IKS/Forschung/Projekte/SERP

Empfänger-Prototyp für spektral-effiziente Übertragungssysteme (SERP)

Partner      

  • Europäische Weltraumagentur (ESA): Finanzierung und Kontrolle      
  • Joanneum Research (JR): Hauptkontraktor      
  • Technische Universität Graz (TU Graz): Subkontraktor       
  • Centre Tecnologic de Telecomunicacions de Catalunya (CTTC): Subkontraktor

Zusammenfassung

Das zukünftige Wachstum an Kapazität in Satellitennetzwerken hängt von der effizienten Nutzung der knappen Ressourcen ab, vor allem vom verfügbaren Frequenzspektrum. In diesem Zusammenhang ist die Wiederverwendung von Frequenzbändern in einem Netzwerk mit mehreren Beams von entscheidender Bedeutung. Darüber hinaus lässt sich aufgrund theoretischer Untersuchungen sagen, dass durch die Lockerung von Orthogonalitätskriterien die Kapazität weiter steigert, hauptsächlich wenn es um das Design von Frequenzbändern und Wellenformen geht.

Im Rahmen verschiedener ESA-Aktivitäten in Vergangenheit und Gegenwart wurden Techniken zur Milderung von Interferenzen schon studiert. Analytische Ergebnisse unter realen Annahmen haben gezeigt, dass eine substanzielle Steigerung der Kapazität möglich ist. Mehrere Technologien wurden in diesem Kontext erfolgreich getestet. Das gilt insbesondere für ein Projekt mit dem Schwerpunkt auf Multi-User Detection und Successive Interference Cancellation, welches vom selben Konsortium bearbeitet wir.

Im Gegensatz zu konventionellen Übertragungsformen, wo die Interferenz zwischen benachbarten Symbolen und/oder Trägern eine Quelle von Störungen ist, wird diese im Rahmen eines neuartigen Ansatzes bewusst toleriert, um auf diese Weise höhere Datenraten pro Träger bzw. eine engere Staffelung der einzelnen Frequenzbänder zu realisieren, was natürlich in beiden Fällen die spektrale Effizienz erhöht. Dabei sind gerade bei satellitengestützten Datenstrecken einige Herausforderungen zu bewältigen, die im Rahmen des aktuellen Projekts identifiziert und gelöst werden müssen.

Die notwendigen Arbeiten werden mit Hilfe eines Konsortiums erledigt, welches entsprechendes Wissen auf dem Gebiet der Satellitenkommunikation mitbringt, besonders im Bereich Interferenz, Kanalcodierung und Synchronisation. Die Implementierung erfolgt auf einer SDR-Plattform mit integrierter Software, um die Leistungsfähigkeit der entwickelten Algorithmen einfach und wirksam testen zu können.

Die Abbildung illustriert die Entwicklung eines Referenzpulses mit jeweils zwei Pulsen davor und danach, die alle einen Raised-Cosine-Verlauf haben, wenn man die Pulse entlang der Zeitachse dichter packt, als es das Nyquist-Kriterium erlaubt.
Verlauf von Basisband-Pulsen im Falle von Time-Packing © TU Graz/IKS