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00:00:00,000 --> 00:00:18,379
Por ejemplo, vamos ahora el siguiente punto de agenda a ver en qué consiste el análisis de modulaciones vectoriales. Y bueno, pues una de las primeras cosas que tengo que contar es cuál es la diferencia entre una modulación vectorial y una modulación digital.

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00:00:18,379 --> 00:00:38,420
Es decir, la modulación digital o modulación digital es un término utilizado en comunicaciones terrestres de radio y satélite para hacer referencia a una modulación en la que los estados digitales, los unos y ceros, se van a representar por variaciones ya sea en amplitud, en frecuencia, en fase o en ambas.

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00:00:38,420 --> 00:01:03,280
Y esto son variaciones de la señal portadora. Entonces, aunque estamos hablando de modulación digital, realmente es una modulación completamente analógica y este tipo de modulación se puede conseguir mediante esquemas analógicos de modulación como pueda ser AM, FM o PM, que es modulación por amplitud, modulación por frecuencia o modulación por fase.

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00:01:03,859 --> 00:01:10,719
Sin embargo, en la práctica se utiliza la modulación vectorial para transmitir esta información digital.

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00:01:11,120 --> 00:01:17,340
La modulación vectorial es muy importante porque se puede utilizar para generar posiciones arbitrarias de amplitud y fase.

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00:01:17,980 --> 00:01:24,700
En este esquema, la información digital de banda base se separa en dos componentes, una componente en fase y otra en cuadratura.

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00:01:25,219 --> 00:01:28,560
Y al combinarlos se produce la señal moduladora en banda base.

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00:01:29,459 --> 00:01:36,280
La característica más importante de las componentes IQ es que son ortogonales entre sí, es decir, son independientes.

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00:01:36,900 --> 00:01:43,700
Y para un valor digital concreto, que le llamaremos símbolo, sería el puntito naranja que vemos en la gráfica,

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00:01:44,159 --> 00:01:50,040
la combinación de la señal I y de la señal Q forma un vector con un módulo y fase concretos.

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00:01:50,599 --> 00:01:57,540
El receptor simplemente tendrá que proyectar sobre cada eje este vector para recuperar los valores de I y de Q de la señal

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00:01:57,540 --> 00:02:01,219
en un momento dado y obtener, por tanto, la información digital.

13
00:02:02,040 --> 00:02:07,219
Y en función del número de bits que queramos agrupar para formar un símbolo,

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00:02:07,620 --> 00:02:12,919
la representación de estos símbolos llamada constelación tendrá un número concreto de símbolos.

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00:02:12,919 --> 00:02:21,960
Es decir, si yo tengo 4 bits por símbolo, esto implica que habrá 2 elevado a 4,

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00:02:21,960 --> 00:02:32,860
es decir, 16 símbolos en la constelación, y la forma en la que estos 16 símbolos estén distribuidos en la constelación me indicará un tipo u otro de modulación vectorial.

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00:02:33,159 --> 00:02:39,120
En este caso, por cómo están distribuidos, lo que tenemos es una modulación vectorial 16QAM.

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00:02:39,840 --> 00:02:46,780
La señal irá pasando de un símbolo a otro a una velocidad concreta, y a esto lo vamos a llamar tasa de símbolo.

19
00:02:46,780 --> 00:02:55,360
La tasa de símbolo es muy importante porque lo que nos va a determinar es qué ancho de banda necesitamos para esta señal.

20
00:02:56,120 --> 00:03:07,719
Además, en las transiciones entre símbolos el paso no suele ser perfecto, quedando por tanto los símbolos distribuidos como una nubecilla cerca del punto donde en teoría deberían estar.

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00:03:08,400 --> 00:03:15,960
Esto hace que a la hora de interpretar un símbolo, si el símbolo recibido corresponde a un valor de bits o a otro, tengamos que tomar una decisión.

22
00:03:15,960 --> 00:03:18,960
Y a esta decisión la voy a llamar detección del símbolo.

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00:03:19,280 --> 00:03:28,539
El umbral de detección, o el valor límite para considerarlo un símbolo u otro, es la mitad de la distancia entre esos dos símbolos.

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00:03:28,539 --> 00:03:49,060
Entonces, cuantos más símbolos haya en una modulación, más bits vamos a poder transmitir por símbolo, pero también al estar más cerca unos símbolos de otros, va a hacer que esa modulación sea más sensible a imperfecciones, ya sean por ruido, por imperfecciones del sistema o por lo que sea.

25
00:03:49,060 --> 00:03:52,219
Y esto lo veremos con más detalle más adelante.

26
00:03:52,939 --> 00:04:08,919
Para crear la señal vectorial, lo que vamos a hacer es separar las fases de la señal, teniendo, digamos, que la señal Y y la señal Q estén desfasadas 90 grados entre sí.

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00:04:08,919 --> 00:04:13,020
de tal manera que después de ese desfase

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00:04:13,020 --> 00:04:16,480
además suben en frecuencia, se combinan y con eso tendría

29
00:04:16,480 --> 00:04:19,199
la señal compuesta, la señal modulada IQ

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00:04:19,199 --> 00:04:24,800
si queremos demodular, bueno, pues es muy sencillo

31
00:04:24,800 --> 00:04:27,860
lo que tendríamos que hacer es, esa señal que nos viene

32
00:04:27,860 --> 00:04:32,319
desfasarla a 90 grados y ya nos quedaríamos

33
00:04:32,319 --> 00:04:36,240
con la componente en fase y la componente en cuadratura

34
00:04:36,240 --> 00:04:42,620
Que recordemos, como son señales ortogonales, son independientes entre sí y no se ven afectadas.

35
00:04:43,560 --> 00:04:52,339
Si volvemos al diagrama de bloques, podemos ver que algunos instrumentos realizan conversiones de frecuencia antes de llegar al digitalizador.

36
00:04:52,860 --> 00:04:57,339
Mientras que otros, como por ejemplo los osciloscopios, digitalizan directamente la señal.

37
00:04:57,980 --> 00:04:59,980
Al VSA le van a ir bien los dos métodos.

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00:04:59,980 --> 00:05:12,199
Lo que necesita es la señal digitalizada y luego se encarga él de realizar la separación de los componentes I y Q para su posterior análisis.

39
00:05:13,319 --> 00:05:17,980
Veremos cómo funciona esto en lo que sería el VSA.

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00:05:18,980 --> 00:05:25,519
Entonces, el VSA permite representar la información obtenida de muchas formas.

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00:05:25,519 --> 00:05:33,920
como por ejemplo podemos ver la constelación arriba a la derecha, podemos ver las transiciones que hay entre cada uno de los puntos de la constelación,

42
00:05:34,019 --> 00:05:40,360
que sería el diagrama IQ, podemos ver la magnitud del vector error, hablaremos luego de ese vector de error,

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00:05:40,920 --> 00:05:52,720
podemos ver incluso tablas de resumen en la que se muestran los errores más importantes en la modulación e incluso la secuencia de bits implicada por los símbolos recibidos.

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00:05:53,180 --> 00:06:05,459
En esta slide, por ejemplo, estamos mostrando la trayectoria que ha seguido la señal pasando de símbolo a símbolo, lo que es el diagrama de IQ.

45
00:06:06,180 --> 00:06:12,560
En este caso es una señal QPSK que consta de cuatro símbolos. Al tener cuatro símbolos tiene dos bits por símbolo.

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00:06:13,040 --> 00:06:19,000
Y para demodularla, entre otras cosas, es necesario no solamente conocer la tasa de símbolo, la velocidad a la que está cambiando de uno a otro,

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00:06:19,000 --> 00:06:25,740
sino también otros parámetros como, por ejemplo, el filtro utilizado en la señal.

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00:06:25,860 --> 00:06:29,959
Por ejemplo, un filtro RRC con alfa de 0.35.

49
00:06:31,740 --> 00:06:40,920
Aunque la modulación vectorial depende de tres parámetros, es decir, la I, la Q y la evolución en el tiempo,

50
00:06:41,379 --> 00:06:46,360
en este diagrama no se puede ver el tiempo ya que quedaría perpendicular a la pantalla.

51
00:06:46,360 --> 00:06:56,360
Pero si pusiéramos un marcador en esta gráfica y lo fuéramos moviendo, el marcador iría siguiendo la evolución en el tiempo de esta señal.

52
00:06:57,319 --> 00:07:02,740
En la siguiente gráfica, en esta otra gráfica, lo que estamos mostrando es una constelación.

53
00:07:03,079 --> 00:07:11,620
Entonces, los círculos rojos van a indicar la posición que en teoría debería tomar el símbolo recibido para estar dentro de los límites de error.

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00:07:12,519 --> 00:07:21,199
Pero claro, la señal es una señal real, no es una señal ideal, y por tanto los símbolos van a aparecer como una nubecilla cerca del valor esperado.

55
00:07:21,199 --> 00:07:30,199
Cuanto mejor sea la calidad de la señal, más concentrados van a estar, y si la señal tiene muchos errores, pues se van a ir dispersando por el diagrama.

56
00:07:33,220 --> 00:07:38,759
Aquí lo que comento es lo que es el LVM. Antes he comentado que el LVM se puede medir, etc.

57
00:07:38,759 --> 00:07:53,620
¿Qué es SVMS? Esa magnitud del vector error es un parámetro que se calcula haciendo la diferencia entre el vector de referencia, donde debería haber caído el símbolo, y el vector del símbolo medido.

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00:07:53,620 --> 00:08:12,819
Entonces la diferencia entre esos dos vectores me va a dar el vector de error. Este vector de error va a tener una magnitud. La magnitud del vector de error es ese EVM, que no debemos confundir con el error de magnitud en mi símbolo o, por ejemplo, el error de fase o similar.

59
00:08:12,819 --> 00:08:31,259
Entonces, es importante no confundir este EVM con otros errores. El EVM es una figura de mérito, es decir, me va a indicar cómo de buena o mala es una modulación en función de si ese EVM es alto o es bajo.

60
00:08:31,259 --> 00:08:49,100
Y otros errores que podríamos evaluar son, por ejemplo, el error de fase que esté teniendo o la distribución del EVM en el tiempo o en el espectro. Y esta información es importante porque nos puede informar de qué cosas pueden estar ocurriendo.

61
00:08:49,100 --> 00:09:03,580
Recuerdo una vez que teníamos una modulación y el EVM parecía que estaba bien y estábamos viendo el error en el espectro que tenía este EVM y veíamos que parpadeaba, con lo cual nos extrañó mucho.

62
00:09:03,580 --> 00:09:32,740
Lo pusimos para ver la evolución de este vector de error en el tiempo y veíamos que iba como pulsado, iba como a pulsos, a ráfagas. Y claro, pues nos llamó mucho la atención. Entonces extendimos el análisis para ver otras señales que pudieran estar presentes y vimos que aunque la señal de estudio en este caso era una señal de LTE en 900 MHz, a pesar de que estábamos ahí, pues había otra señal, una Wi-Fi que estaba en 2,4 GB y que iba pulsada.

63
00:09:32,740 --> 00:09:42,840
y, curiosamente, la ráfaga en el tiempo de esa señal Wi-Fi coincidía perfectamente con cómo iban esas ráfagas que yo tenía en el UVM de la DLTE.

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00:09:42,980 --> 00:09:50,840
Es decir, la señal Wi-Fi que estaba lejos y con una potencia relativamente débil me estaba influenciando en el vector de error de mi señal DLTE.

65
00:09:51,659 --> 00:09:56,419
Entonces, eso lo descubrimos gracias al poder representar este tipo de información.

66
00:09:57,720 --> 00:10:01,080
Son, digamos, representaciones que nos van a dar información importante.

67
00:10:02,740 --> 00:10:19,679
Bien, si nos fijamos en lo que sería, en lo que es la, otros errores que puedo ver, y en este caso en la constelación, bueno, pues cosas que puedo observar es el cómo van a variar esos símbolos con respecto a la teoría.

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00:10:19,679 --> 00:10:37,159
Y si yo tengo que la nubecilla de símbolos se va distribuyendo, se va dispersando, pues puedo tener ruido aleatorio. Pero si yo veo que la distribución de símbolos está como comprimida, pues puede ser que yo tenga una distorsión AM-AM o que yo pueda tener una distorsión AM-PM.

69
00:10:37,159 --> 00:10:46,059
Si yo tengo ruido de fase, lo que voy a ver es cómo se desplazan radialmente.

70
00:10:48,700 --> 00:10:57,120
Yo voy a poder visualizar si tengo distorsión por interferencia entre símbolos, si voy a poder tener espurios.

71
00:10:57,940 --> 00:11:02,440
Voy a poder ver si hay un desequilibrio en la ganancia entre amplitud y fase.

72
00:11:02,440 --> 00:11:06,440
Con lo cual, en vez de quedar, por ejemplo, más o menos cuadrada, quedaría un poco más romboédrica.

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00:11:06,440 --> 00:11:28,340
En fin, voy a poder evaluar un montón de errores visualizando la constelación. Y otro detalle que quería comentar es que cuantos más símbolos tenga en una constelación, más vulnerable será esa modulación a posibles fuentes de error, porque la distancia entre símbolos es menor.

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00:11:29,279 --> 00:11:36,460
Otra de las representaciones, por ejemplo, la tabla de errores, es una herramienta muy potente, quizá de las más potentes,

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00:11:36,580 --> 00:11:46,080
porque me permite visualizar muy rápidamente no solamente cuál es el VM promedio, sino también cuál es el máximo VM que estoy teniendo,

76
00:11:46,200 --> 00:11:56,000
el símbolo, otro tipo de errores e incluso ver los bits que están siendo recibidos, porque lo que está haciendo es traducir los símbolos a los bits recibidos.