Zur Erzeugung von Walsh-Funktionen (neues Applet)
Inhaltsverzeichnis
Programmbeschreibung
Dieses Applet ermöglicht die Darstellung der Hadamard-Matrizen $H_J$ zur Konstruktion der Walsh-Funktionen $w_j$. Dabei können der Faktor $J$ der Bandspreizung sowie die Markierung der einzelnen Walsh-Funktionen (durch blaue Umrandung der Zeilen der Matrix) verändert werden.
Theoretischer Hintergrund
Die Walsh-Funktionen 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 stellen die Walsh-Funktionen für einen verzerrungsfreien Kanal und ein synchrones CDMA-System optimale Spreizfolgen dar.
Die Konstruktion der Walsh-Funktionen kann rekursiv mithilfe der Hadamard-Matrizen erfolgen. Eine Hadamard-Matrix $H_J$ 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 $H_1 = (+1)$ und
\begin{equation}
H_2 =
\left( \begin{array}{rr}
+1 & +1\\
+1 & -1 \\
\end{array}\right)
\end{equation}
gilt der folgende Zusammenhang zur Generierung weiterer Hadamard-Matrizen:
\begin{equation}
H_{2N} =
\left( \begin{array}{rr}
+H_N & +H_N\\
+H_N & -H_N \\
\end{array}\right)
\end{equation}
Zur Handhabung des Applets
(A) Auswahl des Faktors zur Bandspreizung als Zweierpotenz von $G$
(B) Auswahl der jeweiligen Walsh-Funktion $w_j$
Über die Autoren
Dieses interaktive Berechnungstool wurde am Lehrstuhl für Nachrichtentechnik der Technischen Universität München konzipiert und realisiert.
- Die erste Version wurde 2007 von Thomas Großer im Rahmen seiner Diplomarbeit mit „FlashMX–Actionscript” erstellt (Betreuer: Günter Söder).
- 2018/2019 wurde das Programm von Marwen Ben Ammar und Xiaohan Liu (Bachelorarbeit, Betreuer: Tasnád Kernetzky ) auf „HTML5” umgesetzt und neu gestaltet.
