Concluyendo la fase 1

Pues aunque lo pareciera no me ha pasado nada. Han sido un par de semanas un tanto tediosas y en cuanto tenía un poco de tiempo libre en vez de escribir aquí siempre había alguna otra cosilla más preferente. Pero ahora mismo el ordenador está como loco compilando un proyecto y tengo unos 20 minutos para escribir tranquilamente.

Ha habido una pequeña restructuración en la SRAD. Desde hace tiempo sabíamos que habría que estructurar el proyecto por fases, de más simple a más complejo, y mandar en el satélite algo suficientemente simple como para estar seguros al 100% (o cerca) de que va a funcionar. El otro día escribí, definitivamente, la nueva planificación, que partirá de una SRAD-1.0 (prácticamente hecha ya), 1.1, 1.2 (la que está planificada para ser lanzada) hasta la 2.0 (la idea original).

La SRAD-1.0 lleva un modulador muy muy sencillo: BPSK. Es la modulación por desplazamiento de fase más básica que hay, con sólo dos símbolos y una baja eficiencia espectral, pero el modulador es sencillo y la modulación muy robusta. Podéis leer algo en la wikipedia :-) Como allí explica, es la forma más básica de crear una modulación de desplazamiento de fase, puesto que sólo hay dos símbolos con fases opuestas (0 y 180 grados), bien difíciles de confundir. Esperamos transmitir a una tasa de 1200bps con él. Es muy poco, pero nos basta para enviar señales de telemetría básica con gran robustez y nos dará tiempo a hacer retransmisiones en caso de pérdida de ráfagas.

Este modulador ya está listo y simulado, de ello se ha encargado, llamémosle, "Moduleitor". Por su parte "Drivereitor" está trabajando en los drivers que comunicarán el microprocesador y la aplicación software con el modulador, y una vez recibamos el hardware (que ya hemos pedido) haremos las primeras pruebas. Mientras llegan los componentes, Moduleitor está diseñando los moduladores de la SRAD-1.1: un modulador PSK genérico configurable (capaz de enviar cualquier modulación PSK), y otro tanto con ASK, AM, FM... Lo que le vaya dando tiempo.

Este cacharro ya ha terminado de hacer sus tareas, voy a ver si ha funcionado. Arrancaré más instantes más a menudo para escribir.

Modulando

Existen muchas formas de representar la información, pero todas tienen una cosa en común: símbolos, unidades mínimas de información, átomos significativos:
- Cuando escribimos, las letras
- Cuando hablamos, los fonemas
- Cuando codificamos información digital en nuestro ordenador, los bits

Y todos estos símbolos básicos deben estar representados por algo físico:
- Cuando escribimos, tinta sobre el papel
- Cuando hablamos, ondas de presión en el aire
- Cuando codificamos información digital en nuestro ordenador, ferritas, corrientes, tensiones...

Todos estos casos contemplan diferentes soluciones, como varios alfabetos, diferentes fonemas dependiendo del idioma, diferentes medios de almacenamiento que conocemos para nuestra información digital y diferentes formas de expresar dicha información.

Cuando queremos transmitir una información entre dos sistemas digitales remotos debemos elegir cómo hacerlo. Primero, elegir el medio:
- Un cable de cobre y tensiones en él, por ejemplo, si es factible.
- Una fibra óptica y pulsos de luz, en otros sistemas modernos.
- Un montón de cables como los primeros, como hacemos con las impresoras por puerto paralelo.
- Ondas de radio.

Lógicamente voy a hablar de XaTcobeo y de la radio que en él irá, si todo va bien. Mi equipo está ahora decidiendo qué símbolos vamos a utilizar en la transmisión de radio. Esto se llama modulación.

Una onda de radio sin modular, de frecuencia única, tendría un aspecto tal que...
Pero ahí no representamos nada. Recordemos que hablamos de sistemas digitales, así que tenemos que enviar "ceros" y "unos", dos símbolos, es decir, dos cosas diferentes.
Supongo que todos habéis oído hablar de AM, como la radio AM. AM significa Amplitud Modulada, es decir, los símbolos, la información, se lleva en la amplitud de la señal. Cogemos un seno como el anterior y lo modulamos para obtener...

Vemos que esta señal tiene dos partes diferenciadas, una de amplitud grande y otra mucho más pequeña. Si decimos que las partes grandes son unos y las pequeñas son ceros, ya tenemos dos símbolos. Como toda la información digital son unos y ceros, basta transmitir montones de señales como esa para comunicar cualquier cosa entre sistemas que lo entiendan.

Otro ejemplo conocido: FM, frecuencia modulada, como la radio. En este caso tenemos...

En este caso podemos observar que la amplitud de la señal es constante, pero que a veces los ciclos están más juntos y otras veces más separados (mayores y menores frecuencias). Al igual que antes, si decimos que mayores frecuencias significan "ceros" y menores "unos", ya tenemos un código.

Existen muchísimas modulaciones, muchísimas formas de enviar ceros y unos mediante ondas electromagnéticas. Dependiendo de qué forma elijas podrás enviar información más rápido o de una forma más fiable, o con una electrónica más sencilla, o con una eficiencia energética mayor. Dependiendo, claro, de tu objetivo. Para SRAD vamos a utilizar una señal de este tipo:

La imagen ya es explicativa: la parte roja representa el seno sin modular, como os había puesto más arriba, para recordar. En este caso no vamos a utilizar dos símbolos, "cero" y "uno", sino que, para ser más eficientes, vamos a utilizar símbolos que signifiquen dos bits. Si queremos enviar dos ceros seguidos, utilizamos el primer trocito azul de señal que se ve en la imagen que, sí, es idéntico a la señal sin modular. Si recibimos eso en Tierra sabemos que hemos enviado dos ceros juntos. Con un sólo símbolo enviamos el doble de información. Si queremos enviar "01" enviamos la señal senoidal desfasada, quedando como vemos en el segundo segmento, un seno que comienza "abajo", "sube" y termina de nuevo "abajo", en vez de comenzar y terminar en el centro como lo hace el "00". De la misma forma el tercer y cuarto segmento representan los otros pares de ceros y unos: "10" y "11".

Por supuesto que existen modulaciones que envían, por ejemplo, los ceros y unos de cuatro en cuatro. Se cuadriplica la velocidad con respecto a una sencilla, pero cuantos más símbolos hay más se parecen entre sí, y más fácil es confundirlos si se distorsionan. Para un satélite como el nuestro eso es importante. Podemos tener grandes distorsiones de la señal entre lo que enviamos y lo que recibimos, teniendo un satélite a cientos de kilómetros volando a toda velocidad. Por ello, probaremos con modulaciones sencillas donde los símbolos sean muy diferentes entre sí: modulaciones de dos símbolos (uno para "1" y otro para "0") y de cuatro símbolos como la que acabo de explicar. Si funcionan bien, ya experimentaremos más. Recordad que la SRAD es reconfigurable, si funciona lo básico habrá tiempo de intentar configurar algo más complejo.

Hala, otro día hablo de anchos de banda, frecuencias y todos esos rollos. Se admiten peticiones en los comentarios.

Hasta mañana, más o menos.

Münster 2008 - El congreso

Lo prometido es deuda y tengo que hablar un poco del European Planetary Science Congress 2008 de Münster. Decepcionante. ¿El congreso? No, no, mi participación allí.

Al final un poco ellos un poco yo aquello no funcionó como esperado. Llevé una presentación de la SRAD un tanto capada pero bastante decente, de 12 minutos de exposición más 3 para preguntas y respuestas. Y la verdad es que fue un poco rara la cosa. Empecemos por el principio.

El congreso se desarrollaba de lunes a viernes. Mi turno era la cuarta sesión del lunes, primer turno, es decir, el primer turno de la segunda tanda tras la comida. Los caballeros que expusieron en la sesión anterior a mí se extendieron más de lo deseable: terminaron 20 minutos más tarde de lo permitido. Tras cada sesión hay un coffee break, es decir, un descanso para ir a tomar algo. Dura 15 minutos y tras esos minutos comienza la siguiente sesión. Como los de la anterior sesión terminaron 20 minutos tarde, el coffe break antes de mi turno desapareció. El moderador tomó una decisión: lo sentimos pero hay que recuperar el tiempo perdido, no habrá coffee break, la siguiente sesión comenzará de inmediato.

Estampida. Todos tenían ganas de café y decidieron que no era tan malo perderse la primera conferencia de la siguiente sesión. Quedaron 20 personas en la sala, más el de la organización (el moderador) y los otros 4 conferenciantes de esa sesión. Y aún por encima el moderador me dice que me dé prisa a ver si recuperamos los minutos perdidos. Pues me salté un par de cosas que tenía preparadas y hablé todo lo rápido que mi no-fluido inglés me permitió, y recuperé 3 minutos. Sólo hubo 3 preguntas bastante cortas (entre 20 personas ya me parece hasta mucho) y la siguiente conferencia sólo comenzó con 3 minutos de retraso. Rabia me dio cuando me di cuenta de que a los demás conferenciantes les daba igual el retraso... Sólo decir que la sesión acabó con media hora de retraso total acumulado, incluso tras haberse saltado el descanso. Creo que fui el único pringao que se dio prisa.

El congreso continuaba. El martes había una cena social, puesto que el lunes aún faltaba gente que se retrasaba o llegaba a última hora. Otros eventos interesantes estaban programados para el jueves. Pero yo tenía que volverme el martes por la mañanita, lo que se tradujo en no hacer vida social congresística y haber visto sólo las charlas inaugurales. Bueno, digamos que fue un congreso sesgado. Pero a los que le interesaba les di mi charla, hala :-)

A ver cuándo es el siguiente.