Search

This book provides useful information concerning stress factors affecting plant growth and survival within glasshouses, Το σύγγραμμα έχει σκοπό να παράσχει ένα υπόβαθρο γνώσεων σχετικά με τους παράγοντες καταπόνησης, οι οποίοι κάνουν συνήθως την εμφάνισή τους σε φυτά καλλιεργούμενα σε θερμοκήπια, καθώς και τις επιπτώσεις των παραγόντων αυτών, στην ανάπτυξη και επιβίωση των φυτών.

Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή με τίτλο «Προσομοίωση ενεργειακής κατανάλωσης κτιρίου με τη χρήση σκιάστρων/προβόλων» πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του μεταπτυχιακού προγράμματος «Ενεργειακά Συστήματα» του Τεχνολογικού Πανεπιστήμιου Κύπρου. Ο σκοπός της παρούσας διατριβής είναι να γίνουν οι απαραίτητες προσομοιώσεις σε κατάλληλο λογισμικό (IES-VE Software) για ένα συγκεκριμένο δωμάτιο/μοντέλο με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά, εφαρμόζοντας σε αυτό 5 διαφορετικά είδη σκίασης παραθύρων. Πολλά είδη σκίασης μπορεί κάποιος να συναντήσει στην αγορά και έτσι επιλέχτηκαν κάποια από τα πιο ευρέως διαδεδομένα που ευκολότερα μπορεί κάποιος να τα συναντήσει σε κτίρια. Πιο συγκεκριμένα, αρχικά γίνεται μια σύντομη εισαγωγή στις νομοθεσίες που εφαρμόστηκαν στην Κυπριακή Δημοκρατία σχετικά με τα θέματα ενεργείας στα κυπριακά κτίρια, ενώ στη συνέχεια γίνεται βιβλιογραφική ανασκόπηση σε παρόμοιες μελέτες που είχαν γίνει στο παρελθόν από άλλους ερευνητές σε όλο τον κόσμο για διάφορα συστήματα σκίασης. Κατόπιν γίνεται μια αναφορά στο λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε για σκοπούς προσομοίωσης, ενώ στην συνέχεια παρουσιάζονται τα διάφορα χαρακτηριστικά του μοντέλου που θα μελετηθούν καθώς επίσης και στα είδη των προσομοιώσεων που θα γίνουν στα επόμενα κεφάλαια. Στην συνέχεια, γίνεται η εξαγωγή των αποτελεσμάτων των προσομοιώσεων και εξαγωγή βασικών συμπερασμάτων που προκύπτουν μέσα από αυτά. Πιο συγκεκριμένα, γίνεται ανάλυση για τα θερμικά και ψυκτικά φορτία του μοντέλου και τις διαφορές που προκύπτουν μέσα από συνδυασμούς προσανατολισμών και των διαφόρων ειδών σκίασης. Τέλος, παρατίθενται τα συμπεράσματα που προέκυψαν από την εν λόγω διατριβή, καθώς επίσης και κάποιες εισηγήσεις για πιθανές μελλοντικές έρευνες που μπορούν να πραγματοποιηθούν στον συγκεκριμένο τομέα. This thesis entitled "Simulation of energy consumption in buildings with the use of sunshields". In this dissertation the appropriate software (IES-VE Software) was used for simulating a specific room/model with specific characteristics by applying to it 5 different types of window sunshields. Since many types of sunshields can be found in the market, some of the most widely known and used in buildings were chosen. Initially, the legislation pertinent in effect in the Republic of Cyprus on energy issues was briefly introduced. Subsequently, a survey of the relevant literature on similar studies pertaining to different shading systems is presented. This is followed by a description of the software that was used for the simulations, as well as the different characteristics of the model that will be subsequently examined. Reference is also made to the nature of the simulations that will be described in subsequent chapters. Subsequently, the outcomes of the simulations as well as the main conclusions that were drawn are discussed. More specifically, the heating and cooling loads of the model are analyzed along with the differences that emerge due to the combination of orientations with different types of sunshields. Finally, the general conclusions of this dissertation and suggestions for potential future research activities in this area are presented. Completed

252 σ., Αντικείμενο της διατριβής είναι η ανάπτυξη και εφαρμογή στοχαστικών μοντέλων στην μοντελοποίηση του φυσικού στρώματος σε ασύρματα επικοινωνιακά συστήματα μέσω της χρήσης πολυδιάστατων στοχαστικών διαφορικών εξισώσεων (ΣΔΕ). Ειδικότερα αντικείμενα της διατριβής αποτελούν η δυναμική στατιστική μελέτη και πρόβλεψη της απόσβεσης λόγω βροχής σε δορυφορικά συστήματα σε συχνότητες άνω των 10GHz, η δυναμική στατιστική μελέτη και η εκτίμηση της απόσβεσης με κλιμάκωση συχνότητας (frequency scaling) με εφαρμογές σε συστήματα ελέγχου ισχύος στην άνω ζεύξη και η δυναμική στατιστική μελέτη και η πρόβλεψη του φαινόμενου της σκίασης (shadowing) σε ασύρματα δίκτυα. Στο πρώτο μέρος της διατριβής που αποτελείται από τα πρώτα τρία κεφάλαια παρέχεται μια εισαγωγική περιγραφή των σύγχρονων ασύρματων δικτύων, της επίδρασης του ραδιοδιαύλου και των σύγχρονων τεχνικών άμβλυνσης των διαλείψεων. Τα κυρίως αποτελέσματα της έρευνας της διατριβής παρουσιάζονται στο δεύτερο μέρος. Στο κεφ. 4 παρουσιάζεται νέο πολυδιάστατο δυναμικό στοχαστικό μοντέλο για την μοντελοποίηση της απόσβεσης λόγω βροχής σε πολλαπλές δορυφορικές ζεύξεις. Το μοντέλο λαμβάνει υπόψη του τη χωρική και χρονική διακύμανση της απόσβεσης. Είναι ένα συνεχές στοχαστικό δυναμικό μοντέλο, που μπορεί να θεωρηθεί ως η γενίκευση του γνωστού μοντέλου Maseng-Bakken σε διάσταση και βασίζεται σε ένα σύστημα στοχαστικών διαφορικών εξισώσεων (ΣΔΕ). Αποτελεί εκτός από ένα χρήσιμο εργαλείο αναπαραγωγής συσχετισμένων χρονοσειρών απόσβεσης λόγω βροχής σε ζεύξεις, ένα γενικότερο θεωρητικό πλαίσιο για τον αναλυτικό υπολογισμό διάφορων χρήσιμων στατιστικών χαρακτηριστικών (πιθανότητες μετάβασης, διάρκεια διαλείψεων, φασματική περιγραφή). Στο κεφ. 5 παρουσιάζεται ένα νέο δυναμικό μοντέλο για την πρόβλεψη της απόσβεσης σε μια υψηλότερη συχνότητα, δεδομένης της απόσβεσης λόγω βροχής σε χαμηλότερη συχνότητα. Το νέο αυτό δυναμικό μοντέλο επιτρέπει τη δυναμική μοντελοποίηση της μεθόδου κλιμάκωσης συχνότητας (frequency scaling), καλύπτοντας ένα κενό στη βιβλιογραφία. Η μοντελοποίηση γίνεται με χρήση ΣΔΕ και άμεση εφαρμογή του μοντέλου αποτελεί ένα σχήμα ελέγχου της ισχύος της άνω ζεύξης (Uplink Power Control) σε ένα δορυφορικό σύστημα. Στο κεφ. 6 παρουσιάζεται ένα νέο δυναμικό μοντέλο για μελέτη και η πρόβλεψη του φαινόμενου της σκίασης σε ασύρματα δίκτυα με χρήση ΣΔΕ. Το μοντέλο είναι σε θέση να αναπαραγάγει τη χρονική μεταβολή του φαινομένου της σκίασης σε πολλούς χρήστες λαμβάνοντας υπόψη τόσο τα στάσιμα στατιστικά χαρακτηριστικά της σκίασης όσο και τη χωρο-χρονική συσχέτιση του φαινομένου. Πρόσθετα στην περίπτωση του -διάστατου δυναμικού μοντέλου της σκίασης παρουσιάζεται μια νέα μέθοδος μελέτης της διάρκειας των διαλείψεων με χρήση μεθόδων τμήσης στάθμης διανυσματικών ανελίξεων. Η διατριβή ολοκληρώνεται με προτάσεις για την περαιτέρω συνέχιση της έρευνας., The main research area of the phd thesis is the physical layer modeling by use of multi-dimensional stochastic differential equations. Subjects considered in the thesis are the spatio-temporal stochastic modeling of rain attenuation for satellite systems operating at frequencies above 10GHz, the dynamic stochastic modeling of instantaneous frequency scaling with applications in uplink power control schemes and the multidimensional stochastic modeling of correlated shadowing in wireless communication systems. The phd thesis consists of two parts. Chapters 1-3 that consist the first part of the thesis give a short introduction to modern satellite and wireless communication systems, their techniques and describe the impact of the radio channel. The main research results of the thesis are presented in the second part. In chapter 4 a stochastic dynamic model for the induced rain attenuation on multiple radio links is presented. The model is considered as a generalization of the well-known and well-accepted Maseng–Bakken model in n-dimensions. It incorporates the spatial and time behavior of the rain attenuation phenomena and provides an analytical expression for the transition probability distribution. It consists of a system of stochastic differential equations (SDEs), which except for the solid mathematical formulation of the correlated rain attenuation stochastic processes, constitutes the general framework for the calculation of other statistical quantities useful for the radio system designers. The long-term statistics and the dynamic properties of rain attenuation are used for the parameterization of the model, without the constraint of any built-in assumptions of the rain field. Finally, the proposed model is used for the generation of correlated rain attenuation time series on multiple satellite communication slant paths and especially to diversity schemes, including site and orbital (angle) diversity. The derived results from the model are tested with respect to experimental long-term statistics for various geometries with very encouraging results. In chapter 5 a novel stochastic dynamic model for the short-term frequency scaling of rain attenuation is presented The model captures the dynamic characteristics of the instantaneous frequency scaling factor and provides the means to incorporate them in simultaneous rain attenuation time series generation, as well as in analytical calculations. Moreover, an analytical framework is proposed for rain attenuation prediction at a given frequency based on the rain attenuation measured at another frequency. The proposed model can be used for the timely activation of an open-loop up-link power control scheme in broadband satellite communication networks operating at frequencies above 10GHz. It is applied to simulated rain attenuation data that have been obtained using the Synthetic Storm Technique on rain rate experimental data. Finally, it is shown how the new model improves the performance of an up-link power control scheme in terms of system availability. In chapter 6 for the case of lognormal shadowing a novel engineering model is presented based on stochastic differential equations, that models not only the spatial correlation structure of shadowing but also its temporal dynamics. Large scale or slow fading, known also as shadowing, refers to the variations of the received signal mainly caused by obstructions, that significantly affect the available signal power at receiver’s position. Although the variability of shadowing is considered mostly spatial for a given propagation environment, moving obstructions may significantly impact the received signal's strength, especially in dense environments, inducing thus a temporal variability even for the fixed users. Based on the proposed spatio-temporal shadowing field we present a computationally efficient model for the dynamics of shadowing experienced by stationary or mobile users. We also present new analytical results for the average outage duration and hand-offs based on multi-dimensional level crossings. Numerical applications are also presented. The phd thesis concludes with an insight to further research on the topics considered., Γεώργιος Α. Καραγιάννης

Στην εποχή που διανύουμε ο ρόλος των επικοινωνιών και η σημασία τους στην ζωή των ανθρώπων αυξάνεται με ταχείς ρυθμούς, πόσο μάλλον όταν μιλάμε για τις κινητές επικοινωνίες οι οποίες χαρακτηρίζονται από αμεσότητα, ταχύτητα και αξιοπιστία. Τα συστήματα κινητών επικοινωνιών εξελίσσονται ταχύτατα, με εκθετική άνοδο την τελευταία εικοσαετία, όπου το UMTS(W-CDMA) σύστημα καθιερώθηκε και αποτελεί πλέον την βάση των μελλοντικών εξελίξεων. Με την παρούσα διπλωματική εργασία με τίτλο «Διερεύνηση φαινομένων σκίασης (shadowing) σε συστήματα κυτταρικής κινητής τηλεφωνίας τρίτης γενιάς», αφού πρώτα εξετάσουμε το σύστημα τρίτης γενιάς όσον αφορά την αρχιτεκτονική του, τη δομή του και τα μοντέλα τα οποία ακολουθεί η διάδοση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, προσπαθούμε να εξετάσουμε σε ένα συνηθισμένο περιβάλλον λειτουργίας του τη συμπεριφορά του και τη μοντελοποίησή του σε σχέση με ένα καταλυτικό φαινόμενο που δυσχεραίνει τις επικοινωνίες και εξασθενεί το προς μετάδοση σήμα, τη σκίαση. Με τη μοντελοποίηση αυτή προσπαθούμε να επιβεβαιώσουμε τη χρήση ορισμένων μοντέλων αλλά και να καταγράψουμε καινούρια στοιχεία και συμπεριφορές στο προς μελέτη περιβάλλον. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζουμε το δίκτυο τρίτης γενιάς και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του όσον αφορά τις υπηρεσίες που περιβάλει, την πολυπλεξία και κωδικοποίηση που εφαρμόζει στην μετάδοση και τέλος την αρχιτεκτονική του. Στο δεύτερο κεφάλαιο κάνουμε μια επισκόπηση ως προς την δομή που χαρακτηρίζει τα συστήματα κινητών επικοινωνιών, εστιάζοντας στον γεωγραφικό διαχωρισμό και στη χρήση των διαθέσιμων συχνοτήτων και στην αρχιτεκτονική τους η οποία είναι αυτή που επιτρέπει τις επιμέρους λειτουργίες να φθάσουν εις πέρας. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται εκτενής αναφορά στα μοντέλα που περιγράφουν την ηλεκτρομαγνητική διάδοση με τα χαρακτηριστικά του προτύπου των κινητών επικοινωνιών UMTS, για το εσωτερικό περιβάλλον που μας ενδιαφέρει. Σ’αυτό το κεφάλαιο δίνεται μια πρώτη αίσθηση του σημαντικού ρόλου των απωλειών και πως αυτές επηρεάζουν τις επικοινωνίες γενικότερα. Εστιάζουμε βέβαια στις απώλειες που προκαλούνται από το φαινόμενο της σκίασης. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζουμε το φαινόμενο της σκίασης μεμονωμένα καθώς επίσης και τα μαθηματικά μοντέλα Lognormal και Gamma, που χρησιμοποιούνται για να περιγραφεί η ιδιαίτερη συμπεριφορά του ανωτέρω φαινομένου. Τέλος, στο πέμπτο κεφάλαιο όλα τα παραπάνω παίρνουν μορφή με την πειραματική διαδικασία και τη θεωρητική μοντελοποίηση της συμπεριφοράς του καναλιού μετάδοσης σε εσωτερικό περιβάλλον και με χαρακτηριστικά UMTS, όσον αφορά την λαμβανόμενη ισχύ και τις απώλειες που προκαλούνται από το φαινόμενο της σκίασης. Nowadays the communication’s role and their significance in man’s life are being evolved rapidly, particularly regarding the mobile communications system which is characterized by immediacy, speed and reliability .The mobile communications systems are developing rapidly, with exponential development over the past twenty years, whereas the UMTS (W-CDMA) standard has been established and from now on is the base for the developments to come .With the present study titled «Researching shadowing phenomena in 3G cellular mobile telephony systems», after we examine the architecture , the structure and the propagation models of the 3G communications system, we later examine as well the modeling of a propagation channel regarding the problems that causes the phenomenon of shadowing in weakening the transmitted signal and in making the communications difficult to happen. With this modeling we try to confirm the use of certain models and as well to write down new data and behaviors in the examined environment. In the first chapter, we present the 3G network and its unique characteristics regarding the provided services, the multiplexing and the coding that uses and finally its architecture. In the second chapter, we introduce the structure of the cellular mobile communications systems focusing in the geographical distinction and in the use of the available frequencies and in its architecture which makes all of the above to happen. In the third chapter, we make an extensive presentation of the propagation models including UMTS’s characteristics, for the indoor environment of our concern. In this particular chapter, we understand for the first time the important role that losses take part and how do they affect mobile communications in general. In the fourth chapter, we make a presentation of the shadowing phenomenon and this only, as well the mathematical models of Lognormal and Gamma distributions which are used to describe the behavior of the above phenomenon. Finally, in the fifth chapter all of the above take actual form with the experimental procedure and the theoretical modeling of the behavior that the propagation channel in an indoor environment with UMTS’s characteristics has, regarding the power reception and the losses caused by the shadowing phenomenon.

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας, είναι η μελέτη της συμπεριφοράς φωτοβολταϊκού πλαισίου λεπτής ταινίας CIS, σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας. Μελετάται η επίδραση διάφορων εξωτερικών παραγόντων και κυρίως της θερμοκρασίας, της ηλιακής ακτινοβολίας και της σκίασης. Με στόχο την εκτίμηση της παραγόμενης DC ισχύος σε διάφορες συνθήκες λειτουργίας., έχουν πραγματοποιηθεί μετρήσεις ρεύματος-τάσης στο χώρο του Πανεπιστημίου Πατρών, σε φωτοβολταϊκό πλαίσιο CIS ονομαστικής ισχύος 75W. Οι μετρήσεις ήταν συνήθως ημερήσιες και καταγράφονταν οι τιμές για διάφορες συνθήκες λειτουργίας και σε διαφορετικές εποχές του έτους. Με ένα μεταβλητό φορτίο συνδεδεμένο με το εν λόγω φωτοβολταϊκό πλαίσιο, ήταν δυνατός ο προσδιορισμός της χαρακτηριστικής I-V καμπύλης σε κάθε μέτρηση και ως εκ τούτου, ο υπολογισμός του σημείου μέγιστης ισχύος. Για κάθε μέτρηση καταγράφονταν, εκτός του ρεύματος και της τάσης, η λαμβανόμενη ηλιακή ακτινοβολία, η θερμοκρασία αέρα καθώς και οι θερμοκρασίες στις δύο όψεις του συλλέκτη. Αρχικά, υπολογίζεται η απόδοση του πλαισίου σε διαφορετικές θερμοκρασίες λειτουργίας ενώ σε αυτό προσπίπτουν ίδια ποσά της ηλιακής ακτινοβολίας. Επίσης, μελετάται ποιες χαρακτηριστικές παράμετροι επηρεάζονται περισσότερο όπου διαπιστώνεται πως η αύξηση της θερμοκρασίας προκαλεί μείωση της τάσης και μία μικρή αύξηση του ρεύματος η οποία όμως, δεν είναι ικανή να αντισταθμίσει την μείωση της τάσης, με αποτέλεσμα η αύξηση της θερμοκρασίας να επιδρά αρνητικά στην απόκριση ισχύος. Στη συνέχεια, γίνεται αντίστοιχος υπολογισμός και για την ηλιακή ακτινοβολία όπου παρουσιάζεται η θετική της επίδραση στην απόδοση του πλαισίου, ενώ ταυτόχρονα μελετάται η συμπεριφορά του CIS σε συνθήκες ηλιοφάνειας αλλά και συννεφιάς. Κατά την επεξεργασία των αποτελεσμάτων αυτών, ήταν δυνατός ο υπολογισμός μίας μέσης τιμής της αποδιδόμενης ισχύος τόσο για τη θερινή όσο και για τη χειμερινή περίοδο. Τέλος, προκαλώντας τεχνητή σκίαση στο 30% περίπου της επιφάνειας του φωτοβολταϊκού πλαισίου κατά τη διάρκεια κάποιων μετρήσεων, υπολογίζεται το ποσοστό μείωσης της παραγόμενης DC ισχύος, συγκριτικά με τις περιπτώσεις όπου κάτω από τις ίδιες εξωτερικές συνθήκες, το πλαίσιο δεν σκιάζεται. The objective of this diploma thesis, is to study the behavior of a thin film photovoltaic module CIS, under real conditions of operation. The effect of various exterior factors is studied and mainly the factors of temperature, solar radiation and shading. To estimate the produced DC Power in various conditions, measurements has been took place at the University of Patras using a CIS photovoltaic module, of 75W Maximum Power. Measurements were usually daily and were taken in all seasons of year. With a variable load connected to the photovoltaic module, the determination of the I-V curve was possible for each measurement and consequently, the calculation of the Maximum Power Point could be made. At each measurement, were noted the current, the voltage and also the received solar radiation, the air temperature as well as the temperatures at the two sides of the module. At first, the output and the efficiency of the module in different temperatures of operation are calculated , while the received solar radiation is the same in every case. Also, it is studied witch parameters are more influenced by increasing temperature and it is proved that voltage is decreased and current is a little increased. However, the increasing current is not capable to compensate the decreasing voltage, so the increase of temperature affects negatively the output power and the efficiency. Afterwards, a similar calculation has been made, studying the influence of solar radiation at the characteristic parameters of the CIS photovoltaic module. During these calculations, except the positive effect of solar radiation it is presented the behavior of CIS in sunlight and also cloudy conditions. As a result, an average output power of the module has calculated for the aestival and the wintry period. Finally, causing artificial shading in about the 30% of the module's surface, it is determined the rate of reduction of produced DC power, comparatively the case where the module is not shading under the same exterior conditions.

Στην απαρχή της καινούριας χιλιετίας, έχει γίνει πλέον ξεκάθαρος ο σπουδαίος ρόλος και η χρησιμότητα των ασυρμάτων τηλεπικοινωνιών και των εφαρμογών τους, η εξέλιξη των οποίων επικεντρώνεται σε μεγάλο βαθμό στις Ασύρματες Προσωπικές Τηλεπικοινωνίες (ΑΠΤ). Εξαιτίας της μεγάλης δημοτικότητας που έχουν τα συστήματα αυτά, υπάρχει συνεχής ανάγκη για αύξηση της χωρητικότητας και αναβάθμιση των παρεχόμενων υπηρεσιών ϕωνής και δεδομένων. Μια πολύ σημαντική περιοχή έρευνας για τις ΑΠΤ, που έχει προκύψει από τις παραπάνω απαιτήσεις, είναι η μελέτη και η αντιμετώπιση των προβλημάτων που δημιουργούνται στην επίδοση των δικτύων αυτών από διάφορα ϕαινόμενα που επιδρούν στο ασύρματο κανάλι. Σε αυτήν την ερευνητική περιοχή εστιάζεται και η παρούσα διδακτορική διατριβή, που έχει ως στόχο τη ϑεωρητική μελέτη της επίδοσης ασύρματων ψηφιακών τηλεπικοινωνιακών συστημάτων τα οποία υπόκεινται σε διαλείψεις. Για την καταπολέμηση των αρνητικών συνεπειών των διαλείψεων έχει υιοθετηθεί η τεχνική του διαφορισμού στο δέκτη. Σύμφωνα με αυτήν, ο δέκτης διαθέτει περισσότερες από μια κεραίες λήψης με αποτέλεσμα να λαμβάνει πολλαπλά αντίγραφα του εκπεμπόμενου σήματος, τα οποία συνδυάζει κατάλληλα ανάλογα με τις απαιτήσεις του διαχειριστή του δικτύου. Η διεθνής έρευνα για τη χρήση δεκτών διαφορισμού σε κανάλια Διαλείψεων Μικρής Κλίμακας (ΔΜΙΚ) είναι εκτενής και αφορά κυρίως κανάλια που βασίζονται στις κατανομές Rayleigh, Rice και Nakagamim. Δύο άλλες σημαντικές κατανομές για τη μοντελοποίηση των ΔΜΙΚ είναι η Weibull και, η γενίκευση της, η Γενικευμένη-Γάμα (ΓG), οι οποίες σε σύντομο χρονικό διάστημα έχουν κερδίσει εκτεταμένο επιστημονικό ενδιαφέρον στην περιοχή των ασύρματων κινητών τηλεπικοινωνιών. ΄Ομως, παρά το ενδιαφέρον αυτό, η μελέτη της επίδοσης δεκτών διαφορισμού σε κανάλια που μοντελοποιούνται με τις κατανομές αυτές, δεν έχει λάβει τις διαστάσεις που έχουν λάβει οι αντίστοιχες έρευνες για τις άλλες κατανομές. Αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στη μεγάλη πολυπλοκότητα, από μαϑηματικής άποψης, που παρουσιάζει η στατιστική αναπαράσταση του σήματος της εξόδου πολλών τύπων δεκτών διαφορισμού που σε συνδυασμό με τη σχετικά σύνθετη μαθηματική έκφραση των κατανομών Weibull και ΓG, δημιουργεί δυσεπίλυτα προβλήματα. Στην παρούσα διατριβή, προσπερνώντας αυτές τις δυσκολίες, αρχικά μελετήθηκε η απόδοση μιας ειδικής κατηγορίας δεκτών διαφορισμού, του δέκτη Συνδυασμού Γενικευμένης Επιλογής (ΣΓΕ), ο οποίος λειτουργεί σε Ανεξάρτητα αλλά Μη-Ομοιόμορφα Κατανεμημένα (ΑΜΟΚ) κανάλια διαλείψεων Weibull. Σε αυτήν τη μελέτη εξετάζεται η περίπτωση όπου επιλέγονται οι δύο κλάδοι με το υψηλότερο λόγο σήματος προς ϑόρυβο, Signal to Noise Ratio (SNR), από τους L διαθέσιμους, ΣΓΕ(2, L). Κατά συνέπεια, με την παρουσίαση μιας καινούριας ιδιότητας για το γινόμενο των ροπών ταξινομημένων Τυχαίων Μεταβλητών (ΤΜ) Weibull, γίνεται δυνατή η εξαγωγή εκφράσεων κλειστής μορφής για τις ροπές του SNR στην έξοδο των δεκτών ΣΓΕ(2, L). Χρησιμοποιώντας αυτές τις εκφράσεις δίνονται, σε κλειστή μορφή επίσης, σημαντικά κριτήρια επίδοσης όπως είναι ο Μέσος Λόγος Σήματος προς Θόρυβο (ΜΛΣΘ) και η Ποσότητα των Διαλείψεων (ΠΔ). Επιπλέον, με την εφαρμογή της ϑεωρίας των προσεγγιστών Pad´e και της προσέγγισης μέσω της Ροπο-Γεννήτριας Συνάρτησης (ΡΓΣ), γίνεται δυνατή η μελέτη της Πιθανότητας Διακοπής της Επικοινωνίας (ΠΔΕ) και της Μέσης Πιθανότητας Σφάλματος Bit (ΜΠΣΒ) του συστήματος. Στη συνέχεια, υποθέτοντας Ανεξάρτητα και Ομοιόμορφα Κατανεμημένα (ΑΟΚ) κανάλια διαλείψεων ΓG, παρουσιάστηκε σε κλειστή μορφή έκφραση για τις ροπές του SNR στην έξοδο των δεκτών ΣΓΕ(2, L), ενώ η ΡΓΣ και η Αθροιστική Συνάρτηση Κατανομής (ΑΣΚ) εξήχθησαν υπό τη μορφή απειροσειρών. Χρησιμοποιώντας αυτές τις εκφράσεις απλοποιείται σημαντικά η μελέτη των κριτηρίων επίδοσης της ΠΔΕ και της ΜΠΣΒ. Επιπλέον, παρουσιάστηκε η χωρητικότητα του καναλιού ΓG με τη χρήση ή όχι δεκτών διαφορισμού, με βάση πολύ γνωστές τεχνικές προσαρμογής της εκπομπής. Μια άλλη πολύ σημαντική ερευνητική περιοχή που αφορά τα κανάλια διαλείψεων και επηρεάζει σημαντικά την επίδοση των ασύρματων ψηφιακών τηλεπικοινωνιακών συστημάτων που λειτουργούν σε αυτά, είναι το σύνθετο περιβάλλον διάδοσης που δημιουργείται όταν οι ΔΜΙΚ συνυπάρχουν με Διαλείψεις Μεγάλης Κλίμακας (ΔΜΕΚ). Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, αυτό το περιβάλλον διάδοσης μοντελοποιείται με τις σύνθετες κατανομές K και γενικευμένη-K (KG). Αυτές οι κατανομές είναι αρκετά γενικές, αλλά ταυτόχρονα και μαθηματικά ευέλικτες, και έχει διαπιστωθεί ότι είναι κατάλληλες για τη μοντελοποίηση των συνθηκών του καναλιού που προκύπτει όταν οι ΔΜΙΚ συμβαίνουν ταυτόχρονα με ΔΜΕΚ. Στην περίπτωση της κατανομής KG, εξάγονται σημαντικά στατιστικά χαρακτηριστικά του SNR στην έξοδο των δεκτών διαφορισμού Συνδυασμού Μεγίστου Λόγου (ΣΜΛ), Συνδυασμού ΄Ισης Απολαβής (ΣΙΑ), Συνδυασμού Μεταγωγής και Παραμονής (ΣΜΠ) και του δέκτη Διαφορισμού Επιλογής (ΔΕ). Χρησιμοποιώντας αυτές τις εκφράσεις και υποθέτωντας ΑΜΟΚ συνθήκες διαλείψεων του καναλιού KG, εξάγονται σε κλειστή μορφή τα κριτήρια επίδοσης ΜΛΣΘ, ΠΔΕ και ΠΔ. Επιπλέον, ακολουθώντας την προσέγγιση που βασίζεται στη ΡΓΣ για τους δέκτες ΣΜΛ και ΣΜΠ και τους προσεγγιστές Pad´e για τους δέκτες ΣΙΑ και ΔΕ μελετάται η ΜΠΣΒ. Για την περίπτωση της κατανομής K, υποθέτωντας επιπλέον συσχετισμένες ΤΜ, παρουσιάζεται και μελετάται η συσχετισμένη (δι-μεταβαλλόμενη) κατανομή K, η οποία χαρακτηρίζεται από μη ομοιόμορφους παράγοντες μορφοποίησης και κλίμακας. Η σύνθετη αυτή κατανομή είναι βολική για τη μοντελοποίηση του συσχετισμένου περιβάλλοντος διαλείψεων/σκίασης, όταν η συσχέτιση μεταξύ των πλατών των σημάτων και της ισχύος τους είναι διαφορετική. Για αυτήν την κατανομή, εξάγονται γενικές εκφράσεις με απειροσειρές για τη Συνάρτηση Πυκνότητας Πιθανότητας (ΣΠΠ), την ΑΣΚ και τις από κοινού ροπές. Υποθέτοντας ομοιόμορφους παράγοντες κλίμακας και ασυσχέτιστη ισχύ σημάτων, παρέχονται απλούστερες εκφράσεις για τη ΣΠΠ, την ΑΣΚ και τη χαρακτηριστική συνάρτηση, ενώ οι από κοινού ροπές εξάγονται σε κλειστή μορφή. Επιπλέον, βασιζόμενοι σε αυτές τις ϑεωρητικές εκφράσεις της δι-μεταβαλλόμενης κατανομής K, παρουσιάζεται η ανάλυση της επίδοσης σημαντικών δεκτών διαφορισμού, όπως είναι οι δέκτες ΣΜΛ, ΣΙΑ και ΔΕ οι οποίοι λειτουργούν σε συσχετισμένα κανάλια διαλείψεων K. Για το δέκτη ΔΕ μελετάται η ΠΔΕ, ενώ για τους δέκτες ΣΜΛ και ΣΙΑ η ΜΠΣΒ. Γενικά η προτεινόμενη ανάλυση συνοδεύεται από αριθμητικά αποτελέσματα, τα οποία επιδεικνύουν ξεκάθαρα τη χρησιμότητα και την ευελιξία της ϑεωρητικής προσέγγισης. Τα αριθμητικά αυτά αποτελέσματα περιλαμβάνουν σύγκριση της επίδοσης διαφορετικών δεκτών διαφορισμού, συνθηκών καναλιού και τεχνικών διαμόρφωσης. At the beginning of the new millennium, it becomes totaly clear the important role and usefulness of the wireless communication systems and their applications, which continue to evolute in several areas including Personal Communication Services (PCS). In this context there is a continuing demand for increased capacity and integration of the provided services, such as voice, data and other types of traffic, over radio channels. One of the key technical problem areas that has emerged out is the requirement for determining the fading effects on network performance. This also the research area of the current Philosophy diploma, which aims to the theoretical study of the performance analysis of wireless communication systems, which are subject to fading. The current study has employed diversity reception as a fading mitigation technique. According to this technique, the receiver employs more than one antennae, in order to receive multiple copies of the transmitted signal. Hence, these copies are appropriate combined in order to satisfy network administrator demands. The technical literature concerning diversity reception techniques over fading channels is quite extensive. However, it deals mainly with fading channels, which are based on Rayleigh, Rice, and Nakagami-m distributions. Additionally, important distributions for modeling small scale fading are also the Weibull and, its generalization, the generalized-gamma (ΓG), which have recently gained an increased scientific interest in the wireless mobile communication area. However, the performance analysis of diversity receivers operating over fading channels, modeled by these distributions, has not been thoroughly investigated. Reasons for that include the composite statistical representation of several diversity receivers output in conjunction with the quite complicated mathematical expressions of the Weibull and/or ΓG distributions. In this thesis, by overcoming these difficulties the performance of a class of Generalized-Selection Combining (GSC) receivers operating over independent but non identically distributed Weibull fading channels is studied. The case where the two branches with the largest instantaneous Signal-to-Noise Ratio (SNR) are selected, from a total of L available GSC(2, L), is considered. By introducing a novel property for the product of moments of ordered Weibull Random Variables (RV), convenient closed form expressions for the moments of the GSC(2, L) output SNR are derived. Using these expressions, important performance criteria, such as average output SNR and amount of fading (AF ), are obtained in closed form. Furthermore, employing the Pad´e approximants theory and the Moment-Generating Function (MGF)-based approach, outage and bit-error rate performances are studied. Additionally, by considering independent and identical distributed (iid) ΓG fading channels, the moments of the output SNR of the GSC(2, L) receivers were derived, also, in closed form, while infinite series representations were obtained for the MGF and the Cumulative Distribution Function (CDF). Using these expressions, a simplified study of the Outage Probability (OP) and Average Bit Error Probability (ABEP) performance criteria can be performed. Moreover, the capacity of the ΓG fading channel, using different adaptation policies, is also studied, with and without diversity reception. Another important research issue concerning the performance analysis of wireless digital communications systems operating over fading channels, is the composite propagation environment arising in cases where fading is superimposed on shadowing. In the current thesis this propagation environment is modeled by the K and generalized-K (KG) composite distributions. These distributions are quite general and mathematical versatile, and have been found to be appropriate for accurately modeling the channel conditions when fading occurs simultaneously with shadowing. For the KG distribution, expressions for important statistical metrics of the output SNR for the Selection Diversity (SD) receiver and Maximal Ratio Combining (MRC), Equal Gain Combining (EGC), and Switch and Stay Combining (SSC) diversity receivers are derived. Using these expressions and by considering independent but not necessarily identical distributed fading channel conditions, performance criteria, such as average output SNR, AF and OP are obtained in closed form. Moreover, following the MGFbased approach for MRC and SSC receivers, and the Pad´e approximants theory for SD and EGC receivers, the ABEP is also studied. For the case of the K distribution, assuming correlated RVs, the correlated (bivariate) K distribution, with not necessarily identical shaping and scaling parameters, is introduced and studied. This composite distribution is convenient for modeling multipath/shadowing correlated fading environments when the correlations between the signal envelopes and their powers are different. For this distribution, generic infinite series representations are derived for the Probability Density Function (PDF), the CDF and the joint moments. Assuming identical shaping parameters and uncorrelated signal powers, simpler expressions for the PDF, CDF and the Characteristic Function (CF) are provided, while the joint moments are derived in closed form. Capitalizing on these theoretical expressions for the statistical characteristics of the correlated K distribution, the performance analysis of various diversity reception techniques, such as MRC, EGC and SD, over bivariate K fading channels is presented. For the SD, the outage probability is studied, while for the MRC and EGC the ABEP is obtained. In general the proposed analysis is accompanied by several numerical evaluated results, clearly demonstrating the usefulness and flexibility of the theoretical approach. These numerical results include performance comparisons of several diversity receiver structures, employing various modulation formats and different channel conditions.