iD: 122, RE-122 Просторово-часове оброблення сигналів та MIMO-системи

Дисципліна “Просторово-часове оброблення сигналів та MIMO-системи” належить до циклу спеціальних технічних дисциплін радіотехнічних спеціальностей та викладається на старших курсах навчання в рамках підготовки спеціалістів і магістрів.

Вивчення даної дисципліни базується на таких дисциплінах, як  “Вища математика”, "Теорія ймовірностей", “Сигнали та процеси в радіотехніці”, “Цифрова обробка сигналів”. Студенти також мають володіти навичками роботи в обчислювальному середовищі “MATLAB”.

У традиційній радіотехніці під сигналом звичайно розуміли деяку функцію часу, що знімається із виходу антенного пристрою. З цього етапу власне й починалося те, що нині називають прийманням та обробленням сигналів. При цьому завдання формування направленості антени, придушення завад сторонніх джерел, тощо, вирішувалось в антенній частині приймальної системи методами традиційної антенної техніки та не відносилися до сфери цифрового оброблення сигналів (ЦОС).

В наш час вже давно стало зрозумілим, що значно ефективніше розглядати сигнал як функцію не тільки часу але й просторових координат точок його приймання, наприклад, датчиків деякої антенної решітки (АР). Таким чином, просторово-часове оброблення (ПЧО) сигналів - це сукупність дій, що виконуються над сигналами по виходу АР з метою виділення корисного сигналу на тлі шумів і завад, які створюються як у самій приймальній системі, так й сторонніми джерелами випромінювання. При цьому завдання оброблення сигналів розглядають як єдиний процес, що враховує властивості полів сигналів і завад у просторі та часі та має результатом виділення потрібної корисної інформації.

Саме так працює більшість сучасних систем приймання сигналів, які забезпечують, наприклад, роботу систем мобільного зв'язку (СМЗ),  радіолокації, радіонавігації, гідроакустики, тощо. Сфери застосування та актуальність методів цифрової ПЧО з часом невпинно зростають по мірі розвитку, з одного боку, засобів ЦОС, з іншого - зростанням складності та підвищенням вимог до функціональності та ефективності прикладних радіосистем. Зокрема, важливим напрямком застосування ідей та методів ПЧО стали за останні 10 років багатоантенні MIMO-системи, в яких у нерозривній єдності розглядаються вже не тільки завдання приймання сигналів, але й їх передачі. Так, у системах мобільного зв'язку 5G, що починають активно розгортати у передових країнах світу, MIMO-системи взагалі займають одне з головних місць у загальній ієрархії систем та саме вони у великій мірі визначають ефективність СМЗ у цілому.

Отже, метою викладання дисципліни "Просторово-часове оброблення сигналів та MIMO-системи" є набуття знань з теорії ПЧО та практичних навичок з їх проектування, моделювання та аналізу ефективності.