pruebas de transmisi recepción de formas de onda digitales

Pruebas de transmisión y recepción de formas de onda digitales con el R&S®CMA180 Nota de aplicación

El comprobador de radiocomunicaciones compacto R&S®CMA180 permite realizar directamente tests en

dispositivos que utilizan formatos analógicos o digitales de modulación y demodulación. En esta nota de

aplicación se explica cómo utilizar las funciones de radio digital para realizar medidas en dispositivos

transceptores con diferentes fines y para la caracterización de parámetros. El documento explica también

cómo utilizar el instrumento con las distintas herramientas de software de Rohde & Schwarz para crear y

evaluar señales con modulación digital. A lo largo de este documento se proporcionan varios ejemplos

de software para su descarga gratuita.

La nota de aplicación se dirige a aquellas personas dedicadas al desarrollo, la producción o la

optimización de dispositivos transmisores y receptores de radio digital, o al mantenimiento de equipos de

radiocomunicación analógica así como con modulación digital.

Nota:

Visite nuestra página de inicio para obtener la versión más reciente de esta nota de aplicación

( http://www.rohde-schwarz.com/appnote/1MA277 ).

Modulación digital CMA180 ─ 1MA277_0e

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Nota de aplicación Modulación digital CMA180 ─ 1MA277_0e 2

Contenido 1 Introducción ............................................................................................ 3

2 Herramientas para crear y evaluar Datos IQ ........................................ 4

3 Aplicaciones para la banda base digital CMA180 ................................ 8

4 Apéndice ................................................................................................ 26

5 Rohde & Schwarz.................................................................................. 32

Contenido


1 Introducción La modulación IQ se puede considerar como una abstracción de los métodos de

modulación clásicos como AM, FM y Phim. De esta manera, el equipo de prueba de

radio R&S®CMA180 junto con el modulador/grabador IQ integrado no solo es un

sucesor del Probador de comunicación de radio R&S®CMS, sino también un

instrumento para pruebas en formatos de modulación digital como por ejemplo, FSK,

QAM y OOK. La nota de aplicación muestra cómo utilizar el R&S®CMA180 para la

generación y evaluación de estos esquemas de modulación digital en equipos de

comunicaciones o dispositivos de control remoto digital.

La presentación se centra en ejemplos prácticos que se han implementado y probado

cuidadosamente y son fáciles de reproducir. En la medida en que el código del

programa se utilizó en C ++, MATLAB o Python, el código fuente apropiado se

proporciona en el área de descarga de la nota de la aplicación.

La configuración descrita en el capítulo 2.1 se utilizó para todas las mediciones

presentadas. Para el ejemplo de OOK, los datos I/Q fueron muestreados por la

función estándar de "espectro de FFT" del R&S®CMA180. La evaluación del pulso se

realizó utilizando el entorno de software R&S Forum, disponible gratuitamente, que se

anima al lector a descargar de la referencia [6].

En esta nota de aplicación se utilizan las siguientes abreviaturas:

Equipo de prueba de radio R&S®CMA180: CMA180

Monitor de servicio de radiocomunicaciones R&S®CMS: CMS

Generador de señales vectoriales CMS R&S®SMW200A: SMW

Software SMW R&S®VSE Vector Signal Explorer: VSE

Software de simulación VSE R&S®WinIQSIM2™: WinIQSIM2

WinIQSIM2 R&S®ARB Toolbox Plus: ARB Toolbox

Introducción


Herramientas de software

2 Herramientas para crear y evaluar Datos IQ Este capítulo proporciona una descripción general de las herramientas necesarias

para crear y evaluar señales moduladas IQ junto con CMA180. La primera parte

describe las opciones requeridas de CMA180, la segunda las herramientas de

software disponibles.

2.1 Opciones necesarias en CMA180

Generador de banda base

La opción de generador de forma de onda arbitraria (AWG) CMA-B110B funciona

como una fuente de modulación dentro del CMA180 [1]. La opción se puede actualizar

en el servicio R&S. Proporciona todas las modulaciones posibles hasta un ancho de

banda de 20 MHz porque está conectado internamente al modulador I/Q CMA180. La

resolución es de 16 bits para las señales I y Q cada una. Con su tamaño de memoria

de 1 GByte, proporciona suficiente espacio de memoria para almacenar y reproducir

incluso secuencias complejas de IQ. El AWG es necesario para todas las aplicaciones

mencionadas aquí, porque es un requisito previo para el registrador IQ. En la nota de

aplicación se describen varios métodos de creación de formas de onda para el AWG.

Grabador de IQ

La opción de registrador I/Q R&S®CMA-K220 puede muestrear y almacenar datos I/Q

directamente desde el demodulador IQ interno del CMA180. Con una frecuencia de

muestreo de hasta 100 MHz, según el filtro, puede almacenar hasta 4 muestras de

datos I/Q. La opción es retroactiva en las instalaciones del usuario. Junto con el AWG

requerido, proporciona un buen rendimiento como se muestra en los siguientes

ejemplos.

2.2 Herramientas de software

ARB Toolbox

Esta herramienta gratuita de R&S se utiliza para transferir flujos de datos I/Q de un formato a

otro. El software también ofrece funciones adicionales. Está disponible en [3]. El software

también se puede utilizar para crear archivos de formas de onda ARB a partir de datos I/Q

personalizados, importar datos de archivos .mat de MAT-LAB, evaluar el contenido de formas

de onda gráficamente, volver a muestrear o filtrar formas de onda, crear señales moduladas

analógicas como archivos ARB y editar datos de marcadores en archivos de forma de onda.

ARB Toolbox está disponible para Windows 7/8/10, Mac OS X y Linux.

RSCommander

RSCommander [8] es una herramienta de software versátil para una amplia gama de

instrumentos Rohde & Schwarz. Permite tomar capturas de pantalla con fines de

documentación, leer datos de seguimiento para su posterior procesamiento y cargar datos de

corrección del usuario a los generadores de señales para su linealización. El software también

permite la gestión de archivos y el control interactivo del instrumento mediante sus comandos

de control remoto. RSCommander puede detectar automáticamente todos los instrumentos

Rohde & Schwarz conectados a través de interfaces GPIB y LAN.

Herramientas para crear y evaluar Datos IQ



WinIQSIM2

WinIQSIM2 es un software disponible gratuitamente en la página de inicio de R&S [4]. El

software interactivo controlado por GUI está estrechamente relacionado con las GUI de los

generadores de señales R&S, por ejemplo, SMW. El software de fácil manejo incluye todos

los principales estándares de modulación digital, por ejemplo, GSM, WLAN, NFC, aviónica y

navegación. Aunque el software es gratuito, algunos estándares están sujetos a opciones

de licencia específicas que son necesarias para utilizar estos estándares en los

instrumentos. WinIQSIM2 se utilizará para hacer formas de onda directamente

introduciendo datos binarios, es decir, para la creación de la señal 16QAM utilizada en este

documento. El software también tiene características para visualizar señales de banda

base, que son útiles para verificar la modulación digital antes de la transmisión.

Explorador de señales vectoriales VSE

Al igual que WinIQSIM2 se basa en el firmware del generador de señales R&S, existe el

software Vector Signal Explorer Software (VSE) [5] que se basa en el firmware de la serie de

analizadores de espectro R&S. Los usuarios que están familiarizados con el funcionamiento del

analizador de espectro R&S, lo hacen fácil con el software VSE. El software VSE también se

puede instalar y ejecutar en el instrumento de destino, por ejemplo, en un CMA180. En este

caso, el software se puede controlar de forma remota a través de LAN utilizando la dirección de

host local de CMA180. El software VSE para la evaluación de señales moduladas digitalmente

también es adecuado para usuarios que desean evitar la programación de la evaluación de

señales y la visualización gráfica. El VSE proporciona procedimientos de evaluación de señales

predefinidos donde los resultados se presentan de forma numérica o gráfica. El software VSE

con todas sus funciones relacionadas con CMA180 se adapta a las opciones CMA180-K300,/ -

K305 y /-K310. La figura 2-1 muestra la relación entre las distintas opciones de software.

Siempre se necesita el software básico CMA-K300. Además, se puede utilizar el software de

evaluación digital K305 y/o el software de evaluación analógica.

Figura 2-1: Derivados de VSE adaptados a CMA180

El software VSE también se puede utilizar para controlar de forma remota el CMA180.

En este caso, las funciones según la Fig. 2-1 están disponibles de forma remota. Las

potentes funciones de IQ-Analyzer de VSE están disponibles junto con el software

básico K300. Las características




de Demodulación Análoga de VSE pueden ser usadas junto con la opción K310. Las

funciones de análisis de señales vectoriales de VSE están disponibles con la opción

K305. Para estas aplicaciones, el conector RF COM del CMA180 se utiliza como

entrada y los datos IQ se adquieren del demodulador IQ estándar de CMA, es decir,

la opción de registrador I/Q R&S®CMA-K220 no es necesaria en este caso. La Fig. 2-

2 muestra la configuración de adquisición de datos del CMA180 realizada en VSE.

Todas las entradas de datos, por ejemplo, el ancho de banda, se verifican con los

posibles valores de CMA180.

Figura 2-2: Configuración de parámetros de adquisición de datos CMA180 mediante VSE




MATLAB

MATLAB es una plataforma de desarrollo de software comúnmente utilizada en I+D.

El lenguaje de script MATLAB, almacenado en los llamados archivos m, que son

adecuados en la fase inicial de los proyectos de desarrollo para explorar el

comportamiento de un nuevo sistema. El lenguaje de script Mathworks MAT-LAB

puede ejecutarse desde ese entorno, si se almacena como archivos "*.m", o puede

exportarse a código VHDL C ++ o ejecutables para cubrir otros requisitos. En esta

nota de aplicación, el uso de MATLAB se muestra en ejemplos de formato *.m para

calcular formas de onda para el generador de formas de onda arbitrarias CMA180, y

para evaluar y visualizar datos extraídos del registrador CMA180 IQ.

Resumen de herramientas de software

La Figura 2-3 muestra las herramientas de software disponibles para la generación y

evaluación de señales digitales en el CMA180. La figura se puede subdividir

horizontal y verticalmente en dos secciones básicas cada una. La parte izquierda

muestra las herramientas disponibles para la generación de señales de banda base

IQ. A la derecha, hay herramientas para la evaluación de los datos I/Q registrados. En

la parte superior está la ruta de MATLAB, que siempre es aplicable para generación y

evaluación. En la mitad inferior se encuentran las soluciones R&S, WinIQSIM2 para

generación y VSE para evaluación. La solución R&S no necesita programación,

mientras que la solución MATLAB siempre requiere un cierto número de esfuerzos de

programación.

Figura 2-3: Resumen de herramientas de software para modulación digital con CMA180



Creando señales digitales

3 Aplicaciones para la banda base digital CMA180 Resumen del capítulo

Este capítulo proporciona algunos ejemplos prácticos según la Fig. 3-1. El ejemplo de

Tomahawk, indicado por líneas verdes, pretende ser un medio simple para probar el flujo de

trabajo de creación y evaluación de señales digitales junto con CMA180. El ejemplo de

Tomahawk usando WinIQSIM2 se describe en el capítulo 3.1.1 como se muestra en la parte

inferior izquierda de la Fig. 3-1.

La evaluación adecuada se describe en el capítulo 3.2.1. como se indica en la parte

superior derecha.

Un ejemplo más complejo lo da la creación y evaluación de la señal de "pulso gorjeado", como

lo indican las líneas azules en la figura 3-1. La señal de pulso gorjeado es creada por MAT-LAB.

La evaluación se demuestra en el capítulo 3.2.3 utilizando VSE también como se indica a la

derecha.

Figura 3-1: Resumen del capítulo

3.1 Creando señales digitales

Este capítulo proporciona dos ejemplos de cómo crear señales digitales junto con CMA180.

En el primer ejemplo, los datos digitales se ingresan a mano. El segundo ejemplo muestra

cómo crear una señal más compleja usando MATLAB.

3.1.1 WinIQSIM2 usando la forma de tomahawk

El ejemplo de "Tomahawk" ha sido creado para un fácil inicio con el CMA180 junto con la

modulación digital. Como "Hello world" para los programadores, esta aplicación simplemente

prueba el entorno de desarrollo. La forma apropiada que se muestra en la Fig. 3-1 se ha

definido como una secuencia de bits simple de una señal QAM16. El código hexadecimal

apropiado

Aplicaciones para la banda base digital CMA180



La secuencia "0F4C" se puede introducir fácilmente de forma manual en el campo de

entrada de patrón de WinIQ-SIM2 [4]. La Fig. 3-2 muestra el diagrama de

constelación IQ del símbolo para la modulación 16QAM. La forma del tomahawk y la

secuencia del código hexadecimal se pueden verificar con este diagrama.

Figura 3-2: El símbolo de tomahawk y su código hexadecimal

Primero debe ingresarse en el software WinIQSIM2. La Fig. 3-3 muestra los pasos 1

y 2a del flujo de trabajo apropiados, como se describe en este capítulo. Los pasos

atenuados 2b y 3 se describen en el capítulo 3.2.1.

Figura 3-3: Transmitir el flujo de trabajo de la aplicación "Tomahawk"

(1) creando el archivo wave usando WinIQSIM2

Ahora se crea un archivo de onda con WinIQSIM2 [4]. Cuando se inicia el software

WinIQSIM2, la configuración de la banda base debe realizarse presionando el botón

de banda base como se muestra en la Fig. 3-4.




Figura 3-4: Pantalla de inicio de WinIQSIM2

Ahora aparece una lista de selección en la que se debe elegir 'Modulación digital

personalizada' del grupo 'Miscelánea'. Luego, la modulación debe establecerse en

QAM16 como se muestra en la Fig. 3-5.

Figura 3-5: Configuración del tipo de modulación

Ahora se debe seleccionar la pestaña 'Fuente de datos' y se ingresa el patrón del

símbolo de tomahawk como se muestra en la Fig. 3-6.




Figura 3-6: Entrada de datos WinIQSIM según la forma "Tomahawk" (0x0F4C)

Finalmente, se realizan algunos ajustes básicos de acuerdo con la Fig. 3-7. Cuando

el botón azul Apagado/Encendido en la parte superior izquierda está configurado en

'Encendido', la onda se puede crear y guardar en el disco duro de la PC presionando

el botón 'Generar forma de onda' en la parte superior derecha.

Figura 3-7: Configuración de parámetros básicos

Al cerrar la ventana 'Modulación digital personalizada', la ventana principal de WinIQSIM2

finalmente muestra la forma del tomahawk como se muestra en la Fig. 3-8.




Figura 3-8: Verificación de los datos vectoriales introducidos manualmente

(2a) preparación del generador CMA180

Antes de transmitir la señal al aire, el generador CMA180 debe estar preparado de

acuerdo con la Fig. 3-9. Estamos trabajando en la banda ISM a 434 MHz. La potencia

de transmisión debe establecerse en -5dBm debido a la atenuación de la ruta entre la

antena transmisora y receptora. Se recomienda ajustar la potencia de salida

acercándose a valores más bajos, por ejemplo, de -30dBm, para evitar sobrepasar el

rango del receptor más adelante.




Figura 3-9: Configuración del generador CMA180 para la aplicación "Tomahawk"

Una vez realizados todos los ajustes, el transmisor CMA180 se puede iniciar

presionando el triángulo en la parte superior derecha. La antena de transmisión está

conectada al conector RF COM del CMA180. Cuando se enciende el transmisor, la

señal con forma de tomahawk está en el aire. Ahora se puede recibir y evaluar la

señal que se describe en el capítulo 3.2.1.




3.1.2 MATLAB usando el ejemplo de chiped pulse

Este ejemplo muestra cómo crear una forma de onda arbitraria con MATLAB, reproducir el

archivo de forma de onda de salida en el generador arb CMA180, registrar y mostrar los datos

de I/Q resultantes. Este ejemplo se dirige principalmente a los usuarios de MATLAB que

desean crear y evaluar señales moduladas IQ. La Fig. 3-10 muestra la configuración utilizada.

Figura 3-10: Transmitir el flujo de trabajo de la aplicación "chirped pulse"

Se ha elegido la señal de pulso gorjeado, porque el programa MATLAB apropiado muestra

cómo crear formas de onda en términos de amplitud y de variación de fase y frecuencia. Otras

formas de onda arbitrarias pueden derivarse fácilmente de este ejemplo. Cuando la señal IQ-

modulada se ha transmitido y recibido, la fecha IQ resultante se puede mostrar fácilmente y

comparar con la señal original. Por lo tanto, verificar que todo el canal de transmisión-recepción

esté funcionando correctamente. El programa MATLAB para crear la forma de onda se muestra

en la figura 3-11 y la figura 3-12. El archivo de origen se adjunta a la nota de la aplicación para

su descarga.

(1) calcular la señal de banda base

La señal de banda base, por ejemplo, el pulso gorjeado, se calcula con el programa corto de

MATLAB que se enumera en el Apéndice 4.1.1. Algunos ajustes básicos se realizan en las

líneas 6... 11. Los parámetros se pueden cambiar en el programa. En las líneas 13 a 16 se

calculan las señales de banda base complejas. La función de frecuencia modulada pulsada se

utiliza desde MATLAB Signal Processing Toolbox, que es necesaria para ejecutarse en el

entorno MATLAB.

El archivo de resultado se almacena localmente en la PC, consulte la línea 38, además se

convierte de .mat al formato de archivo .wv, que finalmente se transfiere a CMA180.

Con el kit de herramientas R&S MATLAB [9], la forma de onda calculada se transferirá a un

archivo wv y se descargará directamente en el CMA180. El código m apropiado se enumera en

el Apéndice 4.1.2.



Evaluación de señales digitales

(2a) preparar el CMA180 para la transmisión

Ahora configure el generador CMA180 de acuerdo con la Fig. 3-11. La frecuencia de

operación es la banda ISM de 434 MHz para transmitir a través del aire. Es necesaria

una potencia de salida relativamente alta de -5 dBm debido a la atenuación de la

trayectoria desde la antena transmisora a la receptora. A continuación, especifique el

archivo *.wv creado anteriormente, aquí "Pulsogorjeado.wv". La antena de transmisión

está conectada a la salida RF COM. El generador ya se ha iniciado, lo que se indica

mediante el símbolo de parada en la parte superior derecha y el LED iluminado junto

al botón "Generador".

Figura 3-11: Ajustes del generador CMA180 para la aplicación "Chirped Pulse"

3.2 Evaluación de señales digitales

3.2.1 Pasos del flujo de trabajo para evaluar la señal de ejemplo

La Fig. 3-12 muestra el flujo de trabajo de recepción de esta prueba especial, donde

la parte de transmisión atenuada se describió en el capítulo 3.1.1. La antena de

recepción está conectada al puerto RF IN. Los datos I/Q se reciben por aire (OTA) y

se registran con el registrador CMA180 IQ. El archivo .IQW resultante se transfiere a

MATLAB donde tiene lugar la evaluación final.




Figura 3-12: Reciba el flujo de trabajo de la aplicación "Tomahawk"

(2b) preparación del receptor CMA180

El receptor CMA180 debe estar preparado para decodificar y registrar los datos I/Q.

La configuración del receptor se realiza de acuerdo con la Fig. 3-13

Figura 3-13: CMA180 Visualización de "espectro FFT" del símbolo "Tomahawk" recibido

La frecuencia es idéntica a la frecuencia de transmisión de 434 MHz, banda ISM.

Con -30 dBm, la "potencia esperada" es mínima. Se recomienda que el ajuste de

potencia se acerque a valores más altos, por ejemplo, 0 dBm para evitar un rango

excesivo. Cuando la configuración es




completada, encienda el receptor con las asas en el área superior derecha. Utilice la

medición "FFT Spectrum" para verificar la señal recibida como se muestra en la Fig.

3-13. El diagrama grande en la parte superior muestra el espectro frente a la amplitud

como se definió anteriormente. En la parte inferior izquierda, se muestran los datos

I/Q del receptor frente a la hora. En la parte inferior derecha está el diagrama de

constelación I/Q que muestra la forma de tomahawk recibida. El registrador IQ se

utiliza a partir de ahora para preparar un análisis detallado por MATLAB. El registrador

IQ se configura de acuerdo con la Fig. 3-14. Al presionar el "botón de rueda dentada"

se abre otra ventana de configuración con configuraciones adicionales que no se

muestran. Las condiciones de activación se pueden configurar aquí. Al principio, el

disparador "Free-Run" se usa para recibir una señal. Más adelante, la configuración

se puede mejorar utilizando el IQ-power- o el disparador externo, donde el disparador

se deriva de la función de marcador como siempre está disponible en el formato wv de

R&S. El concepto de esta aplicación se estropearía un poco por un disparador

externo, ya que queremos trabajar de forma inalámbrica desde la fuente hasta el

receptor.

Figura 3-14: Ajustes CMA180 del registrador IQ

Cuando termine el registrador de IQ, presione el "botón de ejecución" en la parte

superior derecha. El archivo IQW se crea automáticamente después de la grabación y

ahora se puede transferir a una PC para su posprocesamiento con MATLAB. El

archivo IQW se transfiere desde CMA180 a la PC a través de R&S Commander.

También se puede utilizar una memoria USB para transferir archivos.

(3) posprocesamiento con MATLAB

Los cuatro diagramas resultantes del programa MATLAB se muestran en la figura 3-

15. En la parte superior izquierda, podemos ver el símbolo de tomahawk nuevamente

dentro del diagrama de constelación IQ. En la parte superior derecha, encontramos la

gráfica en el dominio del tiempo de los datos I/Q apropiados. En la parte inferior

izquierda está el dominio del tiempo de la potencia de pulso recibida y finalmente en la

parte inferior derecha encontramos el espectro de pulso normalizado. El programa

MATLAB se enumera con colores de sintaxis en el apéndice 1. El código fuente

completo también está disponible en el área de descarga de esta nota de aplicación.




Figura 3-15: Evaluación MATLAB de la salida de datos del registrador IQ

Resumen del ejemplo "Tomahawk"

El ejemplo de tomahawk introdujo un flujo de trabajo completo de transmisión y

recepción de una señal con IQ modulada usando un CMA180. En aras de la

simplicidad, los datos se ingresaron manualmente. Esta aplicación también se puede

utilizar como base para mejoras adicionales con secuencias de CI más complejas y

programas de posprocesamiento más sofisticados en el lado receptor. Incluso con

secuencias de IQ más complejas, el flujo de trabajo siempre es el mismo que se

describe aquí.

3.2.2 Evaluando el Chiped Pulse usando MATLAB

El programa MATLAB para visualizar los datos registrados es el mismo que se utiliza en el

ejemplo de tomahawk. Se incluye en el apéndice 1 y está disponible en el área de

descarga de esta nota de aplicación. La salida de gráficos del programa se muestra en la

Fig. 3-16. En la parte superior izquierda está el diagrama de constelación IQ, que es un

círculo, porque la función de barrido de MAT-LAB trabaja con señales sinusoidales barridas

a lo largo de las frecuencia modulada pulsada. Las líneas al centro del diagrama provienen

de los pulsos detectados dentro del tiempo de muestreo. En la parte superior derecha está

el diagrama de dominio del tiempo de la secuencia de pulsos gorjeados. Con una

frecuencia de muestreo de 10 MHz y un intervalo de tiempo de 0,1 usec, puede verificar

fácilmente el ancho del pulso y la frecuencia de repetición del pulso: 200 * 0.1 usec --> 20

usec para el primero, y 500 * 0.1




usec --> 50 usec para este último, igualando los valores especificados en el

programa MATLAB, Apéndice 4.1.1, línea 7 y 8.

Figura 3-16: Evaluación de MATLAB de "Chirped Pulse"




3.2.3 Evaluando el Chiped Pulse usando VSE

El VSE [5] proporciona una evaluación gráfica con todas las funciones sin la

necesidad de escribir ningún software. La Fig. 3-17 muestra el diagrama de bloques

apropiado.

Figura 3-17: Flujo de trabajo de la aplicación "Chirped Pulse" con VSE para el posprocesamiento

Los pasos 1 y 2 del flujo de trabajo son los mismos que se describen en el último

capítulo. En el paso 3 de posprocesamiento, VSE se utiliza para posprocesar los

datos recodificados. El archivo de resultados IQW del registrador CMA IQ se puede

importar directamente a través del elemento del menú VSE "Recuperar registro I/Q"

como se muestra en la Fig. 3-18.

Figura 3-18: Importación de datos I/Q a VSE



Registro y evaluación de señales OOK

3.3 Registro y evaluación de señales OOK

Las llaves de las puertas de garaje remotas se basan en la modulación On-Off-Key

(OOK). Es un método de bajo costo especialmente para grupos de usuarios donde los

requisitos de seguridad no son tan estrictos. El ejemplo actual utiliza una llave remota

para abrir un garaje. La señal de la llave se graba con el registrador CMA180 IQ en un

laboratorio lejos de la puerta del garaje. Los datos I/Q que representan la señal de

modulación se almacenan en el disco duro interno del CMA180. Se puede realizar una

prueba en vivo con la puerta del garaje con un CMA180 equipado con la opción de

batería CMA-B060A. Aunque el CMA180 es un poco demasiado caro para ser

utilizado permanentemente como abre-puertas de garaje, este ejemplo demuestra de

una manera completa cómo "grabar y reproducir" señales de radio. Este método se

puede aplicar a cualquier otra señal de radio siempre que se cumplan los requisitos de

ancho de banda, resolución de bits y profundidad de la memoria. Por tanto, sugiere

varias aplicaciones adicionales basadas en el método aquí descrito. La figura 3-19

muestra el flujo de trabajo para el registro y evaluación de una señal de llave remota.

Figura 3-19: Flujo de trabajo de grabación IQ de una tecla de garaje modulada OOK

3.3.1 Pasos del flujo de trabajo

(1) transmitiendo el código de la llave

En este ejemplo, usamos una llave remota estándar que trabaja a aproximadamente

434 MHz con modulación OOK de 13 bits. La distancia a la antena receptora es de al

menos 1 metro. La llave remota tiene dos botones. Ambos botones inician la misma

señal de RF pero con una secuencia de bits diferente. El comienzo mismo se realiza

con el disparador "Free run" en el CMA180. Cuando se configuran los parámetros

básicos de RF, como la frecuencia y el nivel/atenuación, cambie al disparador "IF

Power". En este caso, inicie el CMA180 que luego indica su estado listo




con un LED amarillo. El CMA se puede activar presionando uno de los dos botones

de las teclas del control remoto. Después de grabar, el LED cambia de amarillo a

verde. El cambio de LED parece ser inmediatamente después de presionar el botón

de la llave remota.

(2) recibir y registrar

La figura 3-20 muestra una captura de pantalla del CMA180 en el modo "FFT

Spectrum". Es útil realizar la medición del "FFT Spectrum" antes de que se realice la

grabación de IQ. La configuración de los parámetros de potencia y demodulación se

puede verificar y optimizar de esta manera. Los 13 bits de la señal OOK se pueden

reconocer aproximadamente. Ahora cambie al "IQ Recorder Mode" presionando la

pestaña correspondiente.

Figura 3-20: CMA180 Visualización de "FFT Spectrum" de la señal OOK recibida

La Fig. 3-21 muestra el registrador IQ junto con la ventana de configuración del gatillo

que se puede abrir presionando la rueda dentada en la parte inferior derecha de la

pantalla del CMA180. El registrador se inicia presionando el símbolo "Ejecutar" en la

parte superior derecha. El LED de la pestaña del registrador cambia a amarillo hasta

que se activa el registrador. Este paso se realiza presionando el botón de la llave

remota ubicado cerca de la antena receptora. Cuando el LED del registrador IQ

cambia a verde de nuevo, se realiza la grabación y puede tener lugar el

posprocesamiento de MATLAB.




Figura 3-21: Configuración del registrador CMA180 IQ para evaluación OOK

(3) Postprocesamiento

Al igual que en los ejemplos anteriores, transfiera el archivo de resultados *.IQW a la

PC y evalúe el resultado con el mismo software que se utilizó anteriormente; consulte

el apéndice 1 para obtener más detalles. El resultado se muestra en la figura 3-22.

Nuevamente hay cuatro diagramas, diagrama de constelación de IQ en la parte

superior izquierda, diagrama de dominio del tiempo de los datos de I/Q apropiados en

la parte superior derecha. En la parte inferior izquierda está el dominio de tiempo de

la potencia de pulso recibida en el espectro de pulso normalizado más bajo.

Figura 3-22: Evaluación MATLAB de registros de señales OOK



Evaluación de pulsos con el R&S®CMA180 básico

(4) modificar y reproducir

Con MATLAB ahora podemos decodificar la señal hasta el nivel de bits. La Fig. 3-23

muestra el patrón OOK para los botones izquierdo y derecho. El ancho de pulso

representa el valor lógico 0 o 1. Con esta información y los parámetros físicos

medidos anteriormente con el CMA180, la señal se puede modificar y reenviar al

CMA180 para su transmisión. Ahora se pueden realizar las siguientes pruebas útiles:

* Retransmisión con un patrón de bits modificado

* Retransmisión con variación de frecuencia o profundidad de modulación

* Retransmisión con varios niveles de interferencias de ruido

* Determinación de la tasa de errores de bits con MATLAB

* Evaluación del patrón de bits mediante correlación cruzada y control de equipos

externos, por ejemplo, a través del puerto CMA CONTROL.

Figura 3-23: Evaluación de patrones de bits con MATLAB

3.4 Evaluación de pulsos con el R&S®CMA180 básico

Este ejemplo muestra la evaluación de una señal modulada pulsada que se puede

realizar incluso con el CMA180 base, es decir, sin generador de banda base CMA-

B110 y sin registrador IQ R&S®CMA-K220. Los datos I/Q que se evalúan no se toman

del registrador IQ sino de la aplicación CMA180 FFT Spectrum. El software para esta

demostración fue escrito en el lenguaje de programación Python, integrado en el

entorno de desarrollo de FORUM y está disponible gratuitamente en la página de

inicio de R&S [6]. La Figura 3-26 muestra el diagrama de bloques apropiado de esta

aplicación. El transmisor de prueba, que es una emulación de una llave remota de

garaje, que se muestra a la izquierda, transmite una señal ISM modulada por pulsos.

Similar a la llave remota del garaje, la secuencia de pulsos puede verse afectada por

dos botones disponibles en el transmisor de prueba. El CMA180 recibe y evalúa las

señales. De acuerdo con la secuencia de pulsos, un dispositivo giratorio controlado

por USB gira hacia la izquierda o hacia la derecha según el botón pulsador presionado

en el transmisor de prueba. Para simplificar las cosas, los pulsos transmitidos tienen

forma de onda cuadrada con dos frecuencias diferentes.



Evaluación de pulsos con el R&S®CMA180 básico

Figura 3-24: Evaluación IQ directa del CMA180

El programa Python completo se proporciona junto con la nota de aplicación en la

página de inicio de R&S [6]. El extracto del programa Python en la figura 3-25 muestra

la programación del CMA180. Las líneas 82 y 83 incluyen algunas configuraciones

básicas. El disparador se estableció manualmente en "Free Run" antes. El código en

la línea 84 finalmente inicia la medición. Con los comandos de las líneas 88 y 89, los

datos de IQ se leen y almacenan en listas de Python, que luego se evalúan con

respecto a las dos frecuencias de pulso.

Figura 3-25: Extracto del programa Forum/Python para la evaluación IQ directa del CMA180

Este ejemplo muestra la evaluación de datos IQ con el CMA180 en su forma más

simple. Se puede utilizar para evaluar las funciones de demodulación del CMA180

IQ antes de adquirir la opción de grabadora IQ.



Listados de programas de MATLAB "Crear y descargar formas de onda de pulso gorjeado"

4 Apéndice

4.1 Listados de programas de MATLAB "Crear y

descargar formas de onda de pulso gorjeado"

El programa MATLAB para crear y descargar la forma de onda de pulso gorjeado a

CMA180 se enumera en este apéndice. En aras de la claridad, se proporcionan

números de línea y coloración de sintaxis. Para utilizar el programa directamente en

MATLAB, también está disponible en el área de descarga de la nota de aplicación.

4.1.1 Calcular la forma de onda del pulso gorjeado

Apéndice


Listados de programas de MATLAB "Crear y descargar formas de onda de pulso gorjeado"

4.1.2 Cree y descargue un archivo wv usando el kit de herramientas R&S MATLAB

Apéndice


Listado de programas de MATLAB "Evaluación de datos de IQ registrados"

4.2 Listado de programas de MATLAB "Evaluación de

datos de IQ registrados"

Apéndice



Apéndice


Referencias

4.3 Referencias

[1] R&S®CMA180, June 2014, Radio Test Set, Specifications 06.00 - Oct 27, 2016-

PD 3606.9404.22, available from http://www.rohde-schwarz.com, search tag

"CMA180", Brochures and Data Sheets

[2] R&S®SMW200A Vector Signal Generator, https://www.rohde-schwarz.com/prod-

uct/smw200a-productstartpage_63493-38656.html, search tag "SMW", Brochures and

Data Sheets

[3] R&S ARB Toolbox Application Note 1GP88, available from http://www.rohde-

schwarz.com/appnote/1GP88, retrieved Dec. 7th, 2016

[4] R&S®WinIQSIM2™ Simulation Software , available from https://www.rohde-

schwarz.com/product/winiqsim2-productstartpage_63493-7614.html, retrieved Dec.

7th, 2016

[5] R&S®VSE Vector Signal Explorer Software, available from https://www.rohde-

schwarz.com/product/vse-productstartpage_63493-124109.html, retrieved Dec. 7th,

2016

[6] Using R&S®Forum Application for Instrument Remote Control 1MA196, available

from http://www.rohde-schwarz.com/appnote/1MA196, retrieved Dec. 14th, 2016

[7] MathWorks homepagehttp://www.mathworks.com/, retrieved Dec. 7th, 2016

[8] Application Note 1MA074: RSCommander - Versatile Software Tool for Rohde &

Schwarz Instruments, available on http://www.rohde-schwarz.com/appnote/1MA74,

retrieved Jan. 24th, 2017

[9] Application Note 1GP60: R&S MATLAB® Toolkit for Signal Generators, available

on http://www.rohde-schwarz.com/appnote/1GP60, retrieved Jan. 27th, 2017

Apéndice

http://www.rohde-schwarz.com/

https://www.rohde-schwarz.com/product/smw200a-productstartpage_63493-38656.html

https://www.rohde-schwarz.com/product/smw200a-productstartpage_63493-38656.html

http://www.rohde-schwarz.com/appnote/1GP88


https://www.rohde-schwarz.com/product/winiqsim2-productstartpage_63493-7614.html

https://www.rohde-schwarz.com/product/winiqsim2-productstartpage_63493-7614.html

https://www.rohde-schwarz.com/product/vse-productstartpage_63493-124109.html

https://www.rohde-schwarz.com/product/vse-productstartpage_63493-124109.html


http://www.mathworks.com/




5 Rohde & Schwarz Der Elektronikkonzern Rohde & Schwarz bietet innovative Lösungen auf den Arbeits-

gebieten Messtechnik, Rundfunk- und Medientechnik, sichere Kommunikation, Cyber-

Sicherheit sowie Funküberwachungs- und -ortungstechnik. Vor mehr als 80 Jahren

gegründet, ist das selbstständige Unternehmen in über 70 Ländern mit einem engma-

schigen Vertriebs- und Servicenetz präsent.

In seinen angestammten Arbeitsgebieten zählt der Elektronikkonzern zu den führen-

den Anbietern weltweit. Der Firmensitz ist in München, Deutschland. Ergänzend steu-

ern je ein regionales Headquarter in Singapur sowie in Columbia, USA, die Geschäfte.

Nachhaltige Produktgestaltung

● Umweltverträglichkeit und ökologischer Fußabdruck

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Kontakt

● Europa, Afrika, Mittlerer Osten - [email protected]

+49 89 4129 12345

● Nordamerika - [email protected]

1-888-TEST-RSA (1-888-837-8772)

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pruebas de transmisi recepción de formas de onda digitales

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