با پیشرفت سریع مخابرات بی سیم تعداد بیشماری سیستم های ارتباطی در باندهای مجوزدار و بدون مجوز به وجود آمده اند که برای کاربردهایی مثلgsm استفاده می گردند. بر اساس گزارش سازمان جهانی مخابرات ، تعداد زیادی از این باندهای فرکانسی، در زمان و مکان های مختلف بدون استفاده هستند]1.[ این مساله باعث شده است که طیف فرکانسی به طور مناسبی مورد بهره وری قرار نگیرد. برای آنکه دسترسی به باندهای فرکانسی به صورت پویا امکان پذیر باشد، تکنولوژیی به نام رادیوی هوشمند به وجود آمده است که باعث افزایش ظرفیت در سیستم های مخابراتی بدون سیم می گردد. این سیستم از دو نوع کاربر تشکیل شده است.کاربران اولیه و کاربران ثانویه . کاربران ثانویه کاربرانی هستند که مجوز استفاده از باندهای فرکانسی را ندارند؛ به این معنی که طیف فرکانسی خاصی به آن ها اختصاص داده نشده است. کاربران اولیه دارای مجوز استفاده از باندهای فرکانسی می باشند. سیستم های رادیوشناختی این امکان را به وجود می آورند که کاربران ثانویه بتوانند از باندهای فرکانسی کاربران اولیه البته در زمان ها و مکان هایی که کاربران اولیه به باندهای فرکانسی نیازی نداشته باشند، استفاده نمایند.

به دلیل اهمیت و کاربردهای روزافزون مخابرات زیر آب، بررسی محیط انتشار و قوانین حاکم بر انتشار صوت در زیر آب بسیار مهم می باشد و از آنجا که انجام آزمایش های عملی در محیط دریا بسیار مشکل و پرهزینه است ارائه ی مدلی از کانال مخابراتی زیر آب بسیار سودمند و پرکاربرد می باشد. علاوه بر آنکه وجود مدل کانال زیر آب نیاز به انجام آزمایش های عملی را بسیار محدود می کند، به وسیله ی این مدل می توان روش های پردازش سیگنال را بر روی سیستم های مختلف آزمایش کرده و عملکرد آن ها را تحلیل و اقدام به بهبود آن ها نمود. منظور از مدل کردن کانال آن است که با داشتن مشخصات کانال زیر آب بتوان پاسخ کانال را بدست آورد به نحوی که با دادن ورودی دلخواه به این مدل بتوان خروجی کانال را بدست آورد. در این پایان نامه علاوه بر بررسی حالت غیرتصادفی و ساکن کانال، بیشترین توجه خود را روی تغییرات آماری کانال متمرکز کرده ایم. ابتدا به بررسی مختصری در مورد مشخصه های مهم در مخابرات زیر آب پرداخته و سپس مدل های ارائه شده در منابع برای انتشار صوت در زیر آب را بررسی می کنیم. در ادامه ی پایان نامه به بررسی برخورد موج صوتی با سطح متلاطم دریا می پردازیم و توزیع موج پراش شده از سطح را بررسی کرده و تابع چگالی موج پراش شده را به صورت تحلیلی و برای حالتی که دامنه ی نسبی تلاطم دریا زیاد نباشد، بدست می آوریم. برای بدست آوردن تابع چگالی احتمال موج پراش شده از سطح دریا، لازم است که از یک مدل مناسب برای مدل کردن تلاطم سطح دریا استفاده شود که ما نیز همین کار را انجام داده ایم. در شرایط میدان دور، می توان با قدری تقریب این تابع چگالی احتمال را به صورت ساده تری محاسبه کرد که این کار نیز در پایان نامه صورت گرفته است. کار دیگری که در این پایان نامه صورت گرفته است، بدست آوردن میانگین موج صوتی پراش شده از سطح دریا در شرایط مختلف سرعت باد و مکان دریا، و با فرض تصادفی بودن عمق فرستنده و گیرنده می باشد. در بدست آوردن این میانگین محدودیتی برای دامنه ی تلاطم سطح دریا در نظر گرفته نشده است.

در سال های اخیر، شبکه های حسگر بی سیم توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. شبکه حسگر بی سیم، یک سیستم توزیع شده و متشکل از ادوات بی سیم ناهمگن با منابع محدودی مانند باتری های تأمین کننده توان و پردازشگرهای با فرکانس کم می باشند. برای آنکه به موقع انجام پذیرفتن یک عمل بلادرنگ در این شبکه ها تضمین شود، سیستم بایستی منابع کافی به همه گره های مشارکت کننده در انجام آن عمل، و نیز کانال مخابراتی در زمان اجرای آن عمل را تخصیص دهد. اما در یک شبکه حسگر بی سیم ممکن است منابع روی وسایل و کانال های مخابراتی در همه زمان ها به صورت ثابت در دسترس نباشند. بنابراین یک الگوریتم تخصیص منابع در یک شبکه حسگر بی سیم، بایستی خود را با چنین تغییراتی وفق دهد تا بتواند تخصیص منابع را به درستی انجام دهد. از آنجایی که شبکه حسگر دارای ظرفیت شبکه ای و قابلیت های محاسباتی محدودی است، پس تخصیص بهینه منابع یک امر حیاتی است؛ خصوصاً آنکه بهینه سازی سریع و پیوسته منابع به هنگام وقوع یک رخداد یک امر ضروری است. این مسأله زمانی بحرانی تر می شود که تعدادی حسگر درون هر سلول پخش شده اند اما تنها زیرمجموعه کوچکی از آنها بر محیط نظارت می کنند و بقیه بر حسب نیاز فعال می شوند. الگوریتم های مدیریت منابع مرسوم، فرض می کنند که منابع در دسترس در یک سیستم در همه زمان ها ثابت است و بنابراین عمل تخصیص یا تخصیص مجدد منابع را به هنگام تغییر بار کاری سیستم، انجام می دهند. تخصیص منابع در شبکه های حسگر بی سیم نه تنها باید با تغییر بار کاری سیستم تطبیق یابد بلکه باید با تغییر منابع موجود در سیستم نیز تطبیق یابد. تعداد زیاد گره ها در یک شبکه و محدودیت انرژی، شبکه های حسگر بی سیم را به به یک زمینه مهم کاربردی برای دایورسیتی مشارکتی تبدیل کرده است. مشارکت گره ها، دایورسیتی فضایی کانال های بی سیم را افزایش می دهد و به این ترتیب توان ارسالی را کم می کند. با وجود همه مزایای به دست آمده از یک ارتباط مشارکتی، اما پیچیدگی یک الگوریتم مشارکتی، خود مسأله ای است که کاربرد آن را در شبکه های حسگر بی سیم که دارای محدودیت در منابع می باشند، دچار این تردید می نماید که آیا کاربرد آن در این نوع از شبکه ها مقرون به صرفه است یا خیر و همچنین کاربرد آن تا چه میزان بهره وری انرژی را نسبت به یک ارتباط غیرمشارکتی افزایش می دهد. در این تحقیق، پس از بررسی اصول مخابرات مشارکتی، چندین روش تخصیص توان با روش های مشارکتی در شبکه های حسگر بی سیم بررسی و از دیدگاه پیچیدگی با یکدیگر مقایسه شده اند. همچنین الگوریتمی جدید پیشنهاد شده است که در آن نشان داده شده است که استفاده از دو گره شریک به جای یک گره، در برخی از مکان های گره شریک و نه در حالت کلی می تواند کارآیی سیستم را افزایش دهد اما این موجب افزایش پیچیدگی الگوریتم می گردد.

امروزه شبکه های فیلدباس نقش مهمی را در فرآیند خودکارسازی صنایع ایفا می کنند و بخش بسیار مهمی از سیستم کنترل خودکار را تشکیل می دهند. با توجه به حجم بالای اطلاعاتی که توسط این شبکه ها مبادله می شود، بروز خطا می تواند باعث از دست رفتن تمام اطلاعات و روند کنترلی در یک لحظه گردد و پیامدهای جبران ناپذیری در پی داشته باشد. بنابراین تشخیص زودهنگام خطا در این شبکه ها بسیار حائز اهمیت است. در این پایان نامه، به دلیل مهم و متداول بودن خطاهای لایه فیزیکی شبکه فیلدباس، به تشخیص برخط خطاهای این لایه پرداخته و با ارائه یک مدل الکتریکی برای لایه فیزیکی سعی در جمع آوری پایگاه داده کاملی از ساختارها و خطاهای مختلف می شود. سپس با انتخاب مناسبترین روش استخراج ویژگی، شاخص های تاثیر گذار سیگنال لایه فیزیکی محاسبه می گردد. در نهایت، با استفاده از یک جدول مراجعه و شبکه عصبی، ویژگی های بدست آمده طبقه بندی و وضعیت سلامت و نوع خطای شبکه، تشخیص داده می شود. در مقایسه با روش ها و ابزارهای متداول عیب یابی فیلدباس، روش پیشنهادی با تشخیص نوع خطا و محدوده وقوع آن در شبکه، گام مهمی در بهبود کارایی و پیشرفت سیستم های تشخیص خطا در شبکه فیلدباس برداشته است.

در این پایان نامه ابتدا پروتکل های مخابرات مشارکتی به صورت مختصر معرفی شده و از لحاظ مرتبه ی دایورسیتی و احتمال خاموشی بایگدیگر مقایسه گشته اند. سپس نرخ خطای سمبل (ser) دو پروتکل مهم و پرکاربرد af و df، ابتدا در سیستم های مشارکتی تک رله و سپس در سیستم های مشارکتی چند رله مورد بررسی قرار گرفته و رابطه ی دقیق و تقریبی برای ser به دست آورده شده است. پروتکل معرفی شده ی df در سیتم های مشارکتی چندرله دارای این عیب است که ترتیب رله ها قبل از ارسال مشخص هستند و در یکی از فازهای ارسال ممکن است کانال ارتباطی با رله ی بعدی ضعیف باشد ولی با رله ی دیگری مناسب باشد ولی چون ترتیب رله ها از قبل مشخص است، سیگنال به رله ی تعیین شده ارسال می گردد. برای رفع این مشکل یک پروتکل جدید معرفی و با شبیه سازی برتری آن نسبت به پروتکل قبلی در سناریوهای مختلف نشان داده شده است. در مقایسه های انجام شده بین پروتکل های af و df فرض شده مقصد و رله (رله ها) به طور دقیق از کانال ها اطلاع دارند ولی در عمل کانال ها تخمین زده می شوند و این تخمین ها همراه با خطا می باشند. در ادامه پروتکل های af و df با در نظر گرفتن خطای تخمین کانال، با استفاده از شبیه سازی با یکدیگر مقایسه شده اند. اضافه بر مقایسه ی کارآیی از نظر ser پروتکل های af و df در حضور خطای تخمین کانال، مقدار پایداری پروتکل های af و df نسبت به تغییرات خطا نیز در سناریوهای مختلف مقایسه شده اند. نتایج تئوری و شبیه سازی ها نشان دادند پروتکل df در سیستم های مشارکتی تک رله و چند رله از نظر ser بهتر عمل می کند. بخصوص هنگامی که خطای تخمین کانال داشته باشیم این بهبود کارآیی قابل ملاحظه تر است .به عنوان مثال هنگامی که خطای تخمین کانال ها 10% باشد، کارآیی پروتکل df، از نظر ser در سیستم های تک رله بسته به نوع مدولاسیون و سناریوی به کار رفته حدود 0.7 db تا 3.8 db و در سیستم های چندرله حدود 1 db تا 7 db، بهتر از پروتکل af می باشد. همچنین شبیه سازی ها نشان دادند در سیستم های تک رله وچندرله،هر دو، پایداری پروتکل df در برابر تغییرات خطای کانال بیشتر از پروتکل af است.

یکی از کانال های انتقال اطلاعات، کانال باینری پاک کننده است که نمود واقعی آن را می توان شبکه ی اینترنت دانست. برای مقابله با مشکل پاک شده ها در این کانال ها از کدهای پاک شده استفاده می شود که از جمله این کدها می توان به کدهای reed-solomon، ldpc و کدهای فواره ای اشاره کرد. کدهای فواره ای زیر دسته ای از کدهای پاک شده می باشند که بدون نرخ هستند و می توان بدون اطلاع از مشخصات کانال و نرخ پاک شوندگی کانال آنها را برای تمام کانال های پاک کننده به کار برد. اولین نمود واقعی کدهای فواره ای، کدهای ltاست و حالت کلی تر این کدها، کدهای raptor می باشند. در این پایان نامه پس از بررسی چگونگی پیدایش این دسته از کدها، بررسی کدهای پاک شده و نقاط قوت و ضعف آنها، به بررسی مفصل کدهای lt و روش های انکدینگ و دیکدینگ آنها می پردازیم. در نهایت روش های مختلف کد کردن و دیکد کردن کدهای lt و معرفی دو روش جدید دیکد کردن را بیان می کنیم.

همان گونه که سیستم های مخابراتی و کامپیوترهای دیجیتال در جامعه مدرن امروزی روز به روز گسترش بیشتری می یابند، استفاده از سیگنال های صحبت دیجیتال شده نیز عموماً در حال افزایش می باشند. تعداد زیاد بیت های استفاده شده برای بازسازی و بازتولید صحیح شکل موج صحبت بسیاری از این سیستم ها را پیچیده و گران می سازد، بنابراین کدینگ سیگنال های صحبت موثرتری مورد نیاز و مطلوب می باشند. برای مثال، پهنای باند رادیویی محدود یک قید اصلی و مهم در طراحی نسل بعدی سیستم های تلفن همراه می باشد و نرخ داده صحبت به طور مستقیم بر احتیاجات و الزامات پهنای باند تأثیر می گذارد. در ارتباطات تاکتیکی نظامی، یک سیستم با نرخ داده صحبت پایین تر می تواند از توان فرستنده کمی استفاده کند که آشکارسازی را سخت تر می نماید، یا می تواند برای بهبود عملکرد در یک محیط متراکم دشمن اجازه نسبت های سیگنال به نویز بالاتر را دهد. همچنین در ذخیره کامپیوتری صحبت از قبیل voice mail یا سیستم های پاسخ صدا اگر تعداد بیت های مورد نیاز برای ذخیره سازی صحبت بتوانند کاهش یابند، ارزان تر می گردد. اینها تنها تعدادی از کاربردهایی هستند که می توانند فواید مهم پیشرفت الگوریتم ها برای کاهش نرخ داده صحبت باشند. در این پایان نامه به بررسی و شبیه سازی عملکرد کدک های صحبت در نرخ پایین، lpc، melp و melpe می پردازیم. در دو فصل ابتدایی، مقدمه ای برای کدینگ صحبت بیان گردیده و سپس نگاهی کلی بر کدینگ صحبت داریم و به تفضیل مطالب کلیدی را بیان می نماییم. در فصل های بعد، عملکرد کدک های صحبت را بررسی کرده و سپس اثر خطای کانال بر کیفیت آنها را چک می کنیم. ما با استفاده از چندین تست استاندارد عملکرد کدک ها را می یابیم.

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.

فرآیند ارسال ویدئو چالشی است که برای بهبود کیفیت آن تلاش های بسیاری شده است. بدین منظور در یک بخش از سیستم های چند ورودی- چند خروجی(mimo) برای بهره گیری از ویژگی این سیستم ها و بهبود عملکرد فرآیند ارسال ویدئو سود می جویند و در بخش دیگر با استفاده از ویژگی های خود ویدئو کیفیت ارسال را بهبود می بخشند. استفاده از مشخصات کانال mimo و تحلیل خود سیگنال ویدئو با دو روش تبدیل موجک و تشخیص لبه به عنوان میزان و سنجش حرکت در هر فریم ویدئو، از این نوع تلاش ها هستند. در این پایان نامه محتویات درونی ویدئو یا اطلاعات فریم به 2 صورت دسته بندی شده است. صورت اوّل اولویت بندی اطلاعات درونی هر فریم(تحلیل مکانی) و صورت دوم برچسب زنی هر فریم به پُرتحرک یا کم تحرک(تحلیل مکانی و زمانی) هستند. در این جا با ترکیب این دسته بندی ها و مشخصات کانال، 4 الگوریتم تعریف شده است. در یک الگوریتم اولویت بندی اطلاعات هر فریم با تبدیل موجک و بر آن اساس ارسال هر بخش با مُد متفاوت انجام می گیرد(حالت اصلاح شده این روش هم عدم ارسال کم اهمیت ترین بخش اطلاعات است). الگوریتم دیگر بر اساس تست کانال به همراه اولویت بندی اطلاعات، برای انتخاب مُد ارسال با توجه به اهمیت اطلاعات و شرایط کانال است. در الگوریتم سوم دسته بندی فریم ها به پُرتحرک و کم تحرک صورت گرفته و ارسال هر فریم با کد متناسب نیز پیشنهاد شده است. در الگوریتم آخر فریم های ارسالی به فریم های پُرتحرک و کم تحرک تقسیم شده و تصمیم بر نحوه ارسال هر فریم بر اساس حالت کانال و پُرتحرک یا کم تحرک بودن تصویر انجام می گیرد. برای این الگوریتم ها روش های مختلف ارسال مخابرات mimo بررسی و بهترین روش از لحاظ عملکرد نرخ خطای بیت در مقابل نسبت توان، زمان مصرفی، کیفیت تصویر فریم دریافتی و مُصالحه ای از تمام این ویژگی ها، پیشنهاد شده است.

دسترسی به اطلاعات ارسال شده توسط نیروهای غیر خودی همواره از جذابیت بالایی برای نیروهای امنیتی و اطلاعاتی برخوردار بوده است. دسترسی به این اطلاعات نیازمند داشتن اطلاعات از بخش های متفاوت فرستنده آن است. این بخش ها شامل بخش مدولاسیون، کدینگ کانال، رمزنگاری و ... است. در این تحقیق سعی بر آن است تا پارامتر های مربوط به بخش کدینگ کانال بدون داشتن اطلاعات قبلی و تنها با در اختیار داشتن بخشی از رشته ارسال شده، استخراج شود. انکدر کانال به منظور از بین بردن اثر خطاهای ناشی از نویز کانال به رشته بیت ارسالی تعدادی بیت پاریتی اضافه میکند، در این تحقیق با استفاده از روش های موجود آماری و ساختاری به تشخیص پارامترهای انکدر از روی رشته بیت نویزی دریافت شده میپردازیم و سعی میکنیم بیت های پاریتی اضافه شده را که حاوی اطلاعات نیستند از رشته بیت دریافتی حذف کنیم. همچنین روش جدیدی را برای بازیابی پارامترهای یک کد کانولوشنال از روی رشته بیت دریافتی ارائه می کنیم.

پیشرفت سیستم مخابراتی فراپهن باند به دلیل ویژگی های منحصر به فردی که دارد به سرعت در حال افزایش است. از جمله پژوهش ها در این راستا بررسی این سیستم برای نرخ ارسال داده ی کم و مصرف توان پایین برای برد بلند است. برای دریافت سیگنال در این سیستم ها، در ابتدا غالبا گیرنده های همدوس مورد ارزیابی قرار گرفتند اما با توجه به پیچیدگی های فراوان برای ساخت و نیز تخمین پارامترها، مطالعات به سمت گیرنده های غیرهمدوس سوق پیدا کرد. اصولا گیرنده های غیرهمدوس به دلیل سادگی و نیز ارزان بودن مورد توجه می باشند. به همین منظور به بررسی آشکارسازهای انرژی پرداختیم اما در حالتی که نرخ ارسال داده کم است چنانچه نویز زیاد شود چون پالس های ارسالی باریک هستند عملکرد آشکارسازهای انرژی افت می کند و همین امر موجب شد که آشکارسازهای power-law را برگزینیم. بنابراین بر روی این نوع آشکارسازها متمرکز شده و عملکرد آن را تحلیل می کنیم. در این پایان نامه به صورت مبسوط به محاسبه ی دقیق احتمال خطای سیستم می پردازیم و در نهایت محاسبه تحلیلی برای احتمال خطای آشکارساز انرژی ارائه می دهیم. سپس توان های بالاتر را با شبیه سازی ارزیابی می کنیم که نتایج نشان می دهد توان بالاتر سبب بهبود عملکرد سیستم می گردد. مبحث مهم دیگر در بررسی این سیستم ها احتمال کشف است که به ارزیابی آن از طریق شبیه سازی می پردازیم و بهبود قابل ملاحظه ی گیرنده های power-law تأیید می گردد. از جمله مواردی که بسیار حائز اهمیت است انتخاب بازه ی انتگرال گیری بهینه می باشد که برای سیستم های فراپهن باند این بازه را مشخص کردیم و عملکرد سیستم را به ازای بازه های مختلف در دو حالت کانال indoor و outdoor مقایسه نمودیم. موضوع مهم دیگری که در این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفت قابلیت دسترسی چندگانه است. از میان روش های دسترسی چندگانه تنها نامزد مطلوب که شرایط مناسب برای سیستم های فراپهن باند را داراست cdma می باشد. از میان روش های گسترش طیف هم پرش زمانی را انتخاب کردیم. سپس سیستم th-cdma را با استفاده از مدولاسیون bppm در دو حالت فیدینگ سریع و نیز فیدینگ آهسته مورد بررسی قرار دادیم و احتمال خطا را برای آن با استفاده از شبیه سازی ارزیابی کردیم. برای بررسی احتمال خطا با تغییر پارامترها و ثابت بودن بهره ی پردازش به ارزیابی عملکرد پرداختیم.

شبکه های حسگر بیسیم به دلیل پتانسیل بالایی که در کاربردهای مختلف دارد علاقه بسیاری از محققان را در سال های اخیر به خود جلب نموده است. گره های حسگر دستگاه های متحرک ارزان قیمتی هستند که توان پردازش و منبع انرژی محدود دارند. گره های حسگر می توانند اطلاعات را از محیط محلی دریافت نموده، داده ها را پردازش کرده و داده های حس شده را به به کاربر برگرداند. با توجه به ماهیت چند هاپی شبکه گیرنده بیسیم، ممکن است ازدحام با درجات مختلف در نقاط گوناگون شبکه احساس شود. یکی از منابع اصلی این ازدحام وجود ترافیک همگرا به سمت ایستگاه مرکزی (که گاهی اوقات چاهک نامیده می شود) می باشد. با افزایش میزان ترافیک به سمت ایستگاه مرکزی، کل شبکه و به خصوص گره های مجاور ایستگاه مرکزی با میزان بیشتری از ازدحام مواجه خواهند شد. تا زمانی که ازدحام شناسایی نگردد و روش مناسبی برای مقابله با آن اتخاذ نگردد تعداد زیادی از بسته های اطلاعاتی به علت عدم فضای کافی برای بافر نمودن بسته ها از بین می رود. از دست رفتن بسته های اطلاعاتی باعث می شود تا نیاز به ارسال مجدد بسته ها احساس شود در حالی که این امر سبب از بین رفتن مقدار قابل توجهی از انرژی و تاخیر در دریافت به موقع اطلاعات گردد. این امر باعث بوجود آمدن ایده طراحی لایه انتقال خاص جهت شبکه های حسگر بیسیم شده است. در این پایان نامه به بررسی تحقیقات انجام شده پیرامون ویژگی های لایه انتقال شبکه حسگر بیسیم و مطالعه دقیق تحقیقات انجام شده که منجر به ارائه پروتکل های لایه انتقال این شبکه گردیده است پرداخته شده است. همچنین میزان کارایی tcp و متغیرهای آن را در شبکه های خود تنظیم بررسی می نماییم و با ایجاد تغییراتی در شیوه ارسال این متغیرها تغییرات کارایی را رصد می نماییم.

ارسال مشارکتی یک روش پر بازده برای حصول فواید ارسال چند آنتنه با تنها یک آنتن در هر گره می باشد. تقسیم بندی عمودی چندگانه فرکانس (ofdm) در سیستم های نسل حال به طور گسترده ای استفاده می شود. ofdm همراه با طرح های کدینگ می تواند به خوبی دایورسیتی چند مسیره را دریافت کند. مدولاسیون کد شده اینترلیو شده (bicm) همراه با ofdm قادر است دایورسیتی چندمسیره را به خوبی استخراج کند. در این پایان نامه با بررسی اجمالی روش کدینگ bicm و مروری همه جانبه بر روی کارهای انجام گرفته در زمینه ترکیب سه طرح اصلی مورد استفاده در زمینه ارسال بی سیم داده، روش مشارکتی، مدولاسیون ofdm و طرح کدینگ bicm، نشان دهیم که این سیستم به حداکثر دایورسیتی ناشی شده از طبیعت کانال های چندمسیره و فرکانس گزین می رسد. سپس چند روش پیشنهادی برای بهبود عملکرد این سیستم ها که تاکنون در مقالات مورد بررسی قرار نگرفته است، به طور کامل بررسی شده و به فرم بسته ای از احتمال خطای تشخیص در گیرنده و دایورسیتی قابل حصول در این سیستم ها می رسیم و نشان میدهیم طرح های پیشنهادی به بیشینه دایورسیتی ممکن می رسند.

در این پایان نامه به بررسی روش های بازسازی اسکرمبلرهای خطی و مقایسه عملکرد آنها می پردازیم. در سیستم های مخابراتی دیجیتال از اسکرمبلرهای خطی برای شکستن توالی زیادی از بیت های یکسان که شامل صفرها و یک های پشت سرهم می باشند و منجر به مشکلاتی در سنکرون سازی می شوند استفاده می کنند. یک اسکرمبلر خطی شامل یک شیفت رجیستر فیدبکی خطی می باشد که خروجی آن با دنباله ی ورودی موردنظر ترکیب می شود. به طور کلی دو دسته ی متفاوت از اسکرمبلرهای خطی وجود دارد : اسکرمبلرهای جمعی (سنکرون) و اسکرمبلرهای ضربی (خود سنکرون). تفاوت این دو دسته به نحوه ی ترکیب خروجی lfsr ها با دنباله ی ورودی بستگی دارد. در اینجا به بررسی اسکرمبلرهای جمعی می پردازیم که در آن خروجی lfsr یعنی ، با دنباله ی ورودی ترکیب xor شده و دنباله خروجی را می سازد. محاسبات در میدان باینری که شامل دو عنصر است انجام می شود .

در این تحقیق ما دو طرح arq مشارکتی را پیشنهاد داده ایم. این پروتکل ها از گره های مشارکتی به منظور محیا کردن مسیر های جایگزین، که به عنوان گره های میانی بین فواصل معینی از مبدا تا مقصد قرار گرفته اند، استفاده می کنند. این مسیر ها دارای کیفیت کانال بالاتری نسبت به مسیر مستقیم بین مبدا و مقصد می باشند. مزیت اصلی روش پیشنهادی ما این است که مقصد از موقعیت مکانی گره ها آگاه نیست و با ساخت یک جدول زمانی در مقصد از فاصله مکانی گره ها مطلع خواهد شد. همچنین نشان داده ایم که پروتکل پیشنهادی دوم موثرتر از پروتکل پیشنهادی اول عمل خواهد کرد زیرا پروتکل دوم فقط از نزدیکترین گره ای که پیام را درست از مبدا دریافت کرده، درخواست ارسال مجدد را دارد. در این تحقیق با مقایسه پروتکل های پیشنهادی با پروتکل s&w arq ساده به مقایسه راندمان خروجی پرداخته ایم. شبیه سازی های کامپیوتری در نرم افزار matlab نشان می دهد که طرح پیشنهادی، با افزایش احتمال ارسال های مجدد موفق، می تواند راندمان خروجی را افزایش دهد.