Codes für stochastisch und gemeinsam abgetastete, reelle Leistungssignalpaare, ohne Gewichtung
|
|
Python |
Matlab/Octave |
Vorbereitung (Laden von Modulen/Paketen) |
|
from numpy import *
from numpy.random import *
from matplotlib.pyplot import *
|
|
Generieren von Wertetripeln mit den Messzeitpunkten und den Messwerten und (zwei korrelierte AR1-Prozess als Beispiel, mit Erwartungswerten verschieden von null) |
|
T=10000.0
Ti=10.0
dr=1.0
mxs=3.0
mys=2.0
vxs=1.0
vys=2.0
cc=0.5
c1=sqrt(0.5+0.5*sqrt(1-cc**2/(vxs*vys)))
c2=cc/sqrt(vxs*vys)/(2*c1)
c11=sqrt(vxs)*c1
c12=sqrt(vxs)*c2
c21=sqrt(vys)*c2
c22=sqrt(vys)*c1
t=[]
x=[]
y=[]
te=0.0
ue=standard_normal()
ve=standard_normal()
while te<T:
tp=exponential(1.0/dr)
te+=tp
if te<T:
t.append(te)
phi=exp(-tp/Ti)
theta=sqrt(1-phi**2)
ue=ue*phi+normal(0,theta)
ve=ve*phi+normal(0,theta)
x.append(c11*ue+c12*ve+mxs)
y.append(c21*ue+c22*ve+mys)
t=array(t)
x=array(x)
y=array(y)
plot(t,x,'o',t,y,'o')
show()
|
T=10000;
Ti=10;
dr=1;
mxs=3;
mys=2;
vxs=1;
vys=2;
cc=0.5;
c1=sqrt(0.5+0.5*sqrt(1-cc^2/(vxs*vys)));
c2=cc/sqrt(vxs*vys)/(2*c1);
c11=sqrt(vxs)*c1;
c12=sqrt(vxs)*c2;
c21=sqrt(vys)*c2;
c22=sqrt(vys)*c1;
t=[];
x=[];
y=[];
te=0;
ue=randn();
ve=randn();
while te<T
tp=-log(1-rand())/dr;
te=te+tp;
if te<T
t(end+1)=te;
phi=exp(-tp/Ti);
theta=sqrt(1-phi^2);
ue=ue*phi+theta*randn();
ve=ve*phi+theta*randn();
x(end+1)=c11*ue+c12*ve+mxs;
y(end+1)=c21*ue+c22*ve+mys;
end
end
plot(t,x,'o',t,y,'o')
|
Mittelwerte |
|
mxe=mean(x)
mye=mean(y)
|
mxe=mean(x)
mye=mean(y)
|
Varianzen (ohne Bessel-Korrektur, asymptotisch erwartungstreu) |
|
vxe=var(x)
vye=var(y)
|
vxe=var(x,1)
vye=var(y,1)
|
Kreuzkorrelationsfunktion und Kreuzleistungsdichtespektrum über Slotkorrelation (ohne koinzidente Produkte) |
(imaginäre Einheit )
|
from numpy.fft import *
N=len(t)
dt=1.0
K=200
K=minimum(int(ceil(2*T/float(dt)))-1,K)
tau=roll(arange(-(K//2),(K+1)//2)*dt,(K+1)//2)
R1=zeros(K)
R0=zeros(K)
i=0
jb=i
while i<N:
j=jb
while (jb<N) and (t[jb]<t[i]+((K-1)//2+0.5)*dt):
jb+=1
j=jb-1
while (j>=0) and (t[j]>t[i]-(K//2+0.5)*dt):
k=int(round((t[j]-t[i])/float(dt)))
R1[k]+=x[i]*y[j]
R0[k]+=1.0
j-=1
i+=1
Ryx=R1/R0
plot(tau,Ryx,'o',arange(-5*K,5*K)*dt/10.0,cc*sqrt(vxs*vys)*exp(-abs(arange(-5*K,5*K)*dt/10.0/float(Ti)))+mxs*mys)
show()
f=roll(arange(-(K//2),(K+1)//2)/float(K*dt),(K+1)//2)
Syx=dt*fft(Ryx)
p1=1-dt/float(Ti)
loglog(f,real(Syx),'o',arange(1,5*K)/float(10*K*dt),cc*sqrt(vxs*vys)*(1-p1**2)*dt/(1+p1**2-2*p1*cos(2*pi*arange(1,5*K)/float(10*K*dt)*dt)),f,imag(Syx),'o')
show()
|
N=length(t);
dt=1.0;
K=200;
K=min(ceil(2*T/dt)-1,K);
tau=circshift((-fix(K/2):fix((K-1)/2))*dt,[0;fix((K+1)/2)]);
R1=zeros(1,K);
R0=zeros(1,K);
i=2;
jb=i;
while i<=N
j=jb;
while (jb<=N) && (t(jb)<t(i)+(fix((K-1)/2)+0.5)*dt)
jb=jb+1;
end
j=jb-1;
while (j>0) && (t(j)>t(i)-(fix(K/2)+0.5)*dt)
k=round((t(j)-t(i))/dt);
R1(mod(K+k,K)+1)=R1(mod(K+k,K)+1)+x(i)*y(j);
R0(mod(K+k,K)+1)=R0(mod(K+k,K)+1)+1;
j=j-1;
end
i=i+1;
end
Ryx=R1./R0;
plot(tau,Ryx,'o',(-5*K:5*K)*dt/10,cc*sqrt(vxs*vys)*exp(-abs((-5*K:5*K)*dt/10/Ti))+mxs*mys)
f=circshift((-fix(K/2):fix((K-1)/2))/(K*dt),[0;fix((K+1)/2)]);
Syx=dt*fft(Ryx);
p1=1-dt/Ti;
loglog(f,real(Syx),'o',(1:5*K)/(10*K*dt),cc*sqrt(vxs*vys)*(1-p1^2)*dt./(1+p1^2-2*p1*cos(2*pi*(1:5*K)/(10*K*dt)*dt)),f,imag(Syx),'o')
|
Kreuzkorrelationsfunktion und Kreuzleistungsdichtespektrum über Slotkorrelation (ohne koinzidente Produkte, mit lokaler Normierung) |
(imaginäre Einheit )
|
from numpy.fft import *
N=len(t)
dt=1.0
K=200
K=minimum(int(ceil(2*T/float(dt)))-1,K)
tau=roll(arange(-(K//2),(K+1)//2)*dt,(K+1)//2)
mxe=mean(x)
mye=mean(y)
vxe=var(x)
vye=var(y)
R1=zeros(K)
R2=zeros(K)
R3=zeros(K)
i=0
jb=i
while i<N:
j=jb
while (jb<N) and (t[jb]<t[i]+((K-1)//2+0.5)*dt):
jb+=1
j=jb-1
while (j>=0) and (t[j]>t[i]-(K//2+0.5)*dt):
k=int(round((t[j]-t[i])/float(dt)))
R1[k]+=(x[i]-mxe)*(y[j]-mye)
R2[k]+=(x[i]-mxe)**2
R3[k]+=(y[j]-mye)**2
j-=1
i+=1
Ryx=sqrt(vxe*vye)*R1/sqrt(R2*R3)+mxe*mye
plot(tau,Ryx,'o',arange(-5*K,5*K)*dt/10.0,cc*sqrt(vxs*vys)*exp(-abs(arange(-5*K,5*K)*dt/10.0/float(Ti)))+mxs*mys)
show()
f=roll(arange(-(K//2),(K+1)//2)/float(K*dt),(K+1)//2)
Syx=dt*fft(Ryx)
p1=1-dt/float(Ti)
loglog(f,real(Syx),'o',arange(1,5*K)/float(10*K*dt),cc*sqrt(vxs*vys)*(1-p1**2)*dt/(1+p1**2-2*p1*cos(2*pi*arange(1,5*K)/float(10*K*dt)*dt)),f,imag(Syx),'o')
show()
|
N=length(t);
dt=1.0;
K=200;
K=min(ceil(2*T/dt)-1,K);
tau=circshift((-fix(K/2):fix((K-1)/2))*dt,[0;fix((K+1)/2)]);
mxe=mean(x);
mye=mean(y);
vxe=var(x,1);
vye=var(y,1);
R1=zeros(1,K);
R2=zeros(1,K);
R3=zeros(1,K);
i=2;
jb=i;
while i<=N
j=jb;
while (jb<=N) && (t(jb)<t(i)+(fix((K-1)/2)+0.5)*dt)
jb=jb+1;
end
j=jb-1;
while (j>0) && (t(j)>t(i)-(fix(K/2)+0.5)*dt)
k=round((t(j)-t(i))/dt);
R1(mod(K+k,K)+1)=R1(mod(K+k,K)+1)+(x(i)-mxe)*(y(j)-mye);
R2(mod(K+k,K)+1)=R2(mod(K+k,K)+1)+(x(i)-mxe)^2;
R3(mod(K+k,K)+1)=R3(mod(K+k,K)+1)+(y(j)-mye)^2;
j=j-1;
end
i=i+1;
end
Ryx=sqrt(vxe*vye)*R1./sqrt(R2.*R3)+mxe*mye;
plot(tau,Ryx,'o',(-5*K:5*K)*dt/10,cc*sqrt(vxs*vys)*exp(-abs((-5*K:5*K)*dt/10/Ti))+mxs*mys)
f=circshift((-fix(K/2):fix((K-1)/2))/(K*dt),[0;fix((K+1)/2)]);
Syx=dt*fft(Ryx);
p1=1-dt/Ti;
loglog(f,real(Syx),'o',(1:5*K)/(10*K*dt),cc*sqrt(vxs*vys)*(1-p1^2)*dt./(1+p1^2-2*p1*cos(2*pi*(1:5*K)/(10*K*dt)*dt)),f,imag(Syx),'o')
|
Kreuzkorrelationsfunktion und Kreuzleistungsdichtespektrum über direkte Spektralschätzung (Fourier-Transformation, mit Abzug der koinzidenten Produkte, ohne Normierung) |
(imaginäre Einheit )
|
from numpy.fft import *
N=len(t)
dt=1.0
J=int(ceil(2*T/float(dt)))
fp=roll(arange(-(J//2),(J+1)//2)/float(J*dt),(J+1)//2)
X=zeros(size(fp))+0j
Y=zeros(size(fp))+0j
for i in range(0,N):
X+=x[i]*exp(-2j*pi*fp*t[i])
Y+=y[i]*exp(-2j*pi*fp*t[i])
Eyx=T**2*(conj(X)*Y-sum(x*y))/float(N**2-N)
REyx=real(ifft(Eyx))/float(dt)
K=200
K=minimum(int(ceil(2*T/float(dt)))-1,K)
tau=roll(arange(-(K//2),(K+1)//2)*dt,(K+1)//2)
Ryx=zeros(K)
for k in range(-(K//2),(K+1)//2):
Ryx[k]=REyx[k]/float(T-abs(tau[k]))
plot(tau,Ryx,'o',arange(-5*K,5*K)*dt/10.0,cc*sqrt(vxs*vys)*exp(-abs(arange(-5*K,5*K)*dt/10.0/float(Ti)))+mxs*mys)
show()
f=roll(arange(-(K//2),(K+1)//2)/float(K*dt),(K+1)//2)
Syx=dt*fft(Ryx)
p1=1-dt/float(Ti)
loglog(f,real(Syx),'o',arange(1,5*K)/float(10*K*dt),cc*sqrt(vxs*vys)*(1-p1**2)*dt/(1+p1**2-2*p1*cos(2*pi*arange(1,5*K)/float(10*K*dt)*dt)),f,imag(Syx),'o')
show()
|
N=length(t);
dt=1.0;
J=ceil(2*T/dt);
fp=circshift((-fix(J/2):fix((J-1)/2))/(J*dt),[0;fix((J+1)/2)]);
X=zeros(size(fp))+0j;
Y=zeros(size(fp))+0j;
for i=1:N
X=X+x(i)*exp(-2j*pi*fp*t(i));
Y=Y+y(i)*exp(-2j*pi*fp*t(i));
end
Eyx=T^2*(conj(X).*Y-sum(x.*y))/(N^2-N);
REyx=real(ifft(Eyx))/dt;
K=200;
K=min(ceil(2*T/dt)-1,K);
tau=circshift((-fix(K/2):fix((K-1)/2))*dt,[0;fix((K+1)/2)]);
Ryx=zeros([1,K]);
for k=-fix(K/2):fix((K-1)/2)
Ryx(mod(k+K,K)+1)=REyx(mod(k+length(REyx),length(REyx))+1)/(T-abs(tau(mod(k+K,K)+1)));
end
plot(tau,Ryx,'o',(-5*K:5*K)*dt/10,cc*sqrt(vxs*vys)*exp(-abs((-5*K:5*K)*dt/10/Ti))+mxs*mys)
f=circshift((-fix(K/2):fix((K-1)/2))/(K*dt),[0;fix((K+1)/2)]);
Syx=dt*fft(Ryx);
p1=1-dt/Ti;
loglog(f,real(Syx),'o',(1:5*K)/(10*K*dt),cc*sqrt(vxs*vys)*(1-p1^2)*dt./(1+p1^2-2*p1*cos(2*pi*(1:5*K)/(10*K*dt)*dt)),f,imag(Syx),'o')
|
Kreuzkorrelationsfunktion und Kreuzleistungsdichtespektrum über direkte Spektralschätzung (Fourier-Transformation, mit Abzug der koinzidenten Produkte, mit Normierung) |
(imaginäre Einheit )
|
from numpy.fft import *
N=len(t)
dt=1.0
J=int(ceil(2*T/float(dt)))
fp=roll(arange(-(J//2),(J+1)//2)/float(J*dt),(J+1)//2)
X=zeros(size(fp))+0j
Y=zeros(size(fp))+0j
Xp=zeros(size(fp))+0j
for i in range(0,N):
X+=x[i]*exp(-2j*pi*fp*t[i])
Y+=y[i]*exp(-2j*pi*fp*t[i])
Xp+=exp(-2j*pi*fp*t[i])
Eyx=T**2*(conj(X)*Y-sum(x*y))/float(N**2-N)
Eyxp=T**2*(abs(Xp)**2-N)/float(N**2-N)
REyx=real(ifft(Eyx))/float(dt)
REyxp=real(ifft(Eyxp))/float(dt)
K=200
K=minimum(int(ceil(2*T/float(dt)))-1,K)
tau=roll(arange(-(K//2),(K+1)//2)*dt,(K+1)//2)
Ryx=zeros(K)
for k in range(-(K//2),(K+1)//2):
Ryx[k]=REyx[k]/float(REyxp[k])
plot(tau,Ryx,'o',arange(-5*K,5*K)*dt/10.0,cc*sqrt(vxs*vys)*exp(-abs(arange(-5*K,5*K)*dt/10.0/float(Ti)))+mxs*mys)
show()
f=roll(arange(-(K//2),(K+1)//2)/float(K*dt),(K+1)//2)
Syx=dt*fft(Ryx)
p1=1-dt/float(Ti)
loglog(f,real(Syx),'o',arange(1,5*K)/float(10*K*dt),cc*sqrt(vxs*vys)*(1-p1**2)*dt/(1+p1**2-2*p1*cos(2*pi*arange(1,5*K)/float(10*K*dt)*dt)),f,imag(Syx),'o')
show()
|
N=length(t);
dt=1.0;
J=ceil(2*T/dt);
fp=circshift((-fix(J/2):fix((J-1)/2))/(J*dt),[0;fix((J+1)/2)]);
X=zeros(size(fp))+0j;
Y=zeros(size(fp))+0j;
Xp=zeros(size(fp))+0j;
for i=1:N
X=X+x(i)*exp(-2j*pi*fp*t(i));
Y=Y+y(i)*exp(-2j*pi*fp*t(i));
Xp=Xp+exp(-2j*pi*fp*t(i));
end
Eyx=T^2*(conj(X).*Y-sum(x.*y))/(N^2-N);
Eyxp=T^2*(abs(Xp).^2-N)/(N^2-N);
REyx=real(ifft(Eyx))/dt;
REyxp=real(ifft(Eyxp))/dt;
K=200;
K=min(ceil(2*T/dt)-1,K);
tau=circshift((-fix(K/2):fix((K-1)/2))*dt,[0;fix((K+1)/2)]);
Ryx=zeros([1,K]);
for k=-fix(K/2):fix((K-1)/2)
Ryx(mod(k+K,K)+1)=REyx(mod(k+length(REyx),length(REyx))+1)/REyxp(mod(k+length(REyxp),length(REyxp))+1);
end
plot(tau,Ryx,'o',(-5*K:5*K)*dt/10,cc*sqrt(vxs*vys)*exp(-abs((-5*K:5*K)*dt/10/Ti))+mxs*mys)
f=circshift((-fix(K/2):fix((K-1)/2))/(K*dt),[0;fix((K+1)/2)]);
Syx=dt*fft(Ryx);
p1=1-dt/Ti;
loglog(f,real(Syx),'o',(1:5*K)/(10*K*dt),cc*sqrt(vxs*vys)*(1-p1^2)*dt./(1+p1^2-2*p1*cos(2*pi*(1:5*K)/(10*K*dt)*dt)),f,imag(Syx),'o')
|
Kreuzkorrelationsfunktion und Kreuzleistungsdichtespektrum über direkte Spektralschätzung (Fourier-Transformation, mit Abzug der koinzidenten Produkte, mit lokaler Normierung) |
(imaginäre Einheit )
|
from numpy.fft import *
N=len(t)
dt=1.0
mxe=mean(x)
mye=mean(y)
vxe=var(x)
vye=var(y)
J=int(ceil(2*T/float(dt)))
fp=roll(arange(-(J//2),(J+1)//2)/float(J*dt),(J+1)//2)
X=zeros(size(fp))+0j
Y=zeros(size(fp))+0j
Xp=zeros(size(fp))+0j
Xpp=zeros(size(fp))+0j
Ypp=zeros(size(fp))+0j
for i in range(0,N):
X+=(x[i]-mxe)*exp(-2j*pi*fp*t[i])
Y+=(y[i]-mye)*exp(-2j*pi*fp*t[i])
Xp+=exp(-2j*pi*fp*t[i])
Xpp+=(x[i]-mxe)**2*exp(-2j*pi*fp*t[i])
Ypp+=(y[i]-mye)**2*exp(-2j*pi*fp*t[i])
Eyx=T**2*(conj(X)*Y-sum((x-mxe)*(y-mye)))/float(N**2-N)
Eyxp=T**2*(conj(Xpp)*Xp-sum((x-mxe)**2))/float(N**2-N)
Eyxpp=T**2*(conj(Xp)*Ypp-sum((y-mye)**2))/float(N**2-N)
REyx=real(ifft(Eyx))/float(dt)
REyxp=real(ifft(Eyxp))/float(dt)
REyxpp=real(ifft(Eyxpp))/float(dt)
K=200
K=minimum(int(ceil(2*T/float(dt)))-1,K)
tau=roll(arange(-(K//2),(K+1)//2)*dt,(K+1)//2)
Ryx=zeros(K)
for k in range(-(K//2),(K+1)//2):
Ryx[k]=sqrt(vxe*vye)*REyx[k]/sqrt(REyxp[k]*REyxpp[k])+mxe*mye
plot(tau,Ryx,'o',arange(-5*K,5*K)*dt/10.0,cc*sqrt(vxs*vys)*exp(-abs(arange(-5*K,5*K)*dt/10.0/float(Ti)))+mxs*mys)
show()
f=roll(arange(-(K//2),(K+1)//2)/float(K*dt),(K+1)//2)
Syx=dt*fft(Ryx)
p1=1-dt/float(Ti)
loglog(f,real(Syx),'o',arange(1,5*K)/float(10*K*dt),cc*sqrt(vxs*vys)*(1-p1**2)*dt/(1+p1**2-2*p1*cos(2*pi*arange(1,5*K)/float(10*K*dt)*dt)),f,imag(Syx),'o')
show()
|
N=length(t);
dt=1.0;
mxe=mean(x);
mye=mean(y);
vxe=var(x,1);
vye=var(y,1);
J=ceil(2*T/dt);
fp=circshift((-fix(J/2):fix((J-1)/2))/(J*dt),[0;fix((J+1)/2)]);
X=zeros(size(fp))+0j;
Y=zeros(size(fp))+0j;
Xp=zeros(size(fp))+0j;
Xpp=zeros(size(fp))+0j;
Ypp=zeros(size(fp))+0j;
for i=1:N
X=X+(x(i)-mxe)*exp(-2j*pi*fp*t(i));
Y=Y+(y(i)-mye)*exp(-2j*pi*fp*t(i));
Xp=Xp+exp(-2j*pi*fp*t(i));
Xpp=Xpp+(x(i)-mxe)^2*exp(-2j*pi*fp*t(i));
Ypp=Ypp+(y(i)-mye)^2*exp(-2j*pi*fp*t(i));
end
Eyx=T^2*(conj(X).*Y-sum((x-mxe).*(y-mye)))/(N^2-N);
Eyxp=T^2*(conj(Xpp).*Xp-sum((x-mxe).^2))/(N^2-N);
Eyxpp=T^2*(conj(Xp).*Ypp-sum((y-mye).^2))/(N^2-N);
REyx=real(ifft(Eyx))/dt;
REyxp=real(ifft(Eyxp))/dt;
REyxpp=real(ifft(Eyxpp))/dt;
K=200;
K=min(ceil(2*T/dt)-1,K);
tau=circshift((-fix(K/2):fix((K-1)/2))*dt,[0;fix((K+1)/2)]);
Ryx=zeros([1,K]);
for k=-fix(K/2):fix((K-1)/2)
Ryx(mod(k+K,K)+1)=sqrt(vxe*vye)*REyx(mod(k+length(REyx),length(REyx))+1)/sqrt(REyxp(mod(k+length(REyxp),length(REyxp))+1)*REyxpp(mod(k+length(REyxpp),length(REyxpp))+1))+mxe*mye;
end
plot(tau,Ryx,'o',(-5*K:5*K)*dt/10,cc*sqrt(vxs*vys)*exp(-abs((-5*K:5*K)*dt/10/Ti))+mxs*mys)
f=circshift((-fix(K/2):fix((K-1)/2))/(K*dt),[0;fix((K+1)/2)]);
Syx=dt*fft(Ryx);
p1=1-dt/Ti;
loglog(f,real(Syx),'o',(1:5*K)/(10*K*dt),cc*sqrt(vxs*vys)*(1-p1^2)*dt./(1+p1^2-2*p1*cos(2*pi*(1:5*K)/(10*K*dt)*dt)),f,imag(Syx),'o')
|
(keine Lomb-Scargle-Methode für Kreuzspektren in Matlab und Python) |
|
|
|
Kreuzkorrelationsfunktion und Kreuzleistungsdichtespektrum über Zeitquantisierung (mit Abzug der koinzidenten Produkte, ohne Normierung) |
|
from numpy.fft import *
N=len(t)
dt=1.0
J=int(ceil(2*T/float(dt)))
x1=zeros(J)
y1=zeros(J)
for i in range(0,N):
j=int(floor((t[i]-T*floor(t[i]/float(T)))/float(dt)))
x1[j]+=x[i];
y1[j]+=y[i];
X=fft(x1)
Y=fft(y1)
Eyx=T**2*(conj(X)*Y-sum(x*y))/float(N**2-N)
REyx=real(ifft(Eyx))/float(dt)
K=200
K=minimum(int(ceil(2*T/float(dt)))-1,K)
tau=roll(arange(-(K//2),(K+1)//2)*dt,(K+1)//2)
Ryx=zeros(K)
for k in range(-(K//2),(K+1)//2):
Ryx[k]=REyx[k]/float(T-abs(tau[k]))
plot(tau,Ryx,'o',arange(-5*K,5*K)*dt/10.0,cc*sqrt(vxs*vys)*exp(-abs(arange(-5*K,5*K)*dt/10.0/float(Ti)))+mxs*mys)
show()
f=roll(arange(-(K//2),(K+1)//2)/float(K*dt),(K+1)//2)
Syx=dt*fft(Ryx)
p1=1-dt/float(Ti)
loglog(f,real(Syx),'o',arange(1,5*K)/float(10*K*dt),cc*sqrt(vxs*vys)*(1-p1**2)*dt/(1+p1**2-2*p1*cos(2*pi*arange(1,5*K)/float(10*K*dt)*dt)),f,imag(Syx),'o')
show()
|
N=length(t);
dt=1.0;
J=ceil(2*T/dt);
x1=zeros([1,J]);
y1=zeros([1,J]);
for i=1:N
j=fix((t(i)-T*fix(t(i)/T))/dt)+1;
x1(j)=x1(j)+x(i);
y1(j)=y1(j)+y(i);
end
X=fft(x1);
Y=fft(y1);
Eyx=T^2*(conj(X).*Y-sum(x.*y))/(N^2-N);
REyx=real(ifft(Eyx))/dt;
K=200;
K=min(ceil(2*T/dt)-1,K);
tau=circshift((-fix(K/2):fix((K-1)/2))*dt,[0;fix((K+1)/2)]);
Ryx=zeros([1,K]);
for k=-fix(K/2):fix((K-1)/2)
Ryx(mod(k+K,K)+1)=REyx(mod(k+length(REyx),length(REyx))+1)/(T-abs(tau(mod(k+K,K)+1)));
end
plot(tau,Ryx,'o',(-5*K:5*K)*dt/10,cc*sqrt(vxs*vys)*exp(-abs((-5*K:5*K)*dt/10/Ti))+mxs*mys)
f=circshift((-fix(K/2):fix((K-1)/2))/(K*dt),[0;fix((K+1)/2)]);
Syx=dt*fft(Ryx);
p1=1-dt/Ti;
loglog(f,real(Syx),'o',(1:5*K)/(10*K*dt),cc*sqrt(vxs*vys)*(1-p1^2)*dt./(1+p1^2-2*p1*cos(2*pi*(1:5*K)/(10*K*dt)*dt)),f,imag(Syx),'o')
|
Kreuzkorrelationsfunktion und Kreuzleistungsdichtespektrum über Zeitquantisierung (mit Abzug der koinzidenten Produkte, mit Normierung) |
|
from numpy.fft import *
N=len(t)
dt=1.0
J=int(ceil(2*T/float(dt)))
x0=zeros(J)
x1=zeros(J)
y1=zeros(J)
for i in range(0,N):
j=int(floor((t[i]-T*floor(t[i]/float(T)))/float(dt)))
x0[j]+=1.0;
x1[j]+=x[i];
y1[j]+=y[i];
X=fft(x1)
Y=fft(y1)
Xp=fft(x0)
Eyx=T**2*(conj(X)*Y-sum(x*y))/float(N**2-N)
Eyxp=T**2*(abs(Xp)**2-N)/float(N**2-N)
REyx=real(ifft(Eyx))/float(dt)
REyxp=real(ifft(Eyxp))/float(dt)
K=200
K=minimum(int(ceil(2*T/float(dt)))-1,K)
tau=roll(arange(-(K//2),(K+1)//2)*dt,(K+1)//2)
Ryx=zeros(K)
for k in range(-(K//2),(K+1)//2):
Ryx[k]=REyx[k]/float(REyxp[k])
plot(tau,Ryx,'o',arange(-5*K,5*K)*dt/10.0,cc*sqrt(vxs*vys)*exp(-abs(arange(-5*K,5*K)*dt/10.0/float(Ti)))+mxs*mys)
show()
f=roll(arange(-(K//2),(K+1)//2)/float(K*dt),(K+1)//2)
Syx=dt*fft(Ryx)
p1=1-dt/float(Ti)
loglog(f,real(Syx),'o',arange(1,5*K)/float(10*K*dt),cc*sqrt(vxs*vys)*(1-p1**2)*dt/(1+p1**2-2*p1*cos(2*pi*arange(1,5*K)/float(10*K*dt)*dt)),f,imag(Syx),'o')
show()
|
N=length(t);
dt=1.0;
J=ceil(2*T/dt);
x0=zeros([1,J]);
x1=zeros([1,J]);
y1=zeros([1,J]);
for i=1:N
j=fix((t(i)-T*fix(t(i)/T))/dt)+1;
x0(j)=x0(j)+1;
x1(j)=x1(j)+x(i);
y1(j)=y1(j)+y(i);
end
X=fft(x1);
Y=fft(y1);
Xp=fft(x0);
Eyx=T^2*(conj(X).*Y-sum(x.*y))/(N^2-N);
Eyxp=T^2*(abs(Xp).^2-N)/(N^2-N);
REyx=real(ifft(Eyx))/dt;
REyxp=real(ifft(Eyxp))/dt;
K=200;
K=min(ceil(2*T/dt)-1,K);
tau=circshift((-fix(K/2):fix((K-1)/2))*dt,[0;fix((K+1)/2)]);
Ryx=zeros([1,K]);
for k=-fix(K/2):fix((K-1)/2)
Ryx(mod(k+K,K)+1)=REyx(mod(k+length(REyx),length(REyx))+1)/REyxp(mod(k+length(REyxp),length(REyxp))+1);
end
plot(tau,Ryx,'o',(-5*K:5*K)*dt/10,cc*sqrt(vxs*vys)*exp(-abs((-5*K:5*K)*dt/10/Ti))+mxs*mys)
f=circshift((-fix(K/2):fix((K-1)/2))/(K*dt),[0;fix((K+1)/2)]);
Syx=dt*fft(Ryx);
p1=1-dt/Ti;
loglog(f,real(Syx),'o',(1:5*K)/(10*K*dt),cc*sqrt(vxs*vys)*(1-p1^2)*dt./(1+p1^2-2*p1*cos(2*pi*(1:5*K)/(10*K*dt)*dt)),f,imag(Syx),'o')
|
Kreuzkorrelationsfunktion und Kreuzleistungsdichtespektrum über Zeitquantisierung (mit Abzug der koinzidenten Produkte, mit lokaler Normierung) |
|
from numpy.fft import *
N=len(t)
dt=1.0
mxe=mean(x)
mye=mean(y)
vxe=var(x)
vye=var(y)
J=int(ceil(2*T/float(dt)))
x0=zeros(J)
x1=zeros(J)
y1=zeros(J)
x2=zeros(J)
y2=zeros(J)
for i in range(0,N):
j=int(floor((t[i]-T*floor(t[i]/float(T)))/float(dt)))
x0[j]+=1.0;
x1[j]+=x[i]-mxe;
y1[j]+=y[i]-mye;
x2[j]+=(x[i]-mxe)**2;
y2[j]+=(y[i]-mye)**2;
X=fft(x1)
Y=fft(y1)
Xp=fft(x0)
Xpp=fft(x2)
Ypp=fft(y2)
Eyx=T**2*(conj(X)*Y-sum((x-mxe)*(y-mye)))/float(N**2-N)
Eyxp=T**2*(conj(Xpp)*Xp-sum((x-mxe)**2))/float(N**2-N)
Eyxpp=T**2*(conj(Xp)*Ypp-sum((y-mye)**2))/float(N**2-N)
REyx=real(ifft(Eyx))/float(dt)
REyxp=real(ifft(Eyxp))/float(dt)
REyxpp=real(ifft(Eyxpp))/float(dt)
K=200
K=minimum(int(ceil(2*T/float(dt)))-1,K)
tau=roll(arange(-(K//2),(K+1)//2)*dt,(K+1)//2)
Ryx=zeros(K)
for k in range(-(K//2),(K+1)//2):
Ryx[k]=sqrt(vxe*vye)*REyx[k]/sqrt(REyxp[k]*REyxpp[k])+mxe*mye
plot(tau,Ryx,'o',arange(-5*K,5*K)*dt/10.0,cc*sqrt(vxs*vys)*exp(-abs(arange(-5*K,5*K)*dt/10.0/float(Ti)))+mxs*mys)
show()
f=roll(arange(-(K//2),(K+1)//2)/float(K*dt),(K+1)//2)
Syx=dt*fft(Ryx)
p1=1-dt/float(Ti)
loglog(f,real(Syx),'o',arange(1,5*K)/float(10*K*dt),cc*sqrt(vxs*vys)*(1-p1**2)*dt/(1+p1**2-2*p1*cos(2*pi*arange(1,5*K)/float(10*K*dt)*dt)),f,imag(Syx),'o')
show()
|
N=length(t);
dt=1.0;
mxe=mean(x);
mye=mean(y);
vxe=var(x,1);
vye=var(y,1);
J=ceil(2*T/dt);
x0=zeros([1,J]);
x1=zeros([1,J]);
y1=zeros([1,J]);
x2=zeros([1,J]);
y2=zeros([1,J]);
for i=1:N
j=fix((t(i)-T*fix(t(i)/T))/dt)+1;
x0(j)=x0(j)+1;
x1(j)=x1(j)+x(i)-mxe;
y1(j)=y1(j)+y(i)-mye;
x2(j)=x2(j)+(x(i)-mxe)^2;
y2(j)=y2(j)+(y(i)-mye)^2;
end
X=fft(x1);
Y=fft(y1);
Xp=fft(x0);
Xpp=fft(x2);
Ypp=fft(y2);
Eyx=T^2*(conj(X).*Y-sum((x-mxe).*(y-mye)))/(N^2-N);
Eyxp=T^2*(conj(Xpp).*Xp-sum((x-mxe).^2))/(N^2-N);
Eyxpp=T^2*(conj(Xp).*Ypp-sum((y-mye).^2))/(N^2-N);
REyx=real(ifft(Eyx))/dt;
REyxp=real(ifft(Eyxp))/dt;
REyxpp=real(ifft(Eyxpp))/dt;
K=200;
K=min(ceil(2*T/dt)-1,K);
tau=circshift((-fix(K/2):fix((K-1)/2))*dt,[0;fix((K+1)/2)]);
Ryx=zeros([1,K]);
for k=-fix(K/2):fix((K-1)/2)
Ryx(mod(k+K,K)+1)=sqrt(vxe*vye)*REyx(mod(k+length(REyx),length(REyx))+1)/sqrt(REyxp(mod(k+length(REyxp),length(REyxp))+1)*REyxpp(mod(k+length(REyxpp),length(REyxpp))+1))+mxe*mye;
end
plot(tau,Ryx,'o',(-5*K:5*K)*dt/10,cc*sqrt(vxs*vys)*exp(-abs((-5*K:5*K)*dt/10/Ti))+mxs*mys)
f=circshift((-fix(K/2):fix((K-1)/2))/(K*dt),[0;fix((K+1)/2)]);
Syx=dt*fft(Ryx);
p1=1-dt/Ti;
loglog(f,real(Syx),'o',(1:5*K)/(10*K*dt),cc*sqrt(vxs*vys)*(1-p1^2)*dt./(1+p1^2-2*p1*cos(2*pi*(1:5*K)/(10*K*dt)*dt)),f,imag(Syx),'o')
|
Kreuzkorrelationsfunktion und Kreuzleistungsdichtespektrum über Interpolation (Sample-and-Hold, mit Filterkorrektur, ohne Normierung) |
|
from numpy.fft import *
N=len(t)
dt=1.0
J=int(ceil(2*T/float(dt)))
xp=zeros(J)
yp=zeros(J)
for i in range(0,N):
for j in range(int(floor(t[i]/float(dt)))+1,int(floor((t[(i+1)%N]+T*((i+1)//N))/float(dt)))+1):
xp[j]=x[i]
yp[j]=y[i]
Xp=fft(xp)
Yp=fft(yp)
Eyxp=dt**2*conj(Xp)*Yp
REyxp=real(ifft(Eyxp))/float(dt)
K=200
K=minimum(int(ceil(2*T/float(dt)))-1,K)
tau=roll(arange(-(K//2),(K+1)//2)*dt,(K+1)//2)
Ryx=zeros(K)
c=exp(-dd/float(dt))/(1-exp(-dd/float(dt)))**2
for k in range(-(K//2),(K+1)//2):
if k==0:
Ryx[k]=REyxp[k]/float(T)
else:
Ryx[k]=((2*c+1)*REyxp[k]-c*REyxp[k-1]-c*REyxp[k+1])/float(T-abs(tau[k]))
plot(tau,Ryx,'o',arange(-5*K,5*K)*dt/10.0,cc*sqrt(vxs*vys)*exp(-abs(arange(-5*K,5*K)*dt/10.0/float(Ti)))+mxs*mys)
show()
f=roll(arange(-(K//2),(K+1)//2)/float(K*dt),(K+1)//2)
Syx=dt*fft(Ryx)
p1=1-dt/float(Ti)
loglog(f,real(Syx),'o',arange(1,5*K)/float(10*K*dt),cc*sqrt(vxs*vys)*(1-p1**2)*dt/(1+p1**2-2*p1*cos(2*pi*arange(1,5*K)/float(10*K*dt)*dt)),f,imag(Syx),'o')
show()
|
N=length(t);
dt=1.0;
J=ceil(2*T/dt);
xp=zeros([1,J]);
yp=zeros([1,J]);
for i=1:N
for j=fix(t(i)/dt)+2:fix((t(mod(i,N)+1)+T*fix(i/N))/dt)+1
xp(j)=x(i);
yp(j)=y(i);
end
end
Xp=fft(xp);
Yp=fft(yp);
Eyxp=dt^2*conj(Xp).*Yp;
REyxp=real(ifft(Eyxp))/dt;
K=200;
K=min(ceil(2*T/dt)-1,K);
tau=circshift((-fix(K/2):fix((K-1)/2))*dt,[0;fix((K+1)/2)]);
Ryx=zeros([1,K]);
c=exp(-dd/dt)/(1-exp(-dd/dt))^2;
for k=-fix(K/2):fix((K-1)/2)
if k==0
Ryx(mod(k+K,K)+1)=REyxp(mod(k+length(REyxp),length(REyxp))+1)/T;
else
Ryx(mod(k+K,K)+1)=((2*c+1)*REyxp(mod(k+length(REyxp),length(REyxp))+1)-c*REyxp(mod(k-1+length(REyxp),length(REyxp))+1)-c*REyxp(mod(k+1+length(REyxp),length(REyxp))+1))/(T-abs(tau(mod(k+K,K)+1)));
end
end
plot(tau,Ryx,'o',(-5*K:5*K)*dt/10,cc*sqrt(vxs*vys)*exp(-abs((-5*K:5*K)*dt/10/Ti))+mxs*mys)
f=circshift((-fix(K/2):fix((K-1)/2))/(K*dt),[0;fix((K+1)/2)]);
Syx=dt*fft(Ryx);
p1=1-dt/Ti;
loglog(f,real(Syx),'o',(1:5*K)/(10*K*dt),cc*sqrt(vxs*vys)*(1-p1^2)*dt./(1+p1^2-2*p1*cos(2*pi*(1:5*K)/(10*K*dt)*dt)),f,imag(Syx),'o')
|