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Función de autocorrelación, un problema inverso.

$x[n]$ es una función compleja $n=0,1,2,\cdots,L-1 $

asumimos $x[n]$ es periódica en su índice: $x[n+L]=x[n]$

Su auto-correlación de la función $C[n]$ está unívocamente definido como: $$ C[n]=\sum_{i=0}^{L-1} x[i+n]x^*[i] $$ $C[n]$ también tiene el periódico de la propiedad: $$C[n+L]=C[n]\tag{1}$$

Y "conjugado-simetría" de la propiedad: $C[-n]=C^*[n] \tag{2}$


Ahora mi pregunta es:

Por $C[n]$, lo que satisface la propiedad (1) y (2):

Puede nos encontramos con el correspondiente $x[n]$ ?

Si sí, es único?

$\qquad $ si único, ¿cuál es el método para encontrar $x[n]$?

$\qquad $ si no único, ¿cuál es la clase de los $C[n] \rightarrow \{x[n]\}$

Si no, ¿qué otra restricción propiedades debemos agregar a $C[n]$, con el fin de hacer que sí?


3voto

kodlu Puntos 1178

Incluso hasta a los cambios no es la única. Por ejemplo, hay toda una colección de secuencias de llamada $m-$(secuencias de máxima longitud de las secuencias generadas por lineal binaria registros de desplazamiento correspondiente a la primitiva polinomios. Ver la discusión en la wikipedia.

Hay $\phi(2^n-1)/n$ primitivas diferentes polinomios sobre el campo binario de grado $n$ y cada uno de estos da lugar a una $m-$secuencia (y todos sus cambios). Todas estas secuencias han período de $2^n-1$ e ideal de autocorrelación $$C_t=-1+\delta(t)2^n$$ donde $\delta(\cdot)$ es la delta de Kronecker.

Complejo correspondiente valorado existen secuencias para los no-binario campos, $GF(p)$ que son las secuencias más complejas raíces de la unidad de la orden de $p.$

1voto

Michael Tsang Puntos 166

No, no es único. Considere las secuencias reales$x_0 = 0, x_1 =1$ y$y_0=1, y_1=0$ (en ambos casos$L=2$).

Entonces para $x$:

$$C_0 = x_0^2+x_1^2 =1,$ $$$C_1 = x_1x_0 + x_0x_1 = 0,$ $$$C_2 = x_0^2+x_1^2 = 1,$ $$$C_3 = x_1x_0 + x_0x_1 = 0...$ $

Mientras que para $y$:

$$C_0 = y_0^2+y_1^2 =1,$ $$$C_1 = y_1y_0 + y_0y_1 = 0,$ $$$C_2 = y_0^2+y_1^2 = 1,$ $$$C_3 = y_1y_0 + y_0y_1 = 0...$ $

Las dos secuencias se desplazan. En general, todas las secuencias desplazadas comparten la misma función de autocorrelación. Por lo tanto, es difícil agregar restricciones para obtener una secuencia única.

0voto

Hun1Ahpu Puntos 2119

mi conjetura

No, nosotros no podemos encontrar a $x[n]$ general $C[n]$

Con el fin de hacer que sí, tenemos la transformada de Fourier discreta de $C[n]$ semi-definida positiva.

$$I[\omega] \geqslant 0 \etiqueta{3}\\ \text{donde} \qquad \omega=0,1,2,\cdots,L-1 \\ y \qquad Yo[\omega]=\text{DFT}[C[n]]:=\sum_{n=0}^{L-1} C[n] e^{\frac{2\pi i}{L}\omega n} $$ Por el camino, $I(\omega)$ es tan real como el resultado de "conjugado-simétrica" de propiedad de $C[n]$

(3) es condición adicional para hacer la $x[n]$ existen para determinado $C[n]$


con la restricción (1),(2),(3) juntos. La respuesta es sí.

Pero la solución de $x[n]$ no son únicas.

Ellos no son los únicos que hasta el $L$ fases de factores: $\theta[\omega] \quad \omega =0,1,2,\cdots,L-1$ $$ \tilde{x}[\omega]=\text{DFT}[x[n]]= |\tilde{x}[\omega]| e^{i\theta[\omega]} $$

$$ Yo[\omega]= |\tilde{x}[\omega]|^2 $$

$\tilde{x}[\omega]$ es la transformada de Fourier de $x[n]$, a sabiendas de $\tilde{x}[\omega]$, entonces sabemos $x[n]$

sin embargo, cuando nos recuperemos $\tilde{x}[\omega]$$I[\omega]$, la fase de información $\theta[\omega]$ está totalmente ausente. lo que hace que $x[n]$ no la única.


En suma:

$C[n] \xrightarrow{DFT} I[\omega]$

Si $I[\omega]$ es no semi-definida positiva, entonces no hay ninguna solución para $x[n]$

Si $I[\omega]$ es semi-definida positiva, entonces hay soluciones de $x[n]$, y ellos no son los únicos que, hasta el $L$ fase de factores.

$\tilde{x}[\omega]$ es la transformada de Fourier discreta (DFT) de $x[n]$. La DFT es un uno-a-uno de la cartografía.

$ Yo[\omega]= |\tilde{x}[\omega]|^2 $

y, a continuación, $\tilde{x}[\omega] \xrightarrow{\text{inverse} DFT} x[n]$

desde $\tilde{x}[\omega]$ no es el único, hasta la fase factor de $|\tilde{x}[\omega]| e^{i\theta[\omega]}$, nuestra $x[n]$ no es también único.


Encima es mi suposición.

Tal vez ya hay algunos libros de texto de conclusiones a partir de una parte de las matemáticas que no sé.

Así que, espero conseguir alguna referencia de este tema.

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