L’elaborazione del segnale spazio-temporale si riferisce alle tecniche utilizzate per elaborare segnali che variano sia nello spazio (antenne multiple o array di sensori) che nel tempo (in diversi istanti temporali). Questo approccio sfrutta le dimensioni spaziali e temporali per migliorare la ricezione del segnale, migliorare la velocità di trasmissione dei dati, mitigare le interferenze e ottenere una migliore affidabilità nei sistemi di comunicazione o di rilevamento. In applicazioni quali radar, comunicazioni wireless ed elaborazione di rete, gli algoritmi di elaborazione spaziale del segnale mirano a ottimizzare il rilevamento, la localizzazione e la stima dei parametri del segnale sfruttando la diversità spaziale e temporale inerente alle configurazioni multi-antenna o multi-sensore.
Il processo spazio-temporale descrive come i segnali si evolvono attraverso le dimensioni sia dello spazio che del tempo. Caratterizza le proprietà statistiche e il comportamento dei segnali ricevuti o trasmessi da schiere di antenne o reti di sensori distribuiti nello spazio e osservati in diversi istanti temporali. Comprendere il processo spazio-temporale è fondamentale per progettare algoritmi efficienti di elaborazione del segnale che sfruttano la diversità spaziale e temporale per ottenere prestazioni ottimali in applicazioni quali radar, comunicazioni ed elaborazione di array.
L’elaborazione del segnale spazio-temporale nella comunicazione wireless si riferisce all’uso di sistemi multi-antenna per migliorare l’affidabilità, la capacità e l’efficienza dei collegamenti di comunicazione wireless. Distribuendo più antenne alle estremità del trasmettitore e del ricevitore, le tecniche di elaborazione spaziale del segnale sfruttano la diversità spaziale per combattere l’attenuazione e le interferenze, migliorando così la qualità del segnale e aumentando la velocità di trasmissione dei dati. Tecniche come il multiplexing spaziale, il beamforming e la combinazione di diversità vengono utilizzate per ottimizzare la ricezione del segnale, mitigare le carenze dei canali e ottenere prestazioni di comunicazione robuste in vari ambienti wireless.
La codifica spazio-temporale per la comunicazione wireless prevede l’uso di schemi di codifica che sfruttano le dimensioni spaziali e temporali per migliorare l’affidabilità della comunicazione e la velocità di trasmissione dei dati. Queste tecniche di codifica sono progettate per sistemi multi-antenna, in cui vengono utilizzate più antenne su entrambe le estremità del collegamento di comunicazione per trasmettere e ricevere segnali codificati simultaneamente. I codici spazio-temporali migliorano la robustezza della comunicazione contro lo sbiadimento e le interferenze creando percorsi di segnale ortogonali attraverso diverse antenne, aumentando così la velocità di trasmissione dei dati e ottenendo una maggiore efficienza spettrale. MATLAB e altri strumenti di simulazione sono comunemente utilizzati per progettare, simulare e analizzare schemi di codifica spazio-temporali per ottimizzarne le prestazioni nei sistemi di comunicazione wireless.