Моделювання процесу оброблення радіосигналу за технологією LoRa

Abstract

Цифрова обробка сигналів (ЦОС або DSP - digital signal processing) є однією з новітніх і найбільш потужних технологій, яка активно проникла в широке коло областей науки і техніки: комунікації, метеорологія, радіолокація і гидролокация, медична візуалізація зображень, цифрове аудіо-та телевізійне мовлення , розвідка нафтових і газових родовищ, і багатьох інших. Можна сказати, що відбувається повсюдне і глибоке проникнення технологій цифрової обробки сигналів в усі сфери діяльності людства. Сьогодні технологія ЦГЗ відноситься до числа базових знань, які необхідні вченим і інженерам всіх галузей без винятку. Вивчення принципів цифрової обробки сигналів не вимагає глибоких і всебічних знань з математики. Необхідно лише трохи досвіду в елементарній алгебрі, в способах декомпозиції (розкладання) довільних сигналів на складові і їх зворотного реконструкції. Чому ж предмет вважається складним для розуміння? Відповідь в тому, як матеріал подається для вивчення. Одна справа писати рівняння, але інше - пояснити їх значення з практичної точки зору. Саме в останньому і полягає мета даного курсу. Фізичні величини макросвіту, як основного об'єкта наших вимірювань і джерела інформаційних сигналів, як правило, мають безперервну природу і відображаються безперервними (аналоговими) сигналами. Цифрова обробка сигналів оперує з дискретними величинами, причому з квантуванням як за координатами динаміки своїх змін (в часі, в просторі, і по будь-яким іншим змінним аргументів), так і за значеннями фізичних величин. Математика дискретних перетворень зародилася в надрах аналогової математики ще в 18 столітті в рамках теорії рядів і їх застосування для інтерполяції та апроксимації функцій, проте прискорений розвиток вона отримала в 20 столітті після появи перших обчислювальних машин. У своїх основних положеннях математичний апарат дискретних перетворень подібний перетворенням аналогових сигналів і систем. Однак дискретність даних вимагає врахування цього фактора, а його ігнорування може призводити до помилок. Крім того, ряд методів дискретної математики не має аналогів в аналітичній математиці.