МОДЕЛИРОВАНИЕ IOT-СИСТЕМЫ И ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ НА КОНЕЧНЫХ УСТРОЙСТВАХ

Аннотация

В условиях активного развития систем Интернета вещей (IoT) возрастает необходимость эффективной обработки цифровых сигналов непосредственно на конечных устройствах. Ограниченные вычислительные ресурсы, энергопотребление и требования к минимальным временным задержкам делают актуальной задачу разработки адаптированных методов цифровой обработки сигналов, обеспечивающих высокую точность при сниженной вычислительной сложности. Особое значение в таких системах приобретает задача обнаружения и корреляционной обработки широкополосных сигналов в условиях шума. Целью данного исследования является разработка и анализ методов цифровой корреляционной обработки и согласованной фильтрации сигналов, ориентированных на применение в конечных IoT-устройствах с ограниченными аппаратными ресурсами. В рамках работы поставлены следующие задачи: анализ существующих методов согласованной фильтрации и обнаружения сигналов; разработка алгоритмов с пониженной вычислительной сложностью; моделирование сигналов и оценка эффективности предлагаемых решений. В результате исследования предложен адаптированный метод цифровой корреляционной обработки, основанный на нормализации и оптимизации вычислительных операций. Проведено моделирование обработки сигналов различной формы, включая прямоугольные и широкополосные сигналы, в присутствии аддитивного шума. Полученные результаты показали, что предложенный метод обеспечивает надежное обнаружение сигналов при снижении вычислительных затрат и минимальных временных задержках по сравнению с классическими методами корреляции. В заключение отмечается, что разработанные методы могут быть эффективно применены в системах IoT, радиотехнических и сенсорных сетях, обеспечивая баланс между точностью обработки и вычислительной эффективностью. Полученные результаты расширяют возможности практической реализации цифровой обработки сигналов на конечных устройствах и создают основу для дальнейших исследований в области энергоэффективных алгоритмов обработки данных.