با توجه به احساس کمبود طیف در ارتباطات بی¬سیم، به¬دلیل حضور سرویس¬ها و تکنولوژی¬های بی¬سیم جدید و نیز افزایش تقاضای استفاده از طیف فرکانسی، روش¬ها و تکنیک¬های جدیدی برای به-کارگیری فضاهای استفاده نشده از طیف ارائه شده است. رادیوی هوشمند به عنوان راه حلی برای استفاده از فضاهای خالی طیف مطرح می¬شود. از طرفی، نقش طیف¬سنجی در یک حسگر بی¬سیم هوشمند، تشخیص بخش¬های طیف اشغال نشده با سرعت و دقت کافی می¬باشد. عدم دقت در نتایج طیف¬سنجی، می¬تواند منجر به تداخل با کاربر اولیه شود و یا فرصت استفاده از حفره¬های طیف را از بین ببرد. همچنین، با توجه به این¬که گره¬های حسگر با باطری تجهیز می¬شوند و امکان تعویض این باطری¬ها در خیلی ازموارد امکان¬پذیر نمی¬باشد، در نتیجه مصرف انرژی از اهمیت خاصی در حسگرها برخوردار است. عواملی مانند افت مسیر، محوشدگی چند مسیره و سایه انداختن، ممکن است باعث آشکارسازی نامطمئن سیگنال اولیه شوند، طیف¬سنجی همکارانه برای غلبه بر این مشکلات مطرح گردید. به عبارت دیگر، این روش احساس¬کردن، به معنی گستراندن چندین آشکارساز و استفاده از اطلاعات احساس¬کردن توزیعی با یک روش همکارانه برای آشکارسازی دقیق¬تر سیگنال¬های اولیه می¬باشد. با توجه به مطالب بیان شده، در این رساله، ابتدا یک روش برای طیف¬سنجی همکارانه در شبکه-های حسگر بی¬سیم هوشمند در محیط¬های دارای محوشدگی سیگنال به نحوی ارائه می¬گردد که با انتخاب حسگرهای مناسب برای طیف¬سنجی، مصرف انرژی بهینه شده و عملکرد سیستم از نظر احتمال آشکارسازی درست و احتمال آشکارسازی غلط در حد قابل قبولی باشد. موضوع قابل توجه دیگر که در این رساله به آن پرداخته می¬شود مسئله طول عمر شبکه می¬باشد به طریقی که با انتخاب حسگرهای مناسب در حین افزایش طول عمر شبکه و نیز بهبود عملکرد سیستم، به کاهش مصرف انرژی در هنگام طیف¬سنجی توجه گردد. هدف دیگر، افزایش قابلیت گذردهی در این شبکه¬ها در هنگام بهینه سازی مصرف انرژی می¬باشدکه در این رساله مدنظر قرار می¬گیرد . برای رسیدن به این اهداف، از روش¬های متفاوتی مانند خاموش و روشن کردن حسگرها ، خوشه¬بندی و تنظیم سطح آستانه آشکارسازی استفاده می¬شود. این روش¬ها باعث بهبود قابل توجهی در مصرف انرژی در هنگام طیف¬سنجی می¬شوند. در این رساله با توجه به روش¬های ریاضی و الگوریتم¬های مطابق با آن، مشخص می¬گردد که کدام گره¬ها در سنجش طیف شرکت می¬کنند و کدام گره به عنوان سرخوشه نتایج همه گره¬های طیف¬سنج را به مرکز مدیریت ارسال (fc) می¬نماید. در انتخاب گره¬ها به کمینه¬سازی انرژی و عملکرد سیستم دقت می¬شود. یعنی همه حسگرها در احساس¬کردن و ارسال نتایج آن شرکت نمی¬کنند بلکه حسگرهایی طیف¬سنجی و ارسال نتایج به مرکز مدیریت (fc) را انجام می¬دهند که به کمینه¬سازی انرژی و بهبود عملکرد سیستم کمک کنند. توجه به این نکته ضروری است که حل ریاضی مسئله، با در نظر گرفتن کانالهای مستقل برای هر گره حسگر و وجود پارامترهای گسسته در آن (مانند اندیس تخصیص که می¬تواند صفر یا یک به-ترتیب برای عدم شرکت درطیف¬سنجی و شرکت در طیف¬سنجی باشد) پیچیده می¬باشد در حالی¬¬که در اکثر تحقیقات، با یکسان در نظر گرفتن شرایط کانال، حل مسئله را بسیار ساده کرده¬اند. در این رساله، در ابتدا فرض می¬شود که سیگنال به نویز لحظه¬ای برای هر حسگر شناخته شده است و براساس آن الگوریتم¬های انتخاب حسگرها و سرخوشه ارائه می¬گردند. اما در واقعیت، اندازه¬گیری سیگنال به نویز لحظه¬ای کار بسیار سختی است لذا در گام بعدی فرض می¬شود که تنها متوسط سیگنال به نویز هر حسگر شناخته شده است. تنها دانستن مکان حسگرها و در بدترین حالت، تصادفی بودن مکان قرارگیری حسگرها مانند مکان کاربر اولیه نیز از جمله فرضیاتی است که برای حل مسائل در نظر گرفته می¬شوند. در این رساله، برای هریک از سناریوها یک مسئله بهینه¬سازی شکل گرفته و به حل آن پرداخته می¬شود. مقایسه نتایج شبیه¬سازی¬ها نشان¬دهنده آن هستند که با الگوریتمهای پیشنهادی ، به¬طور متوسط 57 درصد در مصرف انرژی صرفه¬جویی می¬شود، در حدود 80 درصد طول عمر شبکه بهبود می¬یابد و در صورتی¬که مسئله جواب ممکن داشته باشد در 90 درصد موارد آن¬را پیدا می¬کند.

تخمین دنباله اطلاعات ارسالی با استفاده از معیار mlse که توسط الگوریتم ویتربی قابل پیاده سازی است ، به عنوان روش بهینه برای تضعیف اثر isi شناخته شده است . اما اشکال عمده این روش آن است که نیاز به انجام محاسبات زیادی دارد و به همین دلیل استفاده از الگوریتم ویتربی در سمت گیرنده، مانعی عمده بر سر راه پردازش سریع اطلاعات دریافتی به شمار می رود. بالا بودن میزان محاسبات ، محققان را بر آن داشته است تا به دنبال الگوریتمها و یا ساختارهایی باشند که ضمن کاهش پیچیدگی محاسباتی الگوریتم ویتربی، تا حد امکان از کیفیت عملکرد سیستم کاسته نشود. دستیابی به هدف فوق الذکر در سیستم مخابرات سیار gsm، اساس کار این تحقیق را تشکیل می دهد. کاهش پیچیدگی الگوریتم ویتربی در سیستم gsm از دو جنبه مورد بررسی قرار گرفته است : در مرحله اول با استفاده از یک مدل خطی از مدولاسیون فاز پیوسته (cpm) و تقریب سیگنال gmsk که مدولاسیون مورد استفاده در سیستم gsm است و حالت خاصی از مدولاسیونهای فاز پیوسته به شمار می رود، ساده سازی قابل توجهی در محاسبه متریکها در الگوریتم ویتربی انجام گرفته است . در مرحله دوم به کاهش تعداد گره های مورد پردازش در دیاگرام trellis توجه شده است و در این راستا، راهکارهای متفاوتی نیز مورد بررسی قرار گرفته اند. در پایان، نتایج حاصل از این پایان نامه در قالب دو الگوریتم برای کاهش پیچیدگی همسان ساز ویتربی در سیستم gsm ارائه شده است . شبیه سازیهای انجام شده نشان می دهد که کیفیت عملکرد این الگوریتمها در مقایسه با الگوریتم ویتربی معمولی، کاهش محسوسی ندارد ضمن اینکه حجم عملیات مورد نیاز برای اجرای الگوریتمها کاهش یافته است .