Pünktlich zum 1-jährigen Jubiläum der erfolgreichen Inbetriebnahme der beiden Transponder von Qatar-OSCAR 100 steht eine Zugabe an: Die Kapazität des NB-Transponders wird von rund 250 KHz auf knapp 500 KHz erweitert!
Aufmerksame Beobachter haben natürlich schon längst festgestellt, dass der Durchlassbereich des NB-Transponders tatsächlich größer ist als bisher veröffentlicht.
Umso erfreulicher die Tatsache, dass sich praktisch 99,9% der Funkamateure auch an den bisherigen Bandplan gehalten haben, der nach unten durch die CW-Bake und nach oben hin durch die PSK-Bake eingegrenzt ist.
Die Bandbreite der beiden NB- und WB-Transponders wird durch sogenannte Oberflächenwellenfilter im S-Band Empfänger bestimmt, die im Blockschaltbild des Transponders als SAW gekennzeichnet sind. Übrigens herrscht vielfach unter Funkamateuren der Irrtum, dass es sich bei QO-100 lediglich um einen kommerziellen TV-Transponder handelt, der nur auf unsere Frequenzen umgestellt wurde. Dem ist aber bei Weitem nicht so, die gesamte AMSAT Payload wurde speziell nach unseren Vorgaben entwickelt und gebaut. Lediglich einige wenige Komponenten konnten 1.1 wiederverwendet werden, hierzu gehört die TWTA. Auch die Uplink- und Downlink-Antennen wurde speziell für uns angebracht, um die gesamte sichtbare Erdhalbkugel und nicht nur einen Spot-Beam nach Europa abzubilden. Üblicherweise arbeitet man im kommerziellen Bereich mit deutlich größeren Bandbreiten, als bei unseren Transpondern. Insbesondere beim schmalen NB-Transponder hat man hier gewisse technische Grenzen erreicht, sodass die Bandbreite hier doch etwas größer ausgefallen ist und die Flanken nicht so steil sind.
Dies ist uns auch erst während der In-Orbit-Testphase bewusst geworden. Da die CW- und PSK-Baken und LEILA jedoch nicht im Satelliten, sondern bei der Bodenstation als Teil der LEILA-Box erzeugt werden und diese für den ursprünglich nur 250 kHz breiten Transponder ausgelegt waren, hatte wir zunächst an den ursprünglichen Planungen festgehalten und sahen auch keine Veranlassung etwas daran zu ändern.
Die Aufweitung des Transponders zu einem früheren Zeitpunkt wurde sogar als Kontra-Produktiv angesehen. Erfahrungen von früheren Satelliten haben gezeigt, dass die Benutzer sich eher „verlaufen“ und nicht finden, wenn zu viel Platz vorhanden ist.
Nun haben jedoch in den letzten Monaten der Betrieb und die Belegung des Transponders, besonders im SSB-Bereich, deutlich zugenommen. Auch die Verwendung von SDRs mit Wasserfalldiagramm tragen dazu bei, dass sich Benutzer schneller finden (und auch schwarze Schafe schneller auffallen).
Andererseits gab es jedoch auch vermehrt Vorfälle mit vermeintlichen Piraten oder Ignoranten, die den Bereich oberhalb der PSK-Bake entgegen des Bandplans benutzt haben. Teilweise leider auch mit sehr starken FM-Signalen, die ohnehin auf dem NB-Transponder tabu sind.
Leider konnte LEILA hier mit Ihrem Warnsignal auch nichts ausrichten, da sie technisch bedingt nur auf die 250 kHz zwischen CW- und PSK-Bake beschränkt war. Andererseits wäre es ja auch etwas seltsam gewesen, wenn LEILA außerhalb des offiziellen Bandplans senden würde
So war es auch langfristig ein unsinniger und unhaltbarer Zustand, dass Piraten dort ungestört senden, während sich konforme Benutzer quasi einem Zölibat unterwerfen. So konnten die Piraten sich eher ungestört, wenn auch nicht unbeobachtet fühlen.
Um den Transponderbereich nun aufzuweiten sind am Satelliten keine Änderungen erforderlich. Dafür muss aber LEILA am Boden technisch aufgerüstet werden, da die bisherige Hardware basierend auf dem Red Pitaya für mehr als 250 KHz nicht ausgelegt und am Rande Ihrer Leistungsfähigkeit ist.
Es musste also neben einiger Software-Änderungen auch eine neue Hardware her, sodass LEILA die vollen 500 kHz abdecken kann und bei übertriebener Uplink-Leistung entsprechende Markertöne generiert. Zudem gab es auch Wünsche was die CW-Bake und eine zusätzliche Engineering- oder Experimentier-Bake angeht. Durch die A1A-Modulation mit den Pausen zwischen den einzelnen Punkten und Strichen der CW-Bake, war es manchmal etwas schwierig die Antenne anhand dieses Signals optimal auszurichten. Es gab mehrere Anfragen, ob man stattdessen nicht eine Frequenzumtastung mit konstanten Träger einführt, wie dies auch bei vielen terrestrischen Baken der Fall ist. Mit dem neuen Bandplan wird dies nun ebenfalls umgesetzt.
Die obere Bake mit der 400 Bit/s PSK-Modulation ist für viele Benutzer von QO-100 essentiell, denn sie dient hauptsächlich Benutzern der „SDR-Console“ von Simon Brown G4ELI (SDR-Radio), oder vergleichbaren Programmen, zur Frequenzstabilisierung von unmodifizierten PLL-LNBs für den Empfang. Da die PSK-Bake am Boden durch eine GPS-Referenz sehr frequenzgenau ist, kann die Drift des LNB im SDR-Empfänger automatisch kompensiert werden. Dies wollen wir natürlich beibehalten, jedoch wird daraus die neue „Mittel-Bake“ in der Mitte des Transponderdurchlassbereichs. Benutzer der SDR-Console müssen lediglich die neue Frequenz in der Konfiguration für die Geostationary Satellite Beacon anpassen. Dies ist in der aktuellen Version SDR-Console bereits vorbereitet. Wir haben die PSK-Bake in die Mitte des Transponders gelegt, damit auch SDR-Empfänger mit einer Bandbreite unter 500kHz diese Funktion weiterverwenden können.
Neu ist die künftige obere Bake, die eine experimentelle Bake sein wird. Am Anfang mit CW oder PSK, später mit ausgefeilter Modulation und effizienten Protokollen, die Empfang mit extrem schwachen Signalen ermöglichen soll. Es soll dabei möglich sein, den bloßen LNB in Richtung von QO-100 zu halten, um Daten zu empfangen.
Die untere und obere Bake begrenzt wie bisher den zulässigen Transponderbereich.
Neben erweiterten Bereichen für die verschiedenen Betriebsarten, wird auch insbesondere dem „Mixed-Mode“ und anderen besonderen Betriebsfällen mehr Raum geschaffen. Hier sollen neben reservierten Frequenzen für Notfunkbetrieb, auch mehr Experimente ermöglicht werden.
Alles jedoch nur mit maximal 2,7 kHz Bandbreite! Automatischer Betrieb bedarf einer Sonderlizenz der lokalen Genehmigungsbehörden und ist vorher mit dem Betreiber zu koordinieren, diese Aufgabe übernimmt stellvertretend AMSAT-DL für die QARS und Es’hailSat. Um dem Nutzerverhalten Rechnung zu tragen haben wir insbesondere den SSB-Bereich fast verdoppelt.
Mario DL5MLO und Jens DH6BB haben am 14. Februar 2020 einige Umbauten an unser Bodenstation DK0SB in Bochum vorgenommen und die neue LEILA-Hardware in Betrieb genommen. Baken und LEILA werden seit der offiziellen Inbetriebnahme vor 1 Jahr von AMSAT-DL in Bochum gesendet.
Der neue Bandplan tritt mit sofortiger Wirkung in Kraft.
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