| Satellitter.no |
|
Satellittkommunikasjon
Introduksjon 
Klikk her
for å se en elektromagnetiske bølge som brer seg utover (Krever Java).
Prinsippet for kommunikasjonsdelen av et satellittsystem er veldig enkelt. Vi starter med informasjon vi ønsker å overføre. Denne informasjonen blir sendt opp til satellitten via en bakkestasjon. Denne delen av systemet kalles opplink. Oppe i satellitten befinner det seg flere transpondere. En transponder er en utrustning i en satellitt som tar imot et signal på en viss frekvens sendt fra en bakkestasjon, forsterker det, konverterer frekvensen og sender det ut igjen. De signalene som sendes opp til satellitten, innenfor det båndet den dekker, vil ha samme format når de sendes tilbake med unntak av signaleffekt og frekvensforskyvning, satellitten kalles derfor transparent. Signalet kan sendes tilbake til en eller flere mottakere. Denne delen av systemet kalles nedlinken.
Se animasjon av en TV-overføring
 Oversikt over et satellittkommunikasjons-system. (Illustrasjon: Odd Gutteberg) Grunnen til at det frem til i dag ikke vært vanlig å utføre mer signalbehandling i satellitten, er at dette vil kreve mye mer effekt samt at bruksområdene ville bli begrenset. Satellitten ville og blitt ubrukelig dersom alt ikke fungerte som det skulle. Kostnadene til en eventuell reparasjon i rommet ville vært skyhøye. Kombinasjonen av høy teknologiutvikling, det økende behovet for å kunne overføre stadig mer informasjon og trengselen i både baner og frekvensbåndfremtiden, viser at vi vil få betydelige gevinster ved å innføre mer avansert signalbehandling i satellittene. Dette vil bli fremtiden.  Les mer
Steg for stegLa oss ta for oss et enkelt system bestående av en bakkestasjon, en satellitt med en enkel transponder og en mottaker. Signalet vil da gå gjennom følgende steg før det når målet sitt.  Satellittsystemet steg for steg Overføringen av informasjonen starter i bakkestasjonen. Vi har da et informasjonssignal som vi ønsker å formidle. Mye av informasjonen som skal overføres foreligger på digital form, for eksempel internett og for andre overføringer av tekst og datafiler. I andre tilfeller eksisterer den på analog form som for eksempel signalet fra en mikrofon. Da må signalet overføres fra analog til digital form ved hjelp av en A/D konverter. I dette steget kan også avansert signalbehandling redusere datamengden som må overføres.
Deretter kan det nå digitale signalet tilføres ekstra bit i form av feilkorrigerende koder. Denne kodingen gir økt sannsynlighet for at den endelige mottakeren trekker ut riktig informasjon av det signalet han mottar. Neste steg av overføringen er modulatoren. Modulasjon er en måte å overføre informasjonen til en høyfrekvent bærebølge før transmisjon og er viktig for å optimalisere systemet. En av grunnene til modulasjon er at signalet som sendes til satellitten må ligge innenfor frekvensområdet/ båndbredden som satellitten kan motta. En bærebølge kan moduleres på tre måter, forandring av amplituden, frekvensen eller forandring av fasen. Les mer
Deretter forsterkes og sendes signalet til satellitten. Det mottatte signalet blir her forskjøvet i frekvens og forsterket på nytt. Frekvensforskyvningen har to formål. For det første brukes det forskjellige frekvensbånd i opplinken og nedlinken slik at signalet fra satellittens sender ikke går rett inn i satellittens mottaker og ødelegger denne. Dessuten hindres ustabilitet og oscillasjoner i satellitten. Les mer
 Kommuninkasjon med satellitt (Foto: NASA) Forsterkeren øker effekten til signalet og overfører det til sendeantennen til satellitten. Denne antennen dekker et forhåndsbestemt geografisk område. Hos den endelige mottakeren vil signalet igjen forsterkes, den feilkorrigerende koden fjernes og signalet demoduleres. Demodulasjon er den motsatte prosessen av modulasjon og gjenskaper informasjonen fra det transmitterte signalet. Helt til slutt må vi eventuelt konvertere signalet fra digital til analog form via en D/A konverter, slik at mottakeren kan lese den informasjonen vi startet med.
AksessteknikkerStadig voksende trafikk gir krav til stadig økning av systemkapasiteten. Denne økningen kan enten realiseres ved at vi øker den eksisterende båndbredden, eller ved at det tildeles nye frekvenser til de tjenestene det gjelder. Frekvensspekteret er en begrenset ressurs, noe som krever en effektiv utnyttelse av en satellittransponders effekt og båndbredde. I Norge er Post- og Teletilsynet som har ansvaret for tildeling av frekvenser.I en satellittransponder deler mange brukere den samme overføringskanalen ved at deres respektive signaler summeres til et signal før det sendes ut til stasjonene. Fra dette signalet må brukerne igjen kunne trekke ut sin informasjonsstrøm. Det er ønskelig at kvaliteten til det ene signalet ikke reduseres betraktelig av de resterende signalene og støy. Det er flere teknikker for å gjøre dette. Vi skal her ta for oss de tre klassiske metodene nemlig FDMA, TDMA og CDMA.  Prinsippet bak deling av en satellittransponder.
Frekvensdelt multippel aksess
Tidsdelt multippel aksess
Kodedelt multippel aksess  Prinsippet for de ulike aksessteknikkene. (Illustrasjon: Odd Gutteberg) Signalsvekking og støySignalene til og fra satellitten beveger seg over enorme avstander og vil bli dempet på veien. Ved fri sikt er dempningen kun bestemt av frekvens og avstand.
Les mer
Signalene til og fra satellittene vil gå gjennom atmosfæren, og blir dermed dempet av regn, tåke og gasser i atmosfæren, særlig H2O og O2. Grafen nedenfor viser de store variasjonene i dempning pga disse gassene som funksjon av frekvens i klart vær.  Dempning gjennom atmosfæren pga vanndamp og oksygen for ulike frekvenser. (Illustrasjon: Odd Gutteberg)
Ved siden av det ønskede signalet, mottas også støy av forskjellig slag som vil kunne redusere overføringskapasiteten og transmisjonskvaliteten i et radiosystem. Støy kan skyldes naturlige årsaker eller den kan være menneskeskapt. Vi har allerede tatt for oss hvordan signalet blir svekket på sin lange ferd opp og ned til satellitten, men det finnes mange flere støykilder. For å nevne noen har vi termisk støy, støy i de ulike stegene av signalbehandlingen og spesifikk radiostøy. Med dette mener vi fra blant annet atmosfæriske utladninger som lyn, stråling fra annet elektrisk utstyr og andre radiokilder. Les mer
Interferens
 Interferens mellom satellitter. (Illustrasjon: Odd Gutteberg)
Signal-støy-forholdet og støytall Støytallet, NF, forteller hvor mye støy som produseres i en enhet. Dette gjøres ved å sammenligne SNR på inngangen med SNR på utgangen, og beskriver kvaliteten på enheten. Les mer
|
