در این پایان نامه دو روش پیشنهادی جدید بر اساس معادلات دیفرانسیل پاره ای و مبتنی بر انتشار غیر خطی که تخریب بافت تصویر یکی از مهمترین عیوب وارده به این نوع معادلات می باشد، و به منظور حفظ این نواحی پیشنهاد خواهد شد. در روش پیشنهادی اول یک ضریب انتشار جدید در زمینه حذف نویز و به منظور بهبود اولین روش معادلات دیفرانسیل، "pm" پیشنهاد می شود. ضریب پیشنهادی بر خلاف pm که بر اساس اپراتور گرادیان عمل می کند، با استفاده از یک عملوند کارایی خود را در جهت حذف نویز به اثبات رسانده است. روش پیشنهادی دوم الگوریتمی سریع جهت حفظ بافت تصویر می باشد. این روش با استفاده از پارامتری وفقی بر اساس واریانس محلی تصویر بازسازی شده در هر مرحله به حفظ همزمان لبه و بافت پرداخته است.

چکیده : ofdm یک تکنیک مدلاسیون برای ارسال داده با سرعت بالا در کانال محو شدگی چند مسیره است. مهم ترین عاملی که سیستم های siso-ofdm (single-input single output ofdm) را با مشکل مواجه می سازند منابع تداخل می باشد. به منظور حذف تداخل استفاده از آنتن های آرایه ای در گیرنده سیستم های ofdm پیشنهاد شده که simo-ofdm (single-input multiple-output - ofdm) نامیده می شود. یکی از راههای افزایش ظرفیت کانال مخابراتی، افزایش بازده طیفی و کاهش اثر محوشدگی کانال، در سیستم هایsimo-ofdm استفاده از چندین آنتن در فرستنده می باشد که در این صورت ساختار mimo-ofdm (multiple-input multiple-output –ofdm) تشکیل می شود. شکل دهی پرتو در فرستنده سیستم های mimo-ofdm می تواند مشابه گیرنده سیستم های simo-ofdm، در حوزه زمان (pre-fft) یا در حوزه فرکانس (post-fft) انجام شود. الگوریتم های شکل دهی پرتو موجود در سیستم های mimo-ofdm متکی بر روش های کور می باشند که پیچیدگی محاسباتی بالایی دارند و همچنین چون بسیاری از استاندارد های جدید بی سیم مانند ieee 802.11 و 802.16 مبتنی بر سمبل های راهنما هستند. هدف این پایان نامه شکل دهی پرتو همزمان در فرستنده و گیرنده مبتنی بر سمبل های راهنما (روش غیر کور) در سیستم های mimo-ofdm هم در حوزه زمان (pre-fft mimo-ofdm) و هم در حوزه فرکانس (post-fft mimo-ofdm)می باشد. در این پایان نامه دو روش ارائه شده در فوق به طور تحلیلی مورد ارزیابی قرار گرفته اند و روابط به روز رسانی وزن های آنتن های فرستنده و گیرنده ارائه شده است. همچنین نقش عواملی مانند تعداد آنتن ها، تعداد زیرحامل های راهنما، نسبت توان سیگنال به توان نویز، طول کانال، پراکندگی زاویه ای مسیر سیگنال مطلوب و تداخل در کارایی هر دو سیستم ذکر شده بررسی شده است. نتایج شبیه سازی نشان دهنده عملکرد مطلوب سیستم های mimo-ofdm مبتنی بر سمبل های راهنما نسبت به سیستم های simo-ofdm نظیر در حذف تداخل و کاهش اثر کانال می باشد. در انتها مقایسه جامعی بین هر دو سیستم ذکر شده تحت شرایط مختلف انجام گردیده است. نتایج شبیه سازی نشان دهنده این است که بسته به نوع سیستم و شرایط محیطی کارایی این دو روش تغییر کرده و سیستم pre-fft mimo-ofdm می تواند کارایی در حد سیستم post-fft mimo-ofdm و حتی بهتر از آن از خود نشان دهد.

یکی از مهم ترین مشکلات سیستم های ofdm عدم توانایی این سیستم ها در حذف سیگنال تداخل در باند فرکانسی سیگنال مطلوب می باشد. برای حذف این تداخلات از روش های شکل دهی پرتو استفاده می شود. دو روش مرسوم شکل دهی پرتو، روش pre-fft (شکل دهی پرتو در حوزه زمان) و روش post-fft (شکل دهی پرتو در حوزه فرکانس) می باشند. برای به روزرسانی وزن ها در هر دو روش راه حل های مختلفی پیشنهاد شده است که می توان همه آن ها را به دو دسته کور و غیر کور تقسیم کرد. وزن های آرایه در روش های کور برمبنای روش های بهینه سازی مختلف و در روش غیرکور با استفاده از زیرحامل های راهنما به روزرسانی می شوند. تحقیقات قبلی نشان داده اند که روش فضا-زمان در سیستم simo-ofdm عملکرد بهتری نسبت به هریک از دو روش pre-fft و post-fft دارد. در سیستم های mimo-ofdm مشابه گیرنده، شکل دهی پرتو در فرستنده، می تواند به صورت pre-fft و post-fft انجام شود.در این پایان نامه برای حذف تداخل و نیز تعدیل کانال در سیستم های mimo-ofdm شکل دهی پرتو فضا-زمان بطور همزمان در آنتن های فرستنده و گیرنده ارائه شده است که در آن وزن ها براساس زیرحامل های راهنما به روز می شوند. همچنین نقش عوامل مختلف در کارایی روش ارائه شده، بررسی شده است. روش پیشنهادی به دلیل دارا بودن ساختار mimo و همچنین وجود فیلترهای فضا-زمان در هر دو سمت فرستنده و گیرنده، به طور موثری قادر به جبران اثر کانال و همچنین حذف تداخل است. نتایج شبیه سازی نیز نشان دهنده بهبود عملکرد این روش نسبت به روش مرسوم pre-fft در ساختار mimo-ofdm می باشد. این در حالی است که پیچیدگی محاسباتی این روش تنها کمی بیشتر از حجم محاسباتی روش pre-fft می باشد.