Zeitschrift für Elektrotechnik und Elektronik

Fortgeschrittene Signalverarbeitung und Nachrichtentechnik

Jessica Schröder

Signalverarbeitung kann aus verschiedenen Perspektiven beschrieben werden. Für einen Akustiker ist sie ein Gerät, um gemessene Signale in nützliche Daten umzuwandeln. Für einen Sonardesigner ist sie ein Teil eines Sonargeräts. Für einen Elektroingenieur ist sie häufig auf Digitalisierung, Abtastung, Filterung und Spektralschätzung beschränkt. Obwohl Messungen normalerweise räumlich und zeitlich zusammen erfasst werden, wird die Signalverarbeitung häufig aufgeteilt, um Signale über einen gewissen Zeitraum hinweg über den Raum hinweg zu kombinieren. Die verschiedenen Komponenten sind auch trennbar, was teilweise auf ihre inhärente Modularität und auch auf eine schnelle Entwicklung der Rechenleistung zurückzuführen ist. Beispielsweise erforderte die frühe Einführung von Strahlformern spezielle Hardware, sodass nur die Daten des Strahlausgangs zur Analyse leicht verfügbar waren. Der einfache Datenzugriff ermöglichte Fortschritte in den modernen Signalverarbeitungskomponenten Erkennung, Klassifizierung, Lokalisierung und Verfolgung. Die Bedeutung der Einordnung der Signalverarbeitung als Erkennungs- oder Schätzungsproblem ergibt sich aus den basierten Designtechniken, die im Bereich der mathematischen Daten verfügbar sind. Die Designmethoden bieten eine Möglichkeit zur Algorithmusableitung und bestimmen, wann und welche Optimalitätskriterien erfüllt sind oder ob der resultierende Satz von Regeln suboptimal ist. Beispielsweise die Verluste, die entstehen, wenn die Signalverarbeitungsvorgänge sequenziell statt einheitlich ausgeführt werden. Die virtuelle Signalverarbeitung umfasst die Manipulation realer Signale, beispielsweise Audiosignale, Videosignale und medizinische oder geophysikalische Datensignale innerhalb eines digitalen Computers. Sie können mithilfe mathematischer Techniken manipuliert werden, um die Daten auf eine bestimmte Weise zu verschönern, zu verändern oder anzuzeigen.