Δορυφορική επικοινωνία με τους ερασιτεχνικούς δορυφόρους μέσω DSP.

Abstract

Σκοπός αυτής της εργασίας είναι να μελετήσουμε την επικοινωνία και τη μετάδοση πακέτων (packet radio) μεταξύ ραδιοερασιτεχνικών εξοπλισμών με τη βοήθεια ασύγχρονων δορυφόρων. Το Packet Radio είναι μία μέθοδος αυτοματοποιημένης ψηφιακής επικοινωνίας που επιτρέπει σε πολλούς σταθμούς να μοιράζονται ένα κανάλι επικοινωνίας με καταμερισμό χρόνου. Η λογική του Packet Radio είναι ότι η πληροφορία δεν στέλνεται συνεχώς (όπως π.χ. στο RTTY) αλλά σε πακέτα, κάθε ένα από τα οποία περιέχει την προς μετάδοση πληροφορία μαζί με κάποια ηλεκτρονική διεύθυνση του αποστολέα και του παραλήπτη. Αρκετοί σταθμοί μπορούν να μοιράζονται την ίδια συχνότητα χωρίς εμφανή σημεία παρεμβολής και χωρίς λάθη στην επικοινωνία. Η εργασία μας εμπεριέχει δύο διαδικασίες: α) τη δρομολόγηση και την αποστολή των πακέτων καθορισμένου πρωτοκόλλου BPS και β) τον ακριβή εντοπισμό των ερασιτεχνικών δορυφόρων και την παρακολούθηση αυτών. Μέσω ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή στέλνουμε δεδομένα, σε μορφή πακέτων, στον ψηφιακό επεξεργαστή σήματος (DSP), ο οποίος εκτός από το να επεξεργάζεται τα σήματα λειτουργεί και ως modem . Τα πακέτα εν συνεχεία δρομολογούνται σε έναν πομποδέκτη VHF UHF allmodes για να καταλήξουν εν τέλει στην κεραία που είναι της μορφής cross yagi Ε + Η polarization. Ο έλεγχος της ακριβής θέσης της κεραίας στον κατακόρυφο και οριζόντιο άξονα γίνεται μέσω ενός tracker, ο οποίος την μετακινεί σύμφωνα με το στίγμα που δίνει ο ερασιτεχνικός δορυφόρος. Το στίγμα εντοπίζεται κ επεξεργάζεται από ένα ειδικό λογισμικό (SATPC32) σε συνδυασμό με μια κάρτα διασύνδεσης (ISA). Εφόσον λοιπόν εντοπιστούν οι ακριβείς συντεταγμένες του δορυφόρου η κεραία προσανατολίζεται κ ακολουθεί αυτόματα την κίνηση αυτού. Το επόμενο βήμα είναι να σταλθούν τα πακέτα δεδομένων, κατά τον τρόπο που απεικονίζεται στο σχήμα που παραθέτουμε παρακάτω, στον δορυφόρο και αυτός με την σειρά του να τα δρομολογήσει σε όλους όσους έχουν ραδιοερασιτεχνικό εξοπλισμό αντίστοιχου πρωτοκόλλου ανά τον κόσμο, σύμφωνα πάντα με την ελλειπτική τροχιά που διαγράφει ο ασύγχρονος δορυφόρος γύρω από την γη.

The purpose of this project is to study the communication and the transmission of packets (packet radio) between amateur radio equipments with the help of asynchronous satellites. The Packet Radio is a method of automatic digital communication that allows to many stations to share one communication channel by dividing time. The sense of Packet Radio is that the information is not being sent continuously (like on RTTY) but in a form of packets, each one containing the transmitted information and the electronic addresses of the sender and the receiver. Many stations can share the same frequency without any obvious signs of interference and without errors in the communication. Our project consists of two procedures: a) the guiding and the transmission of the packets of a certain protocol BPS and b) the exact tracking of the amateur satellites and their observation. Via a personal computer we sent data, in a form of packets, to a digital signal processor (DSP) which except from processing the signals, also, works as modem. The packets are guides from there to a transceiver VHF UHF allmodes to end up finally to the antenna which is a Cross Yagi E+ H polarization. The control of the exact position of the antenna on the horizontal and on the vertical axis is being done via a tracker which moves the antenna according to the stigma that comes from the amateur satellite. The stigma is located and processed by a specific software (SATPC32) in combination with an ISA card. When the exact coordinates of the satellite are found, the antenna orientates and automatically follows its signal. The next step is the transmission of the data packets, in the same way illustrated in the figure below, to the satellite and from there they will be processed to everyone that has an amateur radio equipment with the same protocol all over the world, according, of course, to the elliptical orbit of the satellite around earth.