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OFDM: Es una de las modulaciones mas complejas desde el punto de vista del análisis. El principal inconveniente es que los canales de un OFDM, por definición, no tienen unos límites claros, lo que hace difícil aislarlos para su análisis individualizado. Aunque en algunos casos si sea posible aislar los canales, la modulación OFDM no es trivial y permite generar señales extremadamente complejas cuyo análisis usando los procedimientos clásicos es extremadamente difícil y farragoso.
Un ejemplo de tales señales es el Japanese Military 8 freq freq (señal 1) y otro es Mixed mode, PSK-2 and OFDM, system unknown (señal 2) sistema desconocido e incluso mas difícil de analizar ya que es prácticamente imposible aislar un canal para su análisis.
Vamos a intentar analizar la señal 2, pero antes consideraremos algunos principios del análisis clásico de señales, tanto reales como simuladas.
La posibilidad de generar señales OFDM es de un gran interés ya que, al menos, permite confirmar o desmentir las diversas hipótesis que surgen durante el análisis.
Vamos a la tarea.
Para comenzar, vamos a aplicar el método de determinar la velocidad de modulación en un OFDM. El método se basa en que en un OFDM sintetizado, normalmente, la librería de tonos se puede ver en las bandas adyacentes a los tonos usados.
Vamos a usar 10 tonos de una librería de 16 0 32 frecuencias como ejemplo.
Hay varias razones para ello: Siempre es posible añadir tonos activos sin alterar la generación del OFDM. De hecho, existen señales en las que se cambia el número de tonos activos en el transcurso de la transmisión.
El uso de la FFT para los cálculos, que trabaja con bloques de datos que deben ser potencia de 2 (2^N).
El uso de bloques de datos de tamaño mayor al mínimo necesario.
Resultado de tal enfoque es la presencia de ruido armónicos entre los tonos generados y en los no usados.
Este ruido armónico esta producido por los cambios que se producen entre símbolos a la velocidad de modulación, producidos por la discontinuidad de la señal, que se distribuye en las áreas no ortogonales, lo que lo hace perfectamente visible tanto en las señales reales como en las sintéticas.
Por tanto, si recortamos la señal OFDM misma y dejamos las bandas laterales solamente, es posible determinar la velocidad de modulación tanto con el método clásico como con el modificado.
Es conveniente observar que en función de la calidad de la señal quizás sea deseable usar solo una de las bandas y también evitar los errores que producen las interferencias debidas a la alimentación que serian de 50-60-100-120 según proceda. Pero esto ya depende de la experiencia del analista.
Verificando el método.
Podemos ver que el procedimiento funciona con todos los OFDM siempre que el ruido debido a los canales fuera de banda no haya sido totalmente suprimido. En realidad es prácticamente imposible suprimir este ruido en su totalidad. Ahora bien, si su nivel es muy bajo, puede ser imperceptible en una señal débil y en muchos casos, su ausencia se debe a filtrados efectuados sobre la grabación de la señal.
Debemos recordar aquí que no se debe alterar la grabación ya que es probable que se estropee la señal haciéndola inútil para el análisis.
Volvamos a la señal. No vamos a considerar la parte de PSK2 y 500 sps de velocidad ya que es fácil. Vamos a centrarnos en el fragmento que parece ruido y en el fragmento con 9 frecuencias claramente visibles.
Formalmente, es posible identificar parámetros de la señal usando el fragmento de 9 frecuencias espaciadas 80 Hz. Dado que la anchura espectral es la misma en el fragmento que parece ruido, podríamos suponer que no usa prefijo cíclico y tiene una velocidad de modulación de 80 sps, pero el análisis no son suposiciones y tenemos que demostrarlo tanto como sea posible.
Si sintetizamos esta señal con OCG y la analizamos, las diferencias aparecen rápidamente ya que vamos a obtener una velocidad de modulación de 160 sps.
La hipótesis de 9 frecuencias con una separación de 80 Hz y velocidad de 80 sps falla. ¿Por qué?
La velocidad de modulación no puede ser mayor que la separación entre tonos. Sí puede ser menor, debido al prefijo cíclico. Esto quiere decir que si la velocidad de 160 es correcta las frecuencias no pueden ser 9 ni el espacio entre ellas de 80 Hz.
En realidad, el método es correcto y la velocidad es de 160 sps. Por tanto. Hay que determinar cuantas frecuencia hay y su separación.
Uno de los métodos para hacerlo es Ancho del espectro/ velocidad de modulación. 800/160=5, 5-1=4.
Ahora es necesario sintetizar la señal con OCG para verificar el resultado:
Ahora nos preguntamos que modulación se usa en el canal y porque son claramente visible 9 frecuencias en el segundo fragmento.
Aunque no es estrictamente análisis, es conveniente responder a las preguntas anteriores. Siendo puristas, la hipótesis seria que es un OFDM de 4 canales con una separación de 160 Hz y una velocidad de modulación de 160 sps. Puesto que en el primer fragmento no es posible aislar un canal sin un demodulador especial, será necesario prestar especial atención el segundo fragmento, que tiene gran interés.
La única explicación que tengo para este batiburrillo de señales es usar un truco para estimar la velocidad de modulación.
Probablemente la señal sigue es esquema que pongo a continuación:
x- frecuencia on
o- frecuencia off
canal 4 oxoxox….
Canal 2 xoxoxo…
Canal 2 oxoxox…
Canal 1 xoxoxo…
Aunque es una suposición, se puede verificar. En realidad tenemos 4 canales con modulación AM al 100% por una frecuencia de 80 Hz, lo que nos da 4 canales separados 160 Hz y con bandas laterales en cada canal de 80 Hz. Esto nos producirá un espectro de 9 frecuencias ya que las bandas laterales de los tonos adyacentes son coincidentes.
Desafortunadamente, OCG no nos permite sintetizar tal señal, pero una vez comprendida es posible aproximar la señal sintética obteniendo un resultado perfecto.
Por ello, estamos ante una señal muy interesante. La velocidad virtual de modulación por canal es de 80 Hz pero la general es de 160 Hz.
¿Por qué virtual? Porque es necesario que las muestras tengan una duración de 1/160 Hz para que el demodulador por FFT remodula la señal correctamente. De hacerlo cada 1/80 Hz, la demodulación seria errónea.
¿Y por que los laterales del segundo fragmento no están o son muy pequeños?
Las bandas laterales de los tonos adyacentes se anulan si tienen una diferencia de fase de 180º. Esto quiere decir que también hay una modulación de fase en las portadoras. Vamos a tratar de concretar más este aspecto.
No parece que se use PSK-2 ya que eso se puede ver con OCG. Por lo que tenemos PSK-4 o mayor o quizás QAM. No podemos asegurarlo al 100% pero vamos a tratar de concretar.
Si los razonamientos y conclusiones son ciertos, podemos sintetizar una señal similar y probar con modulación de fase para ver si llegamos a los mismos resultados.
Es necesario conseguir una imagen parecida a la original y en este caso el uso de una PSK-4 da unos resultados muy parecidos.
Tan pronto como se determino que había 4 frecuencias y que la velocidad de modulación era de 160 sps y la separación entre tonos de 160 Hz, el análisis formal de la señal estaba completo, ya que con esta información y el de modulador adecuado, ya se puede atacar la señal y verificar tanto la presencia de AM como de PSK. Pero ir un poco mas allá también tiene su interés ¿o no?.
Y hay algo más. ¿ A que viene esta señal?. Aunque no es trabajo del analista divagar sobre la señal, es interesante analizar todos los parámetros posibles, especialmente en señales extrañas y curiosas como esta. Este es un caso típico de análisis de la velocidad de modulación y separación entre tonos en un OFDM con unas características que desafían los métodos clásicos de análisis.
El análisis de OFDM es mucho más fácil cuando se usa prefijo cíclico dado que aunque no rompe las condiciones de ortogonalidad, facilita enormemente la tarea.
Buena suerte.
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| Файл создан: 29 Jun 2009 20:44, посл. исправление: 29 Jun 2009 21:00 |
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