SatCom

Bandbreiteneffiziente Satellitenkommunikation

Die Nutzung geostationärer Satelliten zur hochratigen Informationsübertragung über große Entfernungen (Punkt-zu-Punkt) sowie zur großflächigen Verteilung von Informationen (Broadcast) ist schon heute unverzichtbar geworden. Dabei führt die steigende Nachfrage nach Kommunikationsverbindungen über Satellit zur stetigen Verknappung freier Orbitpositionen und Trägerfrequenzen als physikalisch begrenzte Ressourcen. Insbesondere das begrenzte Spektrum erschwert weitere Erhöhungen der Datenraten für einzelne Satellitenverbindungen und lässt die Kosten für die Anmietung großer Transponderbandbreiten steil anwachsen. Aus diesem Grund spielen bandbreiteneffiziente Übertragungsverfahren im Satellitenfunk schon aus wirtschaftlicher Sicht eine entscheidende Rolle, wobei besonders die Forderung nach hoher Leistungseffizienz der Satellitennutzlast (geringer Backoff, nichtlineare Verzerrungen) den praktisch anwendbaren Modulations- und Codierverfahren Grenzen setzt. Als alternative Variante bietet sich die Multiple Input Multiple Output (MIMO) Technologie als vielversprechender Ansatz zur signifikanten Steigerung der Bandbreiteneffizienz bei fester Sendeleistung an. Bei Verwendung derselben Anzahl von Antennenelementen am Sender und am Empfänger kann in MIMO Systemen die spektrale Effizienz in günstigen Kanälen direkt proportional zur Zahl der Antennen gesteigert werden, d.h. es können ebenso viele parallele Datenströme gleichzeitig in derselben Frequenzbandbreite übertragen werden wie Antennen vorhanden sind. Da gezeigt werden konnte, dass der Line-of-Sight Funkkanal, wie er in SatCom Anwendungen typischerweise zur Verfügung steht, bei geeigneter Konfiguration des Mehrantennensystems sogar die obere, theoretische Grenze der MIMO Bandbreiteneffizienz oder Kanalkapazität erreicht, ist die Nutzung solcher Mehrantennensysteme ein vielversprechender Ansatz für zukünftige Systeme.


Forschungsthemen: 

  • bandbreiteneffiziente Modulations- und Codierverfahren für SatCom
  • Maßnahmen der Signalverarbeitung zum Umgang mit systeminhärenten Nichtlinearitäten
  • Mehrantennensysteme (MIM0) Systeme in der Satellitenkommunikation
  • Kanalmodellierung und -spezifikation für Mehrantennensysteme
  • Ansätze kooperativer Kommunikationssysteme und -technologien für SatCom (cooperative communications, wireless relays)
  • Satellite Broadcast Systeme
  • Mobile SatCom Anwendungen
  • Integration von SatCom Terminals in terrestrische (optische) Netze

 Active persons: V. Dantona, B. Lankl

Communication Satellite

MIMO_Scenario

2x2 MIMO satellite scenario