، در مواقعی که کاربران مجاز از آن استفاده نمی کنند، کاربران دیگری می توانند به آن طیف دسترسی داشته باشند، که به اصطلاح، کاربران ثانویه نام دارند. شبکه های رادیو شناختگر با بهره بردن از تجهیزاتی همچون رادیو نرم افزاری می توانند فضای خالی طیف را شناسایی و به طور مداوم فرکانس کاری خود را تغییر دهند. پروتکل زیر لایه دسترسی به رسانه هر شبکه، قسمت اصلی برای عملکرد آن است که دسترسی چندین کاربر به رسانه را ممکن می سازد. پروتکل زیر لایه mac شبکه های بی سیم رایج مسئول پاسخگویی به بسیاری از موارد و مشکلات شبکه های بی سیم از جمله: نحوه تشکیل شبکه و ملحق شدن ایستگاه ها، تصادم بین کاربران، همزمان شدن کاربران و مسأله پایانه پنهان در شبکه و... است. پروتکل های پیشین، تنها قابل اجرا در محیط های تک کاناله با فرکانس های مشخص هستند و برای شبکه های رادیو شناختگر با توجه به ویژگی های تعریف شده و ذات چند کاناله بودن رسانه، نیاز به پروتکل های جدید حس می شود. پروتکل های فراوانی در این زمینه معرفی شده اند و هرکدام روی نیازهای خاصی از شبکه رادیو شناختگر، تمرکز داشته اند. پیچیدگی بالا، عدم تضمین ملاقات گره ها روی یک کانال مشترک و نیز آسیب پذیری در برابر حمله های شبکه ای از جمله ضعف های پروتکل های پیشین است. در این پژوهش پروتکل mac جدیدی برای شبکه رادیو شناختگر ارائه شده است که مسأله پایانه پنهان چندکاناله را حل کرده و ملاقات گره ها را روی یک کانال کنترلی مشترک، با حفظ پیچیدگی پایین، تضمین می کند.

در این پایان نامه سعی بر این است که طرحی جامع برای ارسال در کانال صوتی زیرآبی، پیشنهاد شود که در آن بتوان از مزایای چند روش موثر بر کاهش خطا و افزایش اطمینان پذیری، به صورت توام بهره برد تا عملکرد سیستم ارتباطی را بهبود یابد. بنابراین در طرح پیشنهادی ابتدا از تبدیل متعامد هادامارد برای ایجاد تعامد دو به دوی سمبل های تولیدی در مدولاتور استفاده می گردد. سپس از مزیت های سیستم تسهیم تقسیم فرکانسی متعامد (ofdm) در مقابله با اثرات فرکانس گزینی کانال صوتی زیرآبی سود برده شده است. طرح دایورسیتی ارسال الموتی به عنوان ساده و کاراترین روش ایجاد دایورسیتی نیز باعث کاهش چشمگیر اثر چندمسیری کانال می شود، بنابراین بلوک های خروجی ofdm همانند سمبل ورودی برای طرح الموتی پایه، مورداستفاده قرار گرفته اند. تولید داده های ارسالی توسط هر آنتن در هر بازه زمانی توسط کد کننده الموتی خاصی که در طرح پیشنهادی تعریف شده است، صورت پذیرفته است. کانال صوتی زیرآبی نیز به صورت فرکانس گزین زمان گزین تعریف شده است. در گیرنده نیز طرح ترکیب الموتی، با فرض اطلاع کامل از کانال اجرا و به داده های اصلی منتج می شود. در پایان نیز به کمک شبیه سازی بهبود عملکرد کانال در طرح پیشنهادی را در مقایسه با طرح ofdm پایه و ofdm الموتی نشان داده خواهد شد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.