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Breve manual sobre el análisis de señales OFDM con SA 6.2.4.4
Parte 1
Начало » Руководство пользователя SA
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Текст
Parte primera del articulo sobre análisis de varios OFDM usando SA v 6.2.4.4

Se asume que el lector esta familiarizado tanto con los principios básicos del OFDM como con los anteriores artículos que hemos publicado:

SA - Tutorial detallado del módulo OFDM.
SA - Trabajo con el módulo OFDM.
SA - módulo OFDM. La constelación de los canales
SA - Como usar el módulo OFDM. Ejemplos.
SA - Parámetros de las señales OFDM.
SA - Análisis de OFDM con SA v. 6.2.3.3
etc.


Los principios básicos así como la terminología siguen siendo los mismos.

Vamos pues a considerar los fundamentos y nuevas funcionalidades de SA 6.2.4.4 llevando a cabo el análisis de varias señales OFDM.

Señal: WinDrm .

Esta señal ha sido elegida como primer ejemplo por varias razones.

En primer lugar, demostraremos que k=(LG/LU) o k=((Sh/Br)-1) es realmente la constante “mágica” que caracteriza de forma inequívoca a cualquier OFDM con CP.

En segundo lugar, la señal lleva diversos canales de servicio cuyo análisis no era posible hasta ahora.

Y en tercer lugar, la señal es bien conocida, y los resultados pueden ser contrastados. Con esto queremos decir que no solo hay que fiarse de la teoría, sino que además tenemos la oportunidad de comprobar y verificar el funcionamiento del analizador OFDM de SA.

Vamos a ello. :-)

Comenzaremos con algunas acciones normales:



Paso 1. Seleccionar un fragmento de la señal o la señal completa y llamar al módulo OFDM.

Aquí se suele cometer a menudo un error típico que no solo afecta a señales OFDM:

- Optimizar la frecuencia de muestreo. En nuestro ejemplo la frecuencia de muestreo es razonable - 8000 Hz. Pero la mayoría de las grabaciones están efectuadas con un SR superfluo de 22050, 44100, 48000, etc. Siempre es recomendable usar el SR óptimo. Y el valor óptimo del SR para analizar la señal es el que resulta de multiplicar el BW * (2,5-4) siendo BW el ancho del espectro de la señal de interés. Valores mayores de SR son superfluos y deben estar justificados. De no estarlo, la frecuencia de muestreo debe ser reducida usando las herramientas de SA. SA dispone de herramientas para el remuestreo de probada calidad, por lo que se debe evitar el uso de herramientas externas que podrían degradar y/o distorsionar la señal.

Paso 2. Una vez lanzado el módulo OFDM, el procedimiento para encontrar el triángulo de correlación se inicia pulsando el botón “Find CT”. No hay nada más que hacer en esta etapa. En la mayoría de las señales, la última linea presentada en la ventana de datos se corresponderá con los parámetros reales de la señal. Importante: estos datos son aproximados ya que no es factible calcular parámetros más precisos en esta etapa de la medida.



Paso 3. Pulse en el lado izquierdo(“bueno”) del triángulo de correlación, para situarse en una posición óptima. No importa que el triángulo sea positivo o negativo. No es necesario llevar a cabo ningún ajuste en este punto.

Paso 4. Ahora pulsaremos el botón “Get Br”. Las tareas de este botón son:

- Obtener el valor Br exacto.
- Ajustar la señal en frecuencia. Al efectuar este ajuste el triángulo pasará automáticamente a ser positivo caso de ser negativo.



Paso 5. De ser necesario, deberemos desplazarnos algunos símbolos hasta que el espectro aparezca en la pantalla. Esto quiere decir que en el segmento seleccionado había una zona sin señal al principio del mismo.

Activar la presentación del plano de fase haciendo doble click sobre la ultima linea de datos(seleccionada).

Escalar y posicionar el espectro FFT.

Y esta es una excelente ocasión para observar atentamente lo que vamos obteniendo. :)



En este punto, si todo se ha desarrollado según lo previsto, tenemos:

- El valor exacto ( dentro de unos limites razonables) de Br = 37,495728 Hz.
- La cantidad de canales y sus niveles en el símbolo actual = 51.
- El desplazamiento óptimo de la señal = +22,0018 Hz sobre la posición real en la grabación. Este desplazamiento esta cercano al real pero aún no es el exacto. Este valor se debe usar con precaución.
- LU = 171 muestras
- LG = 42 muestras y por tanto LS = LU+LG = 243 muestras.

Importante! Los valores de LG y LU son absolutos y no hay garantía de que sean exactamente los reales. Son valores abstractos y hay que ser excéptico hasta que haya confirmación de los mismos.

Como podemos ver, a falta de confirmación de los datos, en este punto ya tenemos un buen conocimiento de la señal.

Es posible desplazarse símbolo a símbolo por la señal y observar que los canales externos ( primero y ultimo) tienen la misma amplitud cada 3 símbolos.

Cambien se puede observar que en modo manual el triángulo de correlación acaba por salir de la marca, lo que quiere decir que la frecuencia de muestreo de 8000 Hz no es la adecuada para demodular la señal.

Es posible lanzar el modo de mapeado dinámico de la constelación y observar que los tres tonos pilotos se destacan perfectamente y ver como rota la constelación absoluta.

Es posible sincronizarse con un tono piloto e intentar ver la constelación en los tonos adyacentes.

SA permite varias posibilidades.

Nos vamos acercando a los resultados reales. :)

El valor exacto de k es 0,25 o 1/4. Con esto ya tenemos los valores necesarios para hacernos una idea de como es la señal.

En OCG vemos los valores de LU y LG para un k de 0,25 y 51 canales.



Se puede seleccionar cualquier par de valores LG y LU y todos garantizan unos resultados correctos. Nosotros hemos seleccionado LU = 172 y LG = 43.

Por tanto:

- LS = 172 + 43 = 215 muestras.
- La velocidad de modulación calculada por SA= 37,495728 Hz. Por tanto la velocidad de muestreo para demodular/analizar la señal seria de 215*37,495728 = 8061,58162 Hz.

La aproximaremos a 8062 ya que las velocidades fraccionales no son procesables.

Cerraremos la actual sesión de SA y repetiremos todos los pasos anteriores, pero previamente remuestrearemos la señal a 8062 Hz.



Compárese los valores con los obtenidos anteriormente.

El error relativo en la obtención del Br es del 0,0005 %. Es una excelente precisión que confirma la fiabilidad del parámetro.

El valor óptimo de desplazamiento de la frecuencia es diferente ahora, y aunque esta más próximo al real que el obtenido anteriormente, aun es aproximado.

Pero...LU y LG son exactos y se corresponden con los reales. Ahora no hablamos de valores abstractos sino de los valores reales de la señal.

Ahora podemos trabajar en mejores condiciones, ya que nos hemos situado dentro de los limites de los parámetros reales de la señal y solo tenemos un error que es el error en la velocidad de muestreo, que aun es aproximada. Aun siendo su error de menos de 0,5 Hz, sabemos que el resto de los parámetros que hemos determinado son exactos y se corresponden con los reales, lo que ya es mucho.

Ok. Sigamos avanzando.

Anteriormente habíamos mencionado que los canales externos (primero y ultimo) presentaban periodicidad cada 3 símbolos. La actual versión del analizador nos permite comprobar este punto.

Para ello vamos a activar el modo de mapeado dinámico de las constelaciones. Especificaremos el valor “Each” = 3 y actuaremos sobre el valor “Start +”, hasta obtener la imagen adecuada. En mi caso se obtiene con un valor de 1, pero puede obtenerse con valores de 0 a 2 dependiendo de donde se haya comenzado.



Ahora necesitamos sincronizar la constelación absoluta, jugando con el desplazamiento en frecuencia, Ya que aun no hemos implementado otro método para esto.



Un resultado nada malo, ¿Verdad?. :)

Es sabido que en las características generales del WinDrm, el ACF es de 400 mS. Esto supone 15 símbolos. Es lógico asumir que habrá alguna secuencia de servicio incluida.

En realidad, la estructura y constelaciones de un WinDrm es muy interesante y ciertamente compleja. Dejamos al lector el llevar a cabo un análisis mas detallado, pero vamos a mencionar otro aspecto característico. No olvide el desplazamiento de frecuencia para centrar adecuadamente los canales y compensar el error en la frecuencia de muestreo.



Es muy curios que dentro de los limites de los 15 símbolos, el canal 47 use una constelación QAM-16. Y no es solamente en este canal ni es la única curiosidad de esta señal.

Y aquí vamos a dar por finalizado el análisis de esta señal. Pero no sin remarcar algunos aspectos importantes.

1. No se puede obtener una constelación aceptable de los canales sin llevar previamente la señal a sus parámetros correctos (LG, LU, desplazamiento de frecuencia, etc).

2. No podrá obtener los resultados adecuados si analiza la señal como modelo B, ya que esta señal esta generada como modelo A. El desconocimiento de este punto puede arruinar el análisis de la señal incluso aunque la grabación sea de excelente calidad. Ya hemos hablado de los modelos de OFDM en anteriores artículos: Actualización de SA a la versión 6.1.2.7 y de OCG a la 1.0.2.7 .

*** Parte siguiente ***
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