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Análisis: otros parámetros de las señales.
FSK y MFSK
Como se explicó anteriormente, la velocidad de modulación es uno de los principales parámetros a medir, y eso es cierto. Si no es posible recuperarla y medirla, el resto del análisis carece de significado. Por tanto, vamos a asumir que la primera tarea se solventó con éxito.
El siguiente parámetro en importancia se refiere a las frecuencias que componen la señal -número de frecuencias y separación entre ellas-. A veces es claramente visible que hay 2 o 4 frecuencias, y otras veces no es tan obvio. A veces se pueden ver 4 frecuencias cuando en realidad solo hay 2 de ellas. Por tanto, es necesario determinar con precisión el número de frecuencias. Para este propósito esta el módulo AOF, y aunque su velocidad de proceso es lenta, le permitirá determinar cuantas frecuencias hay y cual es la separación entre ellas. Y a menudo el uso del módulo AOF es la única manera de determinar las frecuencias con precisión.
Antes de llamar a este módulo, es necesario seleccionar el área de la señal tanto en tiempo como en frecuencia. Las marcas H deben ser situadas con un cierto grado de tolerancia, permitiendo suficiente margen entre ellas. Asimismo, es recomendable filtrar la señal para eliminar los componentes fuera de banda que no interesen.
Normalmente, los parámetros iniciales del módulo están seleccionados para el análisis más exhaustivo. Si conoce la velocidad de modulación y la frecuencia de digitalización, puede modificarlos para una medida más rápida. En cualquier caso, es recomendable que el valor de samples sea del orden 1/3 del periodo menor de la señal (1 símbolo). Así se obtendrá una medida aceptable y precisa.
El valor de step no debe ser mayor que un símbolo, ya que si fuese mayor, aparecerían datos ambiguos en la medida y el detalle seria de una calidad muy pobre. Cuanto mayor sea el valor de step, más rápida será la medida. Cuanto menor sea el valor step mas datos para construir el histograma y mejores resultados. Como en la mayoría de las ocasiones, se debe buscar un compromiso. Tampoco es necesario que espere a que finalice la medida. Puede parar en cualquier momento y usar los datos disponibles.
Ejemplo: [url=Радиосигналы - Radiosignalssignal38/]BUL DIPLO 8-TONE 240.18 Bd[/url]
La segunda imagen corresponde a una configuración con datos de medida reales.
El resultado de las medidas es: 8 frecuencias, separadas unos 242 Hz, con una resolución de +/- 1Hz. (la resolución puede ser mejorada en el futuro).
Normalmente, en señales MFSK, la separación suele ser igual a la velocidad de modulación, pero no siempre.
PSK y QAM
Hemos separado las explicaciones de estos tipos de señal en 2 partes:
1- Señales que tienen muy poca o ninguna distorsión. No suele haber problema para analizarlas. Es suficiente determinar el número de estados de fase y la portadora usando el módulo de potenciación, llamar al módulo de plano de fase y cargar la señal para analizarla.
2- Señales con distorsión. Normalmente son grabaciones reales problemáticas para ser analizadas. Este tipo de señales, básicamente, no permite obtener una constelación definida en el plano de fase.
De hecho, los problemas de distorsión en señales PSK y QAM se resuelven de manera adecuada usando correctores de distorsión, pero para ello es necesario conocer a priori algunos parámetros de la señal.
En caso de que la señal sea desconocida y no sea posible determinar el número de niveles de fase y la portadora, no será posible avanzar en el análisis. SA permite solventar los problemas debidos a la distorsión en numerosos casos, tanto con señales PSK como con señales QAM.
Como ejemplo de una señal PSK de excelente calidad, usaremos: [url=Радиосигналы - Radiosignalssignal55/]Italian MIL 1200 PSK Modem[/url], cuya velocidad de modulación ya hemos determinado anteriormente. Aplicaremos el método clásico de determinar el número de estados de fase y la frecuencia portadora. Una vez seleccionada la señal usando las marcas V y H, llamamos al módulo de potenciación.
Vamos cambiando el valor del exponente (numero de estados de fase) y reconstruyendo el espectrograma hasta que obtengamos 3 líneas claramente visibles: la portadora y las líneas laterales.
Esta es la imagen típica para señales PSK una vez elevadas a la n potencia (que se corresponde con el numero de estados de fase). En este caso ocurre en 4.
Una vez seleccionada la portadora con las marcas, sabremos su valor exacto usando la función Measuremente of Freq.
El último valor que sea medido por esta función será el valor inicial Carrier cuando llamemos al Plano de fase. Recuérdese que el valor del BR ya había sido inicializado en la correspondiente medida. Por tanto, estos campos ya estarán rellenos con los valores iniciales cuando llamemos al módulo Plano de Fase.
Ahora vamos a llamar al módulo Plano de fase.
A continuación, seleccionaremos el número de estados de fase y lanzaremos el proceso pulsando el botón Start.
Este es el método clásico de medir los parámetros de una señal PSK. Este método funciona con señales de una calidad óptima, y es más adecuado para demostrar los procedimientos a usar que para medir señales reales.
Vamos a considerar ahora una señal real: http://www.signals.taunus.de/WAV/MIL188-110B_AppC_VS.WAV , Declarada como QAM en la página de Internet: http://www.signals.taunus.de/WAV/MIL188-110B_AppC.HTML . La velocidad de modulación es de unos 2400 sps, la cual se determina sin problemas. Sin embargo, ni la portadora ni el número de estados de fase se pueden determinar usando los procesos normales, por lo que no es posible obtener una constelación clara en el módulo Plano de fase.
Por supuesto, podríamos suponer que la portadora es de 1800 Hz, pero no vamos a hacerlo, en primer lugar porque el análisis no es una suposición y, en segundo lugar, porque tendremos que demostrar que el valor que damos es real. La portadora puede ser fácilmente de 1780 o 1820 Hz. Como resultado del análisis debemos obtener el valor real de la misma, así que esta es una buena ocasión para usar el corrector de ISD (ISI). Este corrector dispone de 2 modos de trabajo:1) velocidad de modulación y 2) potenciación. El primer modo se usa siempre hasta que aparece una línea clara en cualquier potencia. La aparición de esta línea es una buena señal y esa es nuestra meta.
Mientras llevamos a cabo el proceso de corrección, es posible ver como la grafica va cambiando en la ventana de presentación. Después de 3 o 4 pulsaciones en el botón Auto (a veces son necesarias bastantes mas) es necesario cambiar el corrector al modo X^N y, comenzando con N=1,alinear la señal al centro con la línea roja. A continuación, se ira aumentando el valor N de potenciación hasta obtener la imagen típica para este tipo de señales y veremos que el valor que buscamos es 8.
Para alinear la portadora con el PLL, es necesario hacer clic con el ratón en el pico de la portadora. A continuación, seleccionar 8 en el control n-Ary y pulsar Start. Aun es posible continuar usando el corrector en el modo X^N de manera interactiva pulsando en Auto, y afinando el valor del PLL si es necesario.
Y obtenemos un resultado perfecto. Observemos que la señal, declarada como QAM no es tal sino una PSK8. Puede salvar la señal “reparada” en un fichero usando SaveAs.
Hemos visto una aproximación a la medida de una señal PSK distorsionada. Tenga en cuanta que estas técnicas no siempre funcionan y la corrección no siempre es tan sencilla. Pero es mejor esto que nada.
OFDM
En señales OFDM, además de la velocidad de modulación, hay otros parámetros como separación de frecuencias, número de portadoras y duración del prefijo cíclico, si se usa. Hay que significar que las señales OFDM se clasifican en 2 tipos: 1- Señales en las que las portadoras son fácilmente distinguibles, en cuyo caso es fácil medir los parámetros de la señal. Y 2- Señales en las que las portadoras no se distinguen o es difícil distinguirlas.
Para el primer tipo se aplican los métodos de análisis que hemos explicado con anterioridad. El segundo tipo es más difícil. SA no tiene herramientas específicas para este tipo de señales.
Se esta trabajando en este aspecto y esperamos que en un futuro cercano se puedan añadir herramientas específicas para medir señales OFDM
La estructura de las señales en el contexto del análisis.
Dado que la mayoría de las señales tienen una estructura regular, una de las tareas del analista es descubrirla y parametrizarla. Generalmente, esto permite clasificar las señales como pertenecientes a un grupo conocido e identificarlas en casos difíciles. Usualmente, se usa la función de autocorrelación (ACF) para ello. Se puede aplicar antes y después de demodular la señal. Pero el ACF no es exclusivo de una señal, por lo que diferentes tipos de señales pueden tener el mismo ACF. Por ello, es muy deseable poder visualizar la estructura de la señal para ver sus partes características.
Esto fue lo que motivó que se incorporara el módulo VMW al SA. Con la ayuda de este módulo, aunque no siempre, es posible determinar nuevas características de la señal y confirmar las ya conocidas. El principio de funcionamiento es muy simple: los resultados de una función se salvan en fichero y estos datos se presentan línea por línea en un gráfico de intensidad. El usuario selecciona el tiempo de presentación de la línea, lo que permite descomponer la señal en líneas y visualizar las partes regulares una manera cómoda.
VMW
Las herramientas de este módulo ya fueron descritas con anterioridad. Solo recordar que el brillo y color son extremadamente alineales, por lo que es necesario usar con precaución los controles deslizantes que los afectan. Es recomendable usar los botones al extremo de los controles deslizantes, que varían los parámetros de manera mas fina.
Unas palabras acerca de los modos “by the angle” y “as time”. El modo “by the angle” esta activo si no lo esta “As time” y quiere decir que la imagen se reconstruye cada vez que la linea teórica vertical se desplaza sobre el eje vertical +/- 30 grados, dependiendo de la direccion. Ese modo esta orientado a la busqueda de regularidades si no se conocen con anterioridad. El modo “As time” modifica la imagen según el intervalo de tiempo de las marcas. Para una alineación vertical precisa de la imagen, pulse el boton derecho del raton y desplácelo sobre una linea imaginaria mientras lo mantiene pulsado, y suelte. La imagen se alineará verticalmete y en TS podra leer el valor de tiempo de línea.
Algunos ejemplos usando el módulo VMW
Señal [url=Радиосигналы - Radiosignalssignal79/]Italian Military 1200[/url] vista con el módulo VMW después de usar el detector de fase.
Se observa claramente la estructura de 8 bits que no podría ser detectada de otra manera. La señal es Italian MIL FSK-2 1200 Bd.
Veamos ahora la comparación de 2 señales al efecto de determinar si ambas pertenecen al mismo tipo o solo son similares. La señal inferior es una STANAG-4285. La señal superior esta relacionada con la inferior en ACF y otros parámetros pero las diferencias y las partes comunes son claramente visibles en el VMW.
Algunas palabras a modo de conclusión.
El análisis de señal no se limita a los métodos y técnicas que hemos descrito hasta ahora. El arsenal de un analista esta repleto de herramientas, técnicas y trucos. Y es imposible describir todos los casos en los que SA es útil para el análisis. El campo de uso de SA es mucho más amplio de lo expuesto y hay muchas mas cosas que hacer con las señales, pero eso se sale de los objetivos de estas ayudas. En nuestra Web hay señales con ejemplos de su análisis con el SA y también hay disponibles video de demostración, que como dice el refrán, “una imagen vale más que mil palabras”.
El proyecto SA esta en constante evolución y las actualizaciones y su descripción aparecerán en la Web según estén disponibles.
N del T: en la Web Радиосигналы - Radiosignals aparece el índice de señales disponibles. Si se pulsa la banderita inglesa en la parte superior derecha, se activa el traductor online de google, por lo que a partir de ese momento veremos todo en inglés. Todas las señales tienen añadidas las imágenes de su análisis así como los parámetros de este, y es posible descargarlas como cualquier otro fichero en formato WAV.
Suerte……y al toro!
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| Файл создан: 04 Jun 2009 19:28, посл. исправление: 04 Jun 2009 19:49 |
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