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SDX meeting
Ein softwaredefinierter Transponder entsteht
Im Dezember 2005 fand bei der AMSAT-DL in Marburg ein zweitägiges Kick-Off-Meeting zu Entwicklung und Bau eines softwaredefiniertenTransponders (SDX) statt. Der Transponder ist für die Haupttransponder des P3E-Satelliten (Uplink U-, L-Band, Downlink V-, S-Band) vorgesehen. Mit dem SDX würde die AMSAT neueste Technologien im P3E realisieren, mit denen sich künftige Transponder auf Satelliten wesentlich effizienter betreiben lassen. Der softwaredefinierte Transponder setzt die Forschungsarbeiten der AMSAT-DL im Bereich des „Unkoordinierten Vielfachzugriffs“ fort, und steht damit in einer Linie mit Forschungsarbeiten wie HELAPS, RUDAK oder LEILA.

Der Terminus „softwaredefined Transponder“ (kurz SDX) wurde abgeleitet vom softwaredefined Radio (kurz SDR) und beschreibt die Bestrebung, möglichst die gesamte Signalverarbeitung eines Transponders, bestehend aus Empfänger, Passbandumsetzung und Sender, in Software abzubilden. Ein Großteil der Signalverarbeitung wird mit Hilfe eines Digitalen Signalprozessors (DSP) und programmierbaren Logikbausteinen (FPGA) durchgeführt, um damit eine frei konfigurierbare Plattform und größtmögliche Flexibilität zu erhalten. Durch Austausch von Software lassen sich somit die Anwendung und das Verhalten des Transponders definieren. Dies gilt zum Beispiel für Funktionen, die über eine normale Umsetzung des Passbands bei einem Transponder hinausgehen, wie LEILA (LEIstungs Limit Anzeige) oder STELLA (Satellite Transponder with Equalising Level Limiting Adaptor). Aber auch digitale Datenübertragungen lassen sich per Software einbinden.

Meinzer
AMSAT-DL Projektleiter Prof. Dr. Meinzer erläutert die Grundlagenzur HELAPS-Implementierung in den SDX.
Lineartransponder sollen den unkoordinierten Vielfachzugriff durch Benutzer ermöglichen, die gleichzeitig auf verschiedenen Frequenzen innerhalb des Passbands arbeiten. Weil bei traditionellen Transpondern nur eine Verstärkungsregelung (AGC) für den gesamten Passband-Bereich benutzt wird, kann eine einzelne Station mit übermäßiger Sendeleistung auf dem Uplink die AGC herunterregeln. Schwache Stationen werden unter Umständen so stark abgeschwächt, dass sie auf dem Downlink nicht mehr wahrnehmbar sind, obwohl sie die Empfehlungen für die maximale Uplink-Leistung zum Satelliten einhalten. Dieser Effekt ist seit langem auch als Alligator- oder Krokodil-Problem bekannt: kleine „Ohren“ wegen schlechter Empfangstechnik für den Downlink und großes „Maul“ für zuviel Sendeleistung auf dem Uplink.

Bei P3D/AO-40 hat das konventionell aufgebaute LEILA-System bereits eindrucksvoll gezeigt, wie man dieses Problem in den Griff bekommen kann. Durch die analoge Hardware, war man jedoch in den Möglichkeiten noch sehr eingeschränkt. Der SDX bietet hier vollkommen neue Perspektiven, ein erster Ansatz ist das bereits erwähnte STELLA-Verfahren. Während des Kick-Off-Meetings konnten sogar die Grundlagen erarbeitet werden, um die von der AMSAT-DL entwickelte HELAPS-Technologie für hocheffiziente Linearsender in den Softwareteil des SDX zu integrieren. Am Ende stand ein erster Entwurf der SDX-Hardware, während Kernkomponenten der Software über frühere Arbeiten am SDR bereits vorhanden sind. Der SDX ist ein Gemeinschaftsprojekt von Mitgliedern der AMSAT-NA (USA/Kanada), AMSAT-UK (United Kingdom) und AMSAT-DL.

block diagramm
Das erste Blockdiagramm für den SDX
 

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