Korreklation bei Dopplerverschiebung

Aua.

Nochmal zum Mitschreiben ;-)

Wir reden über komplexe I/Q Samples, nix Amplitude und Phase. Die kann man zwar nachher (z.B. per CORDIC) daraus ableiten, aber erstmal liegen nur I und Q vor:

a) Die Korrektur der Frequenzverschiebung ist eine komplexe Multiplikation mit einer Konstanten, also etwas lineares. Das gilt auch dann, wenn diese Konstante exp(i phi) mit steigendem phi ist. Das gilt selbst dann, wenn diese Multiplikation im Rahmen einer schnellen Fouriertransformation erfolgt.

b) Die Korrelation mit einem bekannten Muster (wir reden hier nicht von einer Autokorrelation) per komponentenweiser Multiplikation mit diesem und Auf-Addition (Skalarprodukt, eben Metrik, drum funktioniert die Korrelation) ist ebenfalls eine lineare Operation.

Es ist im Rahmen der digitalen Signalverarbeitung gemäß dem Kommutativ- bzw. Distributivgesetz völlig belanglos, ob erst a) reinmultipliziert wird und dann b) oder umgekehrt.

Der Trick an der Sache ist, dass die Multiplikation per FFT eine billige o(n log n) Operation ist, aber die FFT zwangsweise ein Summe bildet, welche keine nachfolgende Korrelation mehr erlaubt, hingegen eine brute-force Frequenz- korrektur vor der Korrelation eine teure O(n^2) Operation bedeutet.

Durch das Vorziehen der Korrelations-Multiplikationen und Nutzen der inherenten Addition der FFT zur Korrelations-Addition wird bei exakt gleichem mathematischen Ergebnis eine O(n^2) Operation durch eine O(n log n) Operation ersetzt und voila:

Aus dem Brute Force Ansatz wird ein intelligenter Algorithmus.

Abhängig von der erwarteten Frequenzverschiebung und Länge des Korrelationsmusters (zu beiden fehlen hier konkrete Angaben) kann man dann ggf. vor der FFT Partialsummen bilden, im Sinne eines Polyphasensystems. Man kann auch umgekehrt mit Nullern auffüllen, falls die FFT eine zu heftige Verschiebung impliziert. Meist ist eine FFT trotzdem der _viel_ schnellere Weg.

Du demonstrierst gerade, warum es uns als kleinem Unternehmen problemlos möglich ist, mit neuen Übertragungsverfahren gegenüber großen Firmen durchzumaschieren, auch wenn da dann einige Leute nachher in die Tischkante beißen ;-)

Und genau _dafür_ ist das Patentwesen da, damit dann nicht einfach nach 10 x "kann nicht gehen", wenn dann tausende "kann nicht gehen" an zufriedene Kunden geliefert werden, der Einfaltslose hernach sagt: "Lass es uns brute-force nachbauen. Wir lieben dumme brute-force Ansätze" :-(

Ciao Oliver

P.s.: Nachtrag zum Nachtrag, ich hab' zu Prony nochmal nachgeschaut, wenn dann modifiziertes Prony, die Standardversion mag kein überlagertes Geräusch.

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Oliver Bartels
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Martin Laabs schrieb:

Hallo,

das erinnert ja etwas an den Vorläufer des GPS Systems, die Transit Satelliten. Da wurde auch die Dopplerverschiebung bestimmt und deren Nulldurchgang, dann war der Satellit gerade im Zenit über dem Empfänger. Nachdem man zwei Durchläufe eines Satellitens gemessen hatte konnte man sein Position bestimmen, vorher musste man bereits wissen ob man sich rechts oder links neben der Satellitenbahn befand.

Beim GPS Empfänger macht ja die Korrelation ein DSP Prozessor für 8 oder

12 Satelliten gleichzeitig, da müsste es doch bei Deinem Problem möglich sein das der DSP für einen Satelliten und 8 oder 16 verschiedene Dopplerverschiebungen die Korrelation berechnet. Aufwendig bleibt es trotzdem, man muß ja die Korrelation für etliche verschiedene Dopplerverschiebungen und etliche unterschiedliche Zeitunterschiede durchführen um einen Treffer zu bekommen wo der Korrelationskoeffizient am grössten ist.

Bye

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Uwe Hercksen

Z.B. MUSIC oder ESPRIT.

Gruß Henning

P.S.: Zufälligerweise findet sich in der 7. Auflage der "Digitalen Signalverarbeitung" ein neues Kapitel zur Eigenwertbasierten Spektralschätzung mittels MUSIC und ESPRIT. :-)

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Henning Paul

Oliver Bartels schrieb:

Das ist bzgl Joerg ja nichts neues.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Dieter Wiedmann schrieb:

Er wird aber nie antworten: Intellexeram, si tacuisses ;-)

--=20 mfg hdw

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Horst-D.Winzler

Er versteht kaum Latein, da in der Schule dazu keine Lust gehabt :-)

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Das kommt darauf an, wieviel man davon in Hardware giesst. Auf einem PC hast Du sicher recht.

Beim Satelliten kann man das lernfaehig gestalten, da dessen Umlaufbahn und damit die Aenderung der Dopplerverschiebung recht gut vorhersagbar wird. Ohne die Bahnparameter zu kennen wird das aber nicht einfach. Bei uns in der Kardiologie geht das fast nie, da Patienten meist keine besonder regelmaessige Herzaktivitaet mehr haben (sonst braeuchten sie nicht an unsere Geraete ...).

Ich habe schon immer an kleine Unternehmen als Erfolgsmotoren geglaubt. Wahre Innovation entsteht i.d.R. nicht in Elfenbeintuermen.

Es ist nicht so, dass hier nicht aehnliche Chosen bei Herausfischen von Dopplerinformationen aus duennem Signal durchgezogen werden. Beispiel von unserer Firma:

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Die Grundlagen dazu lieferte ein Argentinier in unserem Team. Das ist fast 10 Jahre her und bis heute hat die Konkurrenz m.W. nicht viel dagegenzusetzen. Wobei nur noch ein Konkurrent uebriggeblieben ist ...

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Eben hat einer unserer Konkurrenten in den USA die Flügel gestreckt. Investoren halt... Wir waren darob nicht böse :-)

-ras

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Ralph A. Schmid

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Ralph A. Schmid, dk5ras

Nicht nur auf einem PC ;-) Gute Algorithmen sind immer und überall der Feind schlechter Algorithmen.

Aber so ganz langsam kriegst Du die Kurve ...

Genau das Problem hat Martin und genau dafür ist ein schlauer Algorithmus gefragt.

Da gibt es dann sicher andere schlaue Möglichkeiten, um das meiste aus dem Echo rauszuholen.

Das schaut ganz gut aus. Ich könnte mir allerdings vorstellen, dass ein Darstellung, wo der Durchfluß tatsächlich (dreidimensional) Probleme macht, ein Fortschritt sein könnte.

Ebenso wäre eine Warnung, wo ein Katheter womöglich auch kurzfristig den Blutfluß stört, womöglich von Vorteil. Manchmal geht bei diesen Analysen auch etwas schief und keiner weiß warum

Dann sollte Dein Kunde allerdings sich den Mann warmhalten und zusehen, dass die Grundlagen weiter entwickelt werden.

Gruß Oliver

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Oliver Bartels

Jo mei, die Maschine zum Drucken _werthaltigen_ Geldes ist gerade "out of order".

Den Wallstreet-Leuten kauft keiner mehr was ab, die haben über Jahrzehnte ihr Image verspielt, und alles, was die FED jetzt druckt, treibt die Inflation.

Was jetzt zählt, ist Leistung, nicht mehr Powerpoint.

Gruß Oliver

P.s.: Schaust Du:

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Jetzt geht es den Wasserköpfen an den Kragen.

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Oliver Bartels

Bei uns war's umgekehrt. Es gab ausserhalb USA irgendwann keine mehr :-)

Die sind aber alle eher am Peter-Prinzip oder wie imemr das heisst eingegangen.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

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