View source for Applets:Zur Erzeugung von Walsh-Funktionen (neues Applet)

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==Programmbeschreibung==
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Dieses Applet ermöglicht die Darstellung der Hadamard-Matrizen&nbsp; $\mathbf{H}_J$&nbsp; zur Konstruktion der Walsh-Funktionen&nbsp; $w_j$. Dabei können der Faktor&nbsp; $J$&nbsp; der Bandspreizung sowie die Markierung der einzelnen Walsh-Funktionen (durch blaue Umrandung der Zeilen der Matrix) verändert werden.

==Theoretischer Hintergrund==
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===Anwendung===
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Die&nbsp; '''Walsh-Funktionen'''&nbsp; sind eine Gruppe von periodischen orthogonalen Funktionen. Ihr Anwendungsbereich in der digitalen Signalverarbeitung liegt vor allem in der Verwendung zur Bandspreizung bei CDMA-Systemen, beispielsweise dem Mobilfunkstandard UMTS. 
*Aufgrund ihrer Orthogonalitätseigenschaften und der günstigen PKKF-Bedingungen (periodische KKF) stellen die Walsh-Funktionen für einen verzerrungsfreien Kanal und ein synchrones CDMA-System optimale Spreizfolgen dar. Nimmt man zwei beliebige Zeilen und bildet die Korrelation (Mittelung über die Produkte), so ergibt sich stets der PKKF–Wert Null.
*Bei asynchronem Betrieb (Beispiel: &nbsp; Uplink eines Mobilfunksystems) oder De–Orthogonalisierung aufgrund von Mehrwegeausbreitung sind dagegen Walsh–Funktionen allein zur Bandspreizung nicht unbedingt geeignet – siehe &nbsp;[[Aufgaben:5.4_Walsh–Funktionen_(PKKF,_PAKF)|Aufgabe 5.4]].  
*Hinsichtlich PAKF (periodische AKF) sind diese Folgen weniger gut: &nbsp; Jede einzelne Walsh–Funktion hat eine andere PAKF und jede einzelne PAKF ist ungünstiger als bei einer vergleichbaren PN–Sequenz. Das bedeutet: &nbsp; Die Synchronisierung ist bei Walsh–Funktionen schwieriger als mit PN–Sequenzen.
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===Konstruktion===
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Die Konstruktion der Walsh-Funktionen kann rekursiv mithilfe der '''Hadamard-Matrizen''' erfolgen. Eine Hadamard-Matrix $\mathbf{H}_J$ der Ordnung $J$ ist eine $J\times J$-Matrix, die zeilenweise die  $\pm 1$-Gewichte der Walsh-Folgen enthält. Die Ordnungen der Hadamard-Matrizen sind dabei auf Zweierpotenzen festgelegt, d.h. es gilt $J = 2^G$ für eine natürliche Zahl $G$. Ausgehend von $\mathbf{H}_1 = [+1]$ und

:$$
\mathbf{H}_2 =
\left[ \begin{array}{rr}
+1 & +1\\
+1 & -1 \\
\end{array}\right]
$$
gilt der folgende Zusammenhang zur Generierung weiterer Hadamard-Matrizen:
:$$
 \mathbf{H}_{2N} =
\left[ \begin{array}{rr}
+\mathbf{H}_N & +\mathbf{H}_N\\
+\mathbf{H}_N & -\mathbf{H}_N \\
\end{array}\right]
$$
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{{GraueBox|TEXT=
$\text{Beispiel:}$&nbsp; Die Grafik zeigt die Hadamard–Matrix &nbsp;$\mathbf H_8$&nbsp; (rechts) und die damit &nbsp;$J -1$&nbsp; konstruierbaren Spreizfolgen.
[[File:P_ID1882__Mod_T_5_3_S7_neu.png|right|frame| Walsh–Spreizfolgen &nbsp;$(J = 8)$&nbsp; und Hadamard–Matrix &nbsp;$\mathbf H_8$&nbsp;]] 
*$J - 1$ deshalb, da die ungespreizte Folge &nbsp;$w_0(t)$&nbsp; meist nicht verwendet wird. 
*Beachten Sie bitte in der Grafik die farbliche Zuordnung zwischen den Zeilen der Hadamard–Matrix und den Spreizfolgen &nbsp;$w_j(t)$. 
*Die Matrix &nbsp;$\mathbf H_4$&nbsp; ist gelb hinterlegt.}}
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==Zur Handhabung des Applets==

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[[File:Walsh Handhabung.png|right|550px]]

&nbsp; &nbsp; '''(A)''' &nbsp; &nbsp; Auswahl von&nbsp; $G$ &nbsp; &rArr; &nbsp; Faktor der Bandspreizung:&nbsp;  $J= 2^G$

&nbsp; &nbsp; '''(B)''' &nbsp; &nbsp; Auswahl der zu markierenden Walsh-Funktion&nbsp; $w_j$
<br clear=all>

==Über die Autoren==
Dieses interaktive Berechnungstool  wurde am&nbsp; [http://www.lnt.ei.tum.de/startseite Lehrstuhl für Nachrichtentechnik]&nbsp; der&nbsp; [https://www.tum.de/ Technischen Universität München]&nbsp; konzipiert und realisiert. 
*Die erste Version wurde 2007 von&nbsp; [[Biographies_and_Bibliographies/An_LNTwww_beteiligte_Studierende#Thomas_Gro.C3.9Fer_.28Diplomarbeit_LB_2006.2C_danach_freie_Mitarbeit_bis_2010.29|Thomas Großer]]&nbsp; im Rahmen seiner Diplomarbeit mit "FlashMX&ndash;Actionscript" erstellt (Betreuer:&nbsp; [[Biographies_and_Bibliographies/An_LNTwww_beteiligte_Mitarbeiter_und_Dozenten#Prof._Dr.-Ing._habil._G.C3.BCnter_S.C3.B6der_.28am_LNT_seit_1974.29|Günter Söder]]). 
*2018/2019 wurde das Programm  von&nbsp; [[Biographies_and_Bibliographies/An_LNTwww_beteiligte_Studierende#Carolin_Mirschina_.28Ingenieurspraxis_Math_2019.2C_danach_Werkstudentin.29|Carolin Mirschina]]&nbsp; (Ingenieurspraxis, Betreuer:&nbsp; [[Biographies_and_Bibliographies/Beteiligte_der_Professur_Leitungsgebundene_%C3%9Cbertragungstechnik#Tasn.C3.A1d_Kernetzky.2C_M.Sc._.28bei_L.C3.9CT_seit_2014.29|Tasnád Kernetzky]] ) auf  "HTML5" umgesetzt und neu gestaltet.


==Nochmalige Aufrufmöglichkeit des Applets in neuem Fenster==
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