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Medida de ecos

Descripci贸n: 

La gama de medidores de campo de Televes se amplía con una nueva medida:
la funcion ECOS
(consultar disponibilidad por modelo)

La nueva “medida de ecos” en señales COFDM es una útil herramienta que permite detectar situaciones complejas en la recepción de la señal que con los métodos de medida convencionales basados en el BER o en el MER no son convenientemente analizados e interpretados.

Para entender estas situaciones, vamos a comentar algunas de las características propias de las señales COFDM y emisores de señales DVB -T.

1. Tipo de señal

La señal COFDM suele transmitirse en redes denominadas SFN (Single Frequency Networks, Redes de Frecuencia Única). Este tipo de red se caracteriza porque cada uno de los canales digitales se transmiten a la vez en la misma frecuencia en todo el territorio que cubre la red.

Esta particularidad exige que los transmisores deben estar sincronizados en tiempo a través de una red de receptores GPS de alta precisión temporal, de modo que las señales que lleguen al receptor, procedentes de distintos transmisores, salvo pequeñas diferencias temporales, lleguen a la vez.

2. Intervalos de guarda

En la siguiente tabla representamos la duración del intervalo de guarda para una señal OFDM de 8MHz y modo 8K en los casos más típicos:

Duracción de intervalo de guarda para OFDM 8 MHz 8K

Intervalo de guarda Duracción (us)
1/4 224
1/8 112
1/16 56
1/32 28

Estas pequeñas diferencias temporales pueden provocar problemas en los receptores; es por ello que la modulación OFDM emplea una técnica que consiste en habilitar un cierto intervalo temporal que se añade al intervalo de tiempo necesario para la transmisión de un símbolo. Con esto se evita que unos símbolos se vean afectados por otros (interferencia intersímbolo), aunque un símbolo siempre puede ser afectado por una versión retardada de sí mismo (interferencia intrasímbolo).

COFDM provee tolerancia contra la interferencia intersimbólica. Mientras el retardo de las señales de eco sea menor que el intervalo de guarda, existirá un beneficio constructivo en la recepción.

La desventaja de la introducción del intervalo de guarda estriba en una reducción de la eficiencia espectral, ya que hay que transmitir muestras duplicadas que no aportan nueva información.

Si bien los ecos que llegan al receptor dentro del intervalo de guarda pueden crear esta “reconstrucción” positiva de la señal, en algunos casos y sobre todo si estos ecos tienen la suficiente potencia, pueden llegar a ser problemáticos. Es decir, que aun dando la impresión de que se dispone de una buena señal (nivel y C/N adecuados), la respuesta espectral es deficiente, creando “ripple” (ondulaciones en la respuesta del canal digital).

Tener esta respuesta puede ser negativo para los amplificadores activos de la red de distribución de una red ICT.

Es en estas situaciones donde una herramienta de análisis de ecos tiene su utilidad.

3. Caso práctico

Supongamos que tenemos una instalación ICT con una antena de captación que presenta un diagrama de radiación como el que se muestra a continuación, y que capta dos señales:

  • La principal, señalada con la flecha verde y que incide según la dirección de máxima ganancia de la antena.
  • La interferente, que procede de distinta ubicación, pero que casi incide en la antena según la misma dirección (figura 1).
  • En este caso, señal principal e interferente tienen un nivel similar (diferencia de unos 5 dB).

Este eco puede puede deberse a los siguientes motivos:

a) A que la señal principal ha sido rebotada en distintos obstáculos físicos llegando a la antena en similar dirección y en tiempos distintos.
b) A que el transmisor de la señal interferente transmite con mayor potencia, a pesar de encontrarse más lejos que el transmisor de la señal principal.

Haciendo uso del medidor con la capacidad de la representación de ecos, como es el FSM 650, esto se puede ver fácilmente (figura 2)

También puede apreciarse la influencia de este eco en la medida BER (CBER) y MER (figura 3).

Para solventar el problema de recibir un eco con tanto nivel, bastaría con hacer coincidir la dirección de la señal interferente con uno de los nulos del diagrama de radiación de la antena, sacrificando un poco de ganancia en la señal principal (figura 4), pero anulando bastante la señal multitrayecto.

En este caso, la discriminación entre señales es de más de 15 dB, de modo que el eco se verá atenuado.

Volviendo a hacer uso de este nuevo tipo de medida, puede verse el efecto de la corrección de orientación de la antena en el diagrama de representación de ecos del FSM 650, asi como las medidas de BER (CBER) y MER.

En las figuras 2 y 5 se puede observar la representación de los ecos en un gráfico con un eje horizontal (X) y uno vertical (Y)

  • El eje horizontal (X) es configurable en tiempo (µs) o en distancia (Km), siendo ésta última la representación correspondiente a la velocidad de propagación de la onda electromagnética en espacio libre. La configuración máxima de este eje es de 64us, pudiendo hacer zoom en la representación hasta los 4us, que permite ir seleccionando mayor o menor detalle en la representación. La señal principal se encuenta en este entre 0 y 2us.
  • El eje vertical (Y) representa la Amplitud de los ecos con relación a la señal principal. El objetivo es ir ajustando los elementos de captación de la señal para eliminar y minimizar los ecos que vemos representados en pantalla.

Para facilitar al máximo esta tarea, el FSM Multimeter ofrece en esta función un margen dinámico de hasta 20dB, permitiendo un análisis máximo de estos ajustes.

Otra manera de identificar los ecos es el rizado que puede llegar a adoptar la señal COFDM recibida.

En la figura 7 se puede observar el efecto de una señal COFDM con recepción de ecos (mayor rizado), frente a la figura 8 (mayor planicidad) en la que se ha minimizado el efecto con una orientación de la antena más adecuada.

Sólo un analizador de espectros “profesional”, como el que ofrece el FSM Multimeter, es capaz de ofrecer el detalle necesario para la correcta interpretación de rizados en la señal.

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