در نهان نگاری، اطلاعات پیام در یک محیط دیجیتال به گونه ای نهفته می شود که می تواند به عنوان یک محتوای دیجیتال معمول مورد استفاده و توزیع قرار گیرد، حال آنکه حامل یک پیام مخفی می باشد. اگر محیط دیجیتال از نوع صوت باشد، اصطلاح نهان نگاری صوت مطرح می شود. در این پایان نامه یک روش نهان نگاری برای سیگنال های صوتی پیشنهاد می گردد و عملکرد روش به صورت تحلیلی بررسی می شود. روش پیشنهادی بر پایه روش طیف گسترده که از متداول ترین روش های نهان نگاری می باشد، ارائه می شود و جزء الگوریتم های کور حوزه زمان می باشد که از طریق تغییر دادن و دستکاری نمودن خود نمونه های سیگنال میزبان در حوزه زمان، پیام را در آن نهان می نمایند. در این روش جهت قرار دادن نشانه در سیگنال صوت، از سیگنال های chirp بالا رونده و پایین رونده استفاده می شود که بدون نیاز به محاسبه میزان دامنه قابل قبول برای نامحسوس نمودن تغییرات اعمالی توسط has، از خواص آن استفاده می نماید و کیفیت را تضمین می کند. از ویژگی های روش پیشنهادی، قابلیت پیاده سازی در انواع فایل های صوتی اعم از موزیک یا صحبت، سادگی پیاده سازی و بلادرنگ بودن الگوریتم می باشد.

امروزه ارتقای شبکه های مخابراتی بی سیم ازجایگاه ویژه ای برخوردار است و به طرزی روزافزون رو به گسترش می باشد. در طراحی شبکه های نوین مخابراتی، عمده تلاش ها تا به حال بر روی روش های مدولاسیون وکدینگ متمرکز بوده است. اما بخشی که اخیراً مورد توجه قرار گرفته است، تکنولوژی های مرتبط با آنتن های آرایه ای هوشمند می باشد. استفاده ازآنتن-های هوشمند یا به عبارت دیگر فیلترینگ فضایی بین کاربرانی که از یک باند فرکانسی مشترک استفاده می کنند، تمایز ایجاد می کند. آنتن های هوشمند با شکل دهی پرتو باعث حذف تداخل و افزایش sinr(signal to interference and noise ratio) می شوند. هدف این پایان نامه ارائه یک روش جدید شکل دهی پرتو وفقی باند پهن فضا- زمان با استفاده از توابع متعامد است. بدین منظور در ابتدا مروری جامع بر فعالیت های انجام شده در زمینه شکل-دهی پرتو باند پهن خواهد شد. در ادامه به دلیل استفاده از توابع متعامد لاگر در طراحی شکل-دهنده پرتو پیشنهادی، در فصلی مجزا توابع و فیلترهای لاگر به عنوان یکی از توابع متعامد مهم در مبحث پردازش سیگنال ها و سیستم ها به طور کامل معرفی و تجزیه و تحلیل شده اند. فیلترهای لاگر از توابع متعامدی با همین نام استخراج شده و فیلتر های با پاسخ ضربه نامحدودی (iir) هستندکه دارای تنها یک قطب می باشند. استفاده از فیلترهای لاگر موجب کاهش تعداد ضرایب و حجم محاسباتی و نیز افزایش عمق نال ها(null) در محل تداخلات در مقایسه با شکل دهنده پرتو فضا- زمان متداول با فیلترهای fir خواهد شد. از طرف دیگر این روش به دلیل محاسبه off-line تنها قطب موجود درساختار فیلترهای لاگر برخلاف دیگر شکل دهنده های پرتو با فیلترهای iir دچار حجم محاسباتی بالا برای وفقی سازی قطب ها نمی شود. همچنین بدلیل پایداری ذاتی فیلترهای لاگر، مشکل ناپایداری قطب ها برخلاف روش های iir موجود وجود نخواهد داشت. از مزایای دیگر روش ارائه شده می توان به هموار بودن پاسخ فرکانسی در تمام بازه فرکانسی و سرعت همگرایی بالای روش ارائه شده با فیلترهای لاگر در فرآیند وفقی سازی بردار وزن ها اشاره کرد. درنهایت شکل دهنده پرتو ارائه شده به دلیل استفاده از پردازش وفقی در محاسبه بردار وزن های آرایه، قادر به ردیابی (tracking) سیگنال جهت مطلوب در تغییر ناگهانی آن به جهات مختلف می باشد.

سیستم هایofdm علی رغم مقاومت بالایی که در برابر اثرات مخرب کانال های مخابراتی از خود نشان می دهند، به شدت نسبت به اثر تداخل منابع دیگر حساس اند. روش های شکل دهی پرتو به منظور مقابله با اثرات تداخل در این سیستم ها پیشنهاد شده اند. این روش ها عموماً به روش هایpre-fft(پردازش در حوزه زمان)، post-fft (پردازش در حوزه فرکانس) و روش های ترکیبی زمان فرکانس و فضا زمان تقسیم می شوند.که در این روش ها شکل دهی پرتو در گیرنده صورت می گیرد. از طرفی ساختار mimo از طریق خاصیت های چون چندگانگی، ادغام بودن(تسهیم) و بهره آرایه می تواند باعث بهبود ظرفیت کانال مخابراتی شود. در این پایان نامه با توجه به خصوصیات ساختار mimo، از چندین آنتن برای ارسال منبع مطلوب استفاده می شود از طرفی شکل دهی پرتو به صورت هم زمان در آنتن های فرستنده و گیرنده انجام می گردد. نشان داده شده است که روش پیشنهادی به دلیل ساختار mimo و شکل دهی پرتو هم زمان در آنتن های گیرنده و فرستنده، در تمامی شرایط عملکرد بهتری نسبت به روش های فضا- زمان، زمان- فرکانس دارد. بخصوص زمانی که منابع نسبت به هم نزدیک باشند عملکرد روش های دیگر نسبت به روش پیشنهادی بیشتر کاهش می یابد

تخمین جهت سیگنال بخش مهمی از پردازش های آرایه ای را تشکیل می دهد و کاربرد های زیادی در زمینه رادار، سونار، مخابرات بیسیم و ... دارد. الگوریتم های تخمین جهت سیگنال باند باریک زیادی در این زمینه وجود دارد. از آنجایی که امروزه کاربرد سیگنال های باند پهن روز به روز در حال افزایش است و به طور مستقیم نمی توان از الگوریتم های تخمین جهت باند باریک برای تخمین جهت سیگنال باند پهن استفاده کرد، الگوریتم های تخمین جهت سیگنال های باند پهن ارائه شدند. دسته ای از الگوریتم های تخمین جهت سیگنال باند پهن، روش های ناهمدوس می باشند. از جمله معایب این روش ها قدرت پایین آن ها در تخمین جهت سیگنال های همفاز می باشد. روش پیشنهادی اولی که در این پژوهش ارائه شد جز روش های تخمین جهت ناهمدوس محسوب می شود که توانسته است بر این مشکل غلبه کرده و در تخمین جهت سیگنال های همفاز عملکرد خوبی داشته باشد. روش های حوزه زیرفضا دسته ای دیگر از روش های تخمین جهت سیگنال محسوب می شوند و درصورتی که طول سیگنال کوتاه باشد این روش ها کارایی خوبی ندارند. روش پیشنهادی دوم که در این پژوهش ارائه شده است توانسته است بر این مشکل غلبه کند و در طول سیگنال پایین به خوبی جهات سیگنال را تشخیص بدهد.

روش رفع نویز میانگین های غیر محلّی توجه بسیاری از صاحب نظران را به خود جلب کرده است. از جمله محاسن این روش می توان به کیفیت کمّی و کیفی نتایج و سادگی پیاده سازی اشاره کرد. وجود مشکلات و کاستی هایی در این روش، انگیزه اصلی برای تألیف این پایان نامه می باشد. می توان آثار نامطلوب در نواحی هموار تصویر، باقی گذاشتن نویز نزدیک لبه های تیز تصویر و زمان اجرای طولانی را از مهم ترین مشکلات این روش نام برد. در این پایان نامه با ارائه چهار روش سعی در رفع این مشکلات داریم. در رهیافت اوّل از انرژی محلّی برای تبدیل تصویر به دو ناحیه هموار و غیر هموار استفاده می کنیم. سپس در روش پیشنهادی اوّل ناحیه هموار را با یک فیلتر گوسی وفقی و نواحی غیر هموار را با روش میانگین های غیر محلّی رفع نویز می کنیم. بدین صورت علاوه بر حذف آثار نا مطلوب در نواحی هموار ، سرعت رفع نویز به صورت چشمگیری افزایش می یابد. در روش پیشنهادی هردو ناحیه با روش میانگین های غیر محلّی رفع نویز می شود، با این تفاوت که در نواحی غیر هموار ضریب فیلتر به صورت محلّی تنظیم می شود در حالی که این ضریب به صورت سراسری در سایر نواحی تصویر تنظیم می شود. حسن این روش رفع نویز باقی مانده نزدیک لبه های تیز موجود در تصویر است. رهیافت دوم بر اساس استفاده از الگوها است. روش سوم به منظور رفع نویز باقی مانده در اطراف لبه های تیز تصویر ارائه شده است. ایده اصلی استفاده از یک کرنل یا الگوی وفقی شده با تصویر است که جایگزین کرنل گوسی استفاده شده در روش اصلی است. نشان داده خواهد شد که این روش نتایج بهتری نسبت به روش دوم ارائه می کند. جالب ترین روش پیشنهادی روش چهارم است که با الهام از پیشنهاد بویک برای کاهش بار محاسباتی کدینگ ویدئو و تصویر، برای کاهش بار محاسباتی و افزایش کیفیت نتایج روش میانگین های غیر محلّی ارائه می گردد. در این روش یک سری از الگو های از پیش تعیین شده بر نواحی مختلف تصویر منطبق می شوند و با استفاده از آن ها بعد محاسباتی روش کمتر می شود. جالب اینجاست که بدین صورت علاوه بر افزایش سرعت روش میانگین های غیر محلّی، کیفیت نتایج نیز به صورت قابل توجهی افزایش می یابد. در انتهای این پایان نامه با استفاده از معیار های مختلف عملکرد مناسب روش های پیشنهادی با دیگر روش های به روز مقایسه میشود.

امروزه رشد فزاینده¬ی تقاضا برای سیستم¬های بی¬سیم، باعث توسعه و انجام تلاش¬های جدی در زمینه¬ی طراحی فرستنده و گیرنده¬ها شده است. کاهش هزینه،کاهش مصرف توان، کاهش پیچیدگی،کاهش اندازه و همچنین قابلیت مجتمع سازی بیشتر از نکات اساسی مورد توجه طراحان بوده است. در میان معماری¬های پیشنهادی، گیرنده تبدیل مستقیم، همواره به عنوان یکی از بهترین گزینه¬ها برای ایجاد هم زمان این ویژگی¬ها، مد نظر قرار گرفته است. علاوه بر این، گیرنده¬های تبدیل مستقیم گزینه¬ی بسیار مناسبی برای استفاده به عنوان قسمت آنالوگ ابتدایی و انتهایی گیرنده و فرستنده در طراحی رادیو نرم افزاری است. به هر حال تحقق گیرنده¬های تبدیل مستقیم محدودیت¬های مهمی از جمله عدم تعادل مولفه¬ی هم فاز و متعامد، آفست جریان مستقیم، نویز فلیکر، نشت سیگنال lo و ... را به دنبال دارد ofdm معمولاً برای ارسال با نرخ اطلاعات بالا در مخابرات بی¬سیم مورد استفاده قرار می¬گیرد و به دلیل پهنای باند بیشتر، در برابر محوشدگی کانال های frequency_selective موثر می¬باشد. در گیرنده تبدیل مستقیم و در سیستم ofdm عدم تعادل فاز و دامنه در مسیرهای هم¬فاز و متعامد (iq) باعث ایجاد تداخل آینه¬ای در زیر حامل¬ها می¬شود و همچنین آفست فرکانس حامل cfo باعث می¬گردد تا تداخل بین حامل¬ها ایجاد شود. بنابراین تخمین و جبران cfo ، عدم تعادل iq یک مسئله مهم در این نوع گیرنده¬ها می¬باشد. در این پایان نامه دو روش بر پایه ارسال یک دنباله ابتدایی برای تخمین cfo پیشنهاد می¬شود و همچنین دنباله ابتدایی طوری طراحی شده است که پارامترهای عدم تعادل با استفاده از روش lse، تخمین زده ¬شوند. در روش پیشنهادی پاسخ فرکانسی کانال انتقال نیز همزمان تخمین زده می¬شود. در این روش تخمین با ارسال دو دنباله ابتدایی مشابه صورت می¬گیرد و روش پیشنهادی از حجم محاسباتی پایینی برخوردار است. همچنین نتایج شبیه سازی نشان می¬دهد که تخمینگر پیشنهادی می¬تواند کارایی قابل قبولی برای زمانی که عدم تعادل iq و cfo شدید باشند و کانال انتقال نیز، کانال چند مسیره همراه با محوشدگی باشد، ارائه کند.

هدف اولیه شناسایی سیستم، بدست آوردن پارامترهای ناشناخته معادلات دینامیکی سیستم با استفاده از اطلاعات اندازه گیری شده می باشد.در این پایان نامه دو روش حداقل مربعات و الگوریتم ژنتیک برای شناسایی سیستم های مقیاس دار گسسته با استفاده از توابع متعامد گسسته چبیشف و والش ارائه شده است. و همچنین برای شناسایی این سیستم ها در فضای حالت نیز از روش زیرفضا استفاده شده است.