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SA. Grabaciones I/Q.
Posibilidades y bondades del formato I/Q.
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Grabaciones I/Q. SA y el formato I/Q.

Hemos recibido varios correos con respecto al formato I/Q y al uso de las grabaciones en SA:

Vamos a tratar de explicar que es una grabación I/Q así como sus posibilidades y bondades para el análisis y la identificación de señales

Por qué I/Q es un buen formato y que ventajas aporta.

En general, el 80-90% de los receptores dan como salida una señal de audio. Es una señal real que se suele grabar en formato .wav y usar para su análisis e identificación y/o ponerla en algún sitio de Internet. La calidad de esas señales depende de las características del receptor.

En este caso, el receptor es el que realiza todo el proceso y, en muchos casos, resuelve las cuestiones de como y que hacer con la señal. Por supuesto, asumimos que el receptor esta manejado por un operador competente y que sabe su trabajo. Desgraciadamente, todavía existe mucha gente que no sabe como funciona un receptor de manera básica y como se efectúan grabaciones de calidad. Esta es la razón por la que en Internet se pueden encontrar multitud de grabaciones de mala o nula calidad, lo que las invalida para su análisis e incluso para su demodulación. En estos casos no solo no disponemos de la señal “tal cual” sino que ni siquiera es similar a la original. Esto presenta un problema de difícil solución para analizar e identificar la señal, lo que da la impresión de que el usuario no esta interesado en esta labor.

Afortunadamente hoy en día, gracias a las tecnologías, se han desarrollado con éxito receptores SDR. Esto significa que hay una transferencia lineal y de calidad de una parte del espectro al área de las bajas frecuencias (audio en banda base) para su posterior procesado.

La gran ventaja de esta tecnología es que no importa la modulación de la señal, o que características tenga o la experiencia del operador, la señal sera transferida a las bajas frecuencias sin distorsiones, pudiendo ser grabada para su análisis detallado.

Observese que no hablamos de una señal demodulada y procesada como ocurre en un receptor normal. Hablamos de la señal tal cual es. Y en estos casos el formato de la señal es I/Q. A continuación vemos como se forma la señal.



El margen de la señal
1 - Se selecciona, si es necesario, con un filtro paso banda.
2 - Se transfiere a una frecuencia intermedia 0 en forma de dos canales en cuadratura (I/Q)
3 - Se filtran ambos canales con un filtro paso bajo y se envían al digitalizador.


Como resultado de tal transferencia, tenemos dos semiespectros de la señal principal desfasados exactamente 90º. (La teoría matemática esta suficientemente explicada en numerosos sitios).

Esto nos permite:

Primero: reducir la frecuencia de muestreo de cada canal como resultado de la convolucion espectral.
Segundo: Recuperar la señal original en cualquier momento como resultado del desfase de 90º.

Si el convertidor AD es adecuado y el nivel de ruido de la conversión es bajo, la señal I/Q grabada es una representación exacta de la señal original sin distorsiones.

Normalmente, para estas grabaciones se usa el formato wav estéreo. Uno de los canales contiene las muestras I y el otro la Q. Da igual que sea uno u otro. Una vez grabada, la señal requiere un proceso especial.


Como usar las grabaciones I/Q en SA. Es fácil!

SA esta considerado como software para análisis de calidad para la identificación de señales. Por tanto, el formato I/Q ocupa un lugar especial ya que potencialmente garantiza una excelente calidad en la grabación de la señal.

Esta es la razón por la que SA dispone de la herramienta adecuada para convertir una señal I/Q en real para su análisis.

El proceso es bastante sencillo: Durante la carga de la señal, SA le avisa de que la señal es estéreo y le da como opciones seleccionar un canal o cargar ambos canales



Solo necesita seleccionar “load all samples” para cargar la señal y convertirla con I/Q.



Ya esta. Ahora es posible trabajar con la señal usando todo el potencial de SA. Puede salvar la grabación, filtrarla, remuestrearla, demodularla, etc etc.

Es de notar que la frecuencia de muestreo de la señal real es el doble que el de la señal I/Q inicial. Esto es normal, ya que la señal ahora es real y en lugar de los dos canales que teníamos anteriormente, ahora solo tenenos uno. Sin embargo los datos son los mismos, ni aumentan ni disminuyen. Simplemente los datos se representan de otra manera, mas conveniente para nosotros.

¿Por que todavía hay gente que reniega del formato I/Q cuando es obvio que es preferible para análisis e identificación de señales?

Es obvio que el formato I/Q es el mejor para el análisis. Sin embargo, en la práctica, este hecho no es reconocido del todo.
Y hay algunas razones para ello. Vamos a considerarlas..

La primera y principal es que la mayoría de los propietarios de receptores SDR están convencidos de que los demoduladores suministrados con el software del equipo hacen milagros.

Pero no se lo crea. No es tan sencillo y en muchos casos estos demoduladores son malos.

La necesidad de trabajar en tiempo real y la orientación hacia la escucha de las señales así como otros factores hacen que estén lejos del demodulador ideal. Como resultado, después de la demodulación, las grabaciones no son mejores y a veces son bastante peores que las efectuada con un receptor normal.
Los receptores SDR que no permiten grabar las señales en I/Q ya son malos por diseño.
Si quiere identificar una señal, debe centrarse en su forma original y esta solo se tiene con una grabación I/Q.

Cuando se usan señales I/Q en SA se puede observar a menudo que el nivel es bajo.
El problema no es de SA sino del receptor SDR y su circuiteria.

Lo recomendable en estos casos es tratar de incrementar la amplitud de la señal tan pronto como sea posible y antes de procesarla.

Por ejemplo, una vez cargada en SA una señal I/Q, podemos incrementar el nivel según sea necesario.



A continuación es necesario salvar la señal como un fichero wav normal y volver a cargarlo para procesarlo como I/Q. En cierta medida, esto compensara el bajo nivel inicial de la grabación.

Aunque esto no soluciona el problema del todo, debo insistir en que no es asunto de SA sino que se tiene que solucionar durante la grabación de la señal, ya que son cuestiones que afectan al equipo SDR.

La segunda razón que mueve a la gente a no considerar I/Q como el mejor formato para análisis es la opinión de que son grabaciones que ocupan demasiado espacio y esto no es cierto.

I/Q asume que la señal se ha transferido a frecuencia 0 y por tanto la grabación ocupará el volumen adecuado a la señal. Ni mas ni menos.

Otro asunto es cuando la señal tiene un espectro de 10 Khz y la portadora esta en 1 Mhz. Si el operador no sabe lo que hace y digitaliza para conservar el Mhz, desde luego la grabación sera muy grande. Pero en este caso es culpa del operador que no entiende lo que hace.

No compare el tamaño de las grabaciones I/Q antes de demodularlas con el resultado después de la demodulacion.

En el primer caso trabaja con la señal original y usted decide como y cuando demodularla.
En el segundo, trabaja con una imagen de la señal sin saber como fue obtenida y ni siquiera si se hizo de manera correcta.

Con toda seguridad, en el primer caso las posibilidades de una identificación correcta son notablemente mayores que en el segundo caso.

No es extraño oír que las grabaciones I/Q son muy grandes y que esto lo afirmen quienes muestrean señales de 3 Khz a 44100 Hz en estéreo y, a continuación, las comprimen con un codec mp3 para que no ocupen mucho espacio..

Y, curiosamente, se extrañan de que nadie se interese en sus grabaciones. :)

Suerte y al toro.
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Файл создан: 23 Nov 2009 20:28, посл. исправление: 23 Nov 2009 20:38
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