Uso del submuestreo para la detección de señales de la banda de dos metros por medio del aliasing en la aplicación de un scanner de alta velocidad

Using the subsampling for detecting band signals through two meters of aliasing in the application of a high-speed scanner

En este artículo se presenta parte de un resultado de investigación, que muestra cómo se utiliza la desventaja para muestrear, a una tasa diferente de la propuesta por Nyquist-Shannon, y la manera de utilizar esto como una ventaja para distinguir portadoras en un canal de comunicación específico por medio de una Transformada Rápida de Fourier. Se plantea este trabajo considerando que en las comunicaciones digitales es un inconveniente para la identificación de una señal no cumplir con los criterios propuestos por el teorema de muestreo de Nyquist Shannon, es decir que la frecuencia a la cual se muestrea la señal, sea mínimo el doble de la frecuencia de la señal a digitalizar. Esta ventaja se utiliza en el desarrollo de scanner de alta velocidad, bloqueadores de señal por seguimiento, perturbadores y diferentes equipos de comunicación.

1. Introducción

El submuestreo es una técnica altamente aplicada para la compresión de formatos de audio, como mp3, pero poco utilizada en las comunicaciones debido a los efectos que tiene al momento de recuperar las señales que son moduladas para ser trasmitidas en un sistema de telecomunicaciones.

Por otro lado, el uso del submuestreo para la rápida detección de señales en el ancho de banda de dos metros se complementa con la Transformada Rápida de Fourier, que es bastante útil por el uso eficiente de memoria y energía en un sistema de escáner de alta velocidad [1].

La implementación de este tipo de procesamiento se hace en una FPGA STRATIX III de ALTERA debido a la cantidad de información a procesar en la transformada rápida de Fourier [2] [3].

En este trabajo se describe el soporte teórico utilizado y los cálculos realizados para la implementación de la Transformada Rápida de Fourier para el procesamiento de señales, que permita la detección e inhibición de señales, por medio de un dispositivo móvil que busca impedir la transmisión de señales que activen Artefactos Explosivos Improvisados (AEI). Se muestran resultados obtenidos identificando tiempos característicos para frecuencias determinadas de análisis.

2. Metodología

El procesamiento de señales dentro de un sistema de comunicación “Electronic Warfare” (EW) proviene en una variedad de formas. Con las señales recibidas se tratará de extraer información valiosa. Las señales que se transmiten de un sistema de comunicación EW deben ser procesadas para ubicar el formato correcto [4]. Por lo tanto, entender los fundamentos del procesamiento de la señal es importante para entender el diseño y operación de dichos sistemas.

El Bloque Digital recibe una señal analógica pasa- banda. Seguidamente se realiza el muestreo de dicha señal. Al tener la señal digitalizada, se busca encontrar la(s) frecuencia(s) de las señales portadoras más fuertes.

El análisis espectral se realizará por medio de la Transformada de Fourier, o en el caso particular la Transformada Rápida de Fourier (Fast Fourier Transform - FFT). El proceso es mostrado en la figura 1.