¿ MFSK o salto de frecuencia?.

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¿ MFSK o salto de frecuencia?.

Mensaje por ANgazu » 10 Sep 2019 10:32

Hola.

Hay algunas señales que pasan pro ser MFSK aunque sus parametros distan bastante de lo que seria un MFSK clasico.
Despues de estudiar alguna de ellas, existe la posibilidad de que sean de salto de frecuencia lento sin salirse del ancho de banda normal de HF.

El tema es ciertamente complejo por lo que colaboraremos en este asunto J.Luis, Rapidbit, Malak y yo,
Si hay algun voluntario mas, sera bien recibido.

Tambien he recabado la opinion de colegas extranjeros para tener otros puntos de vista.

Segun vayamos avanzando, iremos pubicando nuestros datos en este hilo.

Saludos.
ANgazu.


EA4021SWL aka ANgazu

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¿ MFSK o salto de frecuencia?.

Mensaje por ANgazu » 10 Sep 2019 11:58

Pego aqui una intro de J.Luis al salto de frecuencias.
Creo que explica de una manera clara y amena lo que es una trasnmision con salto de frecuencia. (FHSS, frequency hopping spread spectrum)

Introducción sencilla al salto de frecuencia

Mensaje por J.Luis » 16 Nov 2014 20:42

Imaginaros una noche cualquiera estais en animado QSO con vuestro colegui del otro lado de la ciudad..
Las cacharrillas CB que usáis son "barraquinos" de 40 canales ,solo AM y FM .La antenilla es una balconera medio cutrecilla,
"semos probes" ,que se le va a hacer.

La noche transcurre en animada charla ,hasta que sale el toca co**nes de turno y empieza a meter portadora. Que opciones tenemos?.

1._Cambiar de canal?

No ,el tiene los 40 canales y muchos mas

2._Subir potencia?

Ande vas agelico con tu cacharilla de 4 W y balconera?

3._ Al día siguiente ir a la tienda , comprar un amplificador lineal de grijander vatios?

No ,tendríamos que romper la ucha ,y ademas el toca pelotas tiene una araña del copón en el tejado ,y
un amplificador con una "Svetlana"de candela fina.

4._apagar la cacharrilla e irnos a dormir?

Pues ,miruste,esa es una buena opción

5._FHSS?
Siiii!!! ,esa si es una buena opción


Y como leches hago eso?

Montas un motor cuyo eje sea solidario con el conmutador de canales,metes corriente al motor y este
empieza a girar a 100 rpm.Tu colega hace lo mismo ,y el tocapelotas se queda sin opciones.

Magnifico!! ,ya estoy haciendo espectro disperso por salto de frecuencia.No ,amiwito la cosa es muuucho
mas complicada que eso.

Foto1.jpg

En primer lugar los motores ,tanto del receptor como del transmisor tiene que girar al mismo numero de
revoluciones.Esa igualdad en el numero de revoluciones debe mantenerse a lo largo del tiempo,haga frió
o calor.

Los dos motores tiene que empezar el giro en el mismo canal y exactamente en el mismo tiempo, mantener esa
perfecta asincronización a lo largo del tiempo.Piensa que el angulo de giro para cada revolución no debe
distanciarse ni una fracción de grado entre ellos.Es decir estarán los dos perfectamente sincronizados
no solo en revoluciones ,tambie en la fase de giro.

Piensa:
40 canales por vuelta a 100 vueltas por minuto= 4.000 canales barridos en un minuto,luego la portadora
estará solo 0.015 segundos en cada canal y eso a nivel FH es un salto sumamente lento.

Pongamos el caso de otros dos colegas que están de cháchara en ese momento ,y también quieren hacer
salto de frecuencia.
Necesitaran usar otros 40 canales para hacer su FHSS?

No ,simplemente con hacer que su conmutador empiece en el canal 1 0.015 segundos después que el vuestro
ya no habra interferencia entre ambos QSO.

De todo esto deducimos que en los 40 canales podrá haber un numero de QSO que solo se saturará cuando el
inicio de la primera revolución del ultimo QSO coincida en tiempo con el inicio de la segunda revolución
del primer QSO.
Esto anterior es una explicación bastante peregrina de lo que es FH TDMA.

En FHSS no se usa el salto correlativo de canales 1,2,3,4..,se usa una secuencia de salto casi aleatoria
1,25 ,27,6.3,39..Y esa secuencia es particular en cada cambio, probablemente esa secuencia ,si el numero
de canales es muy alto no se repita hasta que pasen muchos millones de secuencias.

Si no conoces la secuencia exacta de salto,no te enteraras de nada, para ti esa transmisión esta obscura

Un receptor de banda estrecha recibirá un poco de ruido cuando la señal salte y permanezca 0.015 segundos
en el canal sintonizado.Si el salto es mucho mas rápido pues como que na de na.


hopper.jpg

SS=Espectro ensanchado
FH=Salto de frecuencia
DS=Secuencia directa
PN=Generador de ruido casi aleatorio
TDMA=Acceso al medio radio en el dominio del tiempo
CDMA=Acceso al medio radio por código de usuario
PG=Ganancia de proceso
AWGN=Sumado de ruido gaussiano
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EA4021SWL aka ANgazu

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¿ MFSK o salto de frecuencia?.

Mensaje por ANgazu » 11 Sep 2019 16:32

Por J.Luis, Rapidbit, Malak & ANgazu.

Esta señal es parte del sistema PERELIVT ( http://priyom.org/diplomatic-stations/russia/perelivt )
Y aunque consta como MFSK 66, segun nuestras medidas el asunto es algo mas complejo
espectrograma.jpg
Como se puede ver en el espectrograma, la señal esta formada por segmentos de tonos seguidos por un PSK de banda ancha en secuencias de 1 s.
La velocidad de modulacion en los tonos es de 46.875 sps y cada grupo esta formado por 45 simbolos con una duracion de 960 ms. El PSK va a 9000 sps y dura 40 ms.


tonos.jpg
Lo curioso es que en cada simbolo hay 3 o 5 tonos cuando en un MFSK clasico solo hay uno.



histograma.jpg
A la vista del histograma de tonos, la señal usa una libreria de 67 tonos. En ocasiones faltan los tres tonos centrales, en ocasiones solo el central y en una grabacion aparecieron los 67 tonos.
La separacion entre tonos es de 46.875 Hz por lo que son ortogonales.


A tenor de los parametros medidos, suponemos que la señal es, en realidad, un SHSS (Slow Hopping Spread Spectrum) en el que se empacan 3 o 5 FSK normales, por lo que cada simbolo codifica 3 o 5 bits.

La estructura de la señal permitiria empacar 3 o 5 4FSK por lo que se codificarian el doble de bits en cada simbolo.
Es probable que la parte PSK sea el sincronismo para el segmento que le sigue.

No obstante, no tenemos la certeza de que esto sea exactmente asi, por lo que esperaremos a tener mas grabaciones y otras opiniones para ir afinando los resultados de nuestro analisis.

Saludos.
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¿ MFSK o salto de frecuencia?.

Mensaje por Kilo » 11 Sep 2019 20:06

Esto ya es nivel Experto, supera mis conocimientos. Enhorabuena

Saludos



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¿ MFSK o salto de frecuencia?.

Mensaje por J.Luis » 11 Sep 2019 21:04

Spectrogram-SNR10dB.png
MFSK o FHSS?
Esta cuestión que plantea el Maestro Angazu ,ya en el pasado provocó largas e interminables discusiones
en foros internacionales ,incluso la propia FCC no terminó de pronunciarse si era gallina o canguro.

Gracias al analisis de Angazu del modo ruso ,estoy convencido que no es FHSS ,es simplemente un sistema
que utiliza tecnicas similares al FH ,pero en banda base (BB) .

Si analizamos con la FFT una señal de FM comercial en la que un pianista interprete una pieza musical veremos que
la portadora es desplazado en un margen amplio de frecuencias .Pongamos que el piano da notas con frecuencias
comprendidas entre 200 y 20.000 Hz ,cada vez que el maestro pulse una tecla ,la portadora será desplazada en una
frecuncia igual a la F de la portadora + -la F moduladora y eso son más de 40 KHz de desplazamiento de la portadora
y la FM no se considera FHSS .

Por el ancho de banda visto el analisis hecho por Angazu ,no seŕa mayor de 3 ó 4 KHz ,ancho de anda que corresponde a su
moduladora o BB.

Personalmente creo que para ser FH tiene que haber saltos de la portadora ,incluso sin modulación y muchos más largos
que unas decenas de Hz.

Una explicación muy chorras de lo que es sincronización.
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J.Luis
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¿ MFSK o salto de frecuencia?.

Mensaje por J.Luis » 12 Sep 2019 07:26

Selectionshot_2019-09-12_07_15_57.png
Las simplificaciones excesivas cojean mucho,si FHSS fuera tan sencillo de trastear no necesitariamos personas con gran
cualificación .No todos los ingenieros de telecomunicación dominan este campo ni mucho menos.
Hay algun que otro genio que si domina estos telares ,Nieto ,por ejemplo ,pero Nietos hay muy pocos.

Yo ? solo un humilde aprendiz

El Pulgoso sabe que el Segis transmite en los 40 canales de la CB,por tanto sabe que unicamente puede saltar dentro de
un ancho de banda perfectamente conocido y con una canalización estandar,la de todos los equipos CB en los llamados
medios ,o como rayos se denominen.

Pulgoso tambien sabe que el Segis usa AM analogica ,por tanto no convierte su voz a bits ,mediante un ADC,luego no puede
invertir el orden de bits ,tampoco los puede almacenar en un Buffer, centrifugarlos para luego modular la portadora con ellos
en ASK,FSK o PSK

Pulgoso tambien sabe que el Segis está a 2 calles de el,que tiene buena antena en la techumbre y potencia ,por tanto la relación
señal ruido es optima para Pulgoso , esto le permite recibir al Segis con el Squelch totalmente cerrado.

No ,no se puede usar un SDR que cubra la banda de los 40 para hacer esto ,necesitamos los 40 receptores con toda su cadena de filtros
y demoduladores , para al final sumar todas las salidas y enviarlas a un unico altavoz.

Cada canal es filtrado,amplificado y demodulado individualmente,durante todo el tiempo
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Última edición por J.Luis el 14 Sep 2019 10:37, editado 6 veces en total.



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¿ MFSK o salto de frecuencia?.

Mensaje por Rapidbit » 12 Sep 2019 18:01

Eres un crack con tus explicaciones "para todos los públicos", genial.
Saludos.


EA4GPX, EA4022SWL, AMSAT-EA 423.

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¿ MFSK o salto de frecuencia?.

Mensaje por J.Luis » 13 Sep 2019 19:16

Selectionshot_2019-09-13_19_10_09.png
En el diagrama de flujo falta una linea que va desde la salida del autorrelador "SI" a la parte superior del selector
de un salto.Ahora estoy muy cansado en otro momento lo arreglo.

Que es un algoritmo?
Un algoritmo es el manual de instruciones para realizar una acción desde el principio hasta el final

Algoritmo para freir un guevo

1.- Se coge una sarten del armario

2.-Se coloca encima del fuego de la cocina

3.-Se coge la botella de aceite del armario

4.-Se echa en la sarten la cantida de aceite necesario para freir un guevo

5.-Se prende la cocina

6.-Se coge un huevo de la nevera

7.- Atras al paso anterior para verificar si la temperatura del aceite es la adecuada para freir un huevo

8.-Temperatura de aceite correcta ....continuar

9.Se rompe la csacara del huevo ....

10.- Se echa en la sartén....no

11.- Atrás ,aceite muy caliente ,al tirar el huevo en la sarten ,se rompe la yema , además nos salta aceite a los ojos

12.-Cascamos el huevo ,ponemos el huevo en un plato ....continuar

Cuantos más pasos formen el manual de instruciones ,mejor definido estará el algoritmo ,pero ojo, pasos bien dirigidos.

Si para freir un huevo neceitamos ir a la tienda a comprar el huevo ,volvemos con el huevo a casa ,a continuación regresamos
a la tienda a comprar el aceite,llevamos el aceite a casa , a continuación tenemos que volver a la tienda a comprar
las cerillas......el algoritmo es una mierda.

Algoritmo para obtener todos los datos de un FHSS NO COOPERATIVO

Los pasos del algoritmo ,del cual dejamos diagrama de flujo en la imagen de abajo son estos:

1.- La señal de radio en banda ancha recibida por la antena es enviada a "Inicio"

2.-Obtenemos muestra de dicha señal

3.-Mediante un autocorrelador decidimos si la señal es FH o no

4.- No es FHSS , la enviamos a "Fin" algoritmo termina

5.-Si,es FHSS

6.-Selecionamos un salto

7.- Estimamos su velocidad en bitś por segundo

8.-Estimamos todos los paràmetros de salto ,medianta la transformada de Wavelet,s

9.-Fin

*En multiples puntos de estas composiciones hay errores de normalización intencionados, para que los Lammer no puedan
hacer un corta y pega sin más.
Así como existe una normativa de citación para trabajos , denominada norma "Vancouver",tambíen para los diagrams de flujo existe
una normativa,además no tengo permiso para usar algunas imagenes ,Pulgoso por ejemplo.
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Última edición por J.Luis el 15 Sep 2019 20:08, editado 4 veces en total.



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¿ MFSK o salto de frecuencia?.

Mensaje por J.Luis » 15 Sep 2019 06:36

imagen....
Selectionshot_2019-09-15_06_28_03.png
Eje horizontal tiempo--- Eje vertical ampliud
En la composición abajo tenemos una señal FH representada en el dominio del tiempo en "A",vemos claramente la alta
resolución temporal de los saltos en el dominio del tiempo ,pero no tenemos información ninguna acerca de la frecuencia.

Eje Horizontal Frecuencia----- Eje vertical Amplitud
En "B" tenemos la misma señal representada en el dominio de la frecuencia .Aquí observamos la inexistente ubicación de dicha
señal en el eje del tiemp.De facto he tenido que desplazar un poquito la frecuencia para que se obvserven las frecuencias
respectivas de los 3 saltos .Aqui no disponemos de información en el dominio del tiempo

Frecuencia /Tiempo/ Amplitud

En "C" tenemos una representación de la señal en Tiempo /Frecuencia y Amplitud (para representar la amplitud ,eje Z.coloreamos la
señal en una escala de Azul a Rojo,pasando por Amarillo Naranja etc,etc ).
Usamos para representar esta forma de señal la Transformada Corta de Fourier (SFT) y gracias a esta transformada obtenemos una forma
grosera de representación en los 3 ejes.Sin embargo no obtenemos información acerca de lo que está ocurriendo dentro de cada salto
en cada uno de los dominios.

Algo así como intentar la observación del bacilo de la tuberculosis con unas gafas de "cerca"

Si nos fijamos en el algoritmo a seguir para desesanchar FHSS no cooperativo , lo cual no es sencillo,no cooperativo significa
a nivel militar desencriptar comunicación del enemigo o analizar la forma de salto de una interferencia para intentar
inhabilitarla.

La forma propuesta en el diagrama de flujo del anterior post es usar Autocorreladores para determinar si ahí donde busamos
existe una FH no cooperativa o no ,luego se propone estimar la tasa de bits por segundo de cada salto y finalmente obtener el
resto de parametros del Hopper aplicando la Transformada Discreta de Wavelets con Matriz de Haar


Esto no es sencillo de entender ,tampoco es facíl de explicar ,para llegar aquí es necesario entender con claridad meriadiana lo que
es la Transformada de Fourier (FT) ,lo que es Transformada Corta de Fourier (SFT) y aún así ,vimos que no tiene la finura necesaria
para este trabajo.

Hay otras formas de intentar desensanchamiento de FH no cooperativo ,pero a mi entender son aún más complicadas.Obtener información
muy preciso de los parametros tiempo y frecuencia de una señal ,no es posible debido al Indeterminismo de Heissemberg sobre particulas
y ondas , Mecanica Cuantica.
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