Plataforma de rádio definida por software para satélite universitário

Desenvolvido com financiamento da Agência Espacial Brasileira entre 2011 e 2016 através da Ação 4934 do Plano Plurianual PPA de Desenvolvimento e Lançamento de Satélites Tecnológicos de Pequeno Porte.  Muitos dos parâmetros foram escolhidos com base em recomendações do ITASAT potenciais utilizadores do subsistema.

Especificações

Por ser uma plataforma de rádio definida por software, muitos dos parâmetros são selecionáveis. Propriedades adicionais como novas formas de codificação e decodificação de canal podem ser implementadas na medida da necessidade.

• Dimensões
• 87mm x 97mm x 5mm (sem conector de antena)
• peso <100g
• Consumo de energia
• Em atividade: < 2W
• Em modo standby: < 500mW
• Alimentação via interface
• Interface de comunicação e controle PC104 em 5V e 3.3V
• Sinais e alimentação via conector PC104
• Interface de dados e controle via padrão CAN
• Taxa líquida de dados para transmissão: 600kbps
• Taxa líquida de dados para recepção: >20kbps
• Limites de transmissão e processamento de sinais
• Frequência de transmissão: 80MHz a 6GHz
• Banda de transmissão: 50kHz a 50MHz
• Modo de modulação: digital
• Modulações possíveis: PSK, QAM, FSK
• Taxa de símbolos:< 200ksps
• Instruções FP32 disponíveis por símbolo: > 1000
• Conformação espectral: programável via filtro digital com 128 taps.
• Codificação de canal: selecionável e programável. Codificação convolucional definida pelo CCSDS 131.0-B-2 já implementada.
• Espalhamento espectral: implementado via gerador pseudo-aleatório
• Potência de transmissão: selecionável de 50mW a 500mW com passos 0.5dB
• Limites de recepção
• Frequência de recepção: 80MHz a 6GHz
• Banda de recepção: 50kHz a 50MHz
• Modo de demodulação: digital
• Modulações possíveis: BPSK (v. 2.0)
• Sensibilidade de recepção: -130dBm
• Potência de transmisão: 400mW
• Capacidade de correção de desvio Doppler: +-80kHz
• Filtros de recepção programáveis
• Decodificação de canal: selecionável e programável. Algoritmos de Viterbi e BCJR como definidos pelo 131.0-B-2 já implementados.
• Outras características:
• Redundância dupla nos estágios de processamento digital e analógico dos sinais de transmissão e recepção
• Correção de erros de memória durante o modo standby
• Falha do sistema para modo beacon
• Capacidade de retransmisão do sinal recebido para ranging.
• Watchdog independente para monitoramento do sistema
• Programável em C via interface específica e controlável em tempo real via interface CAN

Descrição resumida do transmissor

As funções internas ao transmissor são:

1. Recepção de pacotes de dados via interface CAN, onde é necessário;
2. Identificar se o pacote de dados tem como destino o sistema TMTC;
3. Caso positivo, determinar se é um pacote de dados ou algum comando;
4. Alocar o comando/dado na fila apropriada
5. [Opcional] Codificação de canal via código de bloco
6. [Opcional] Geração de sequência pseudo aleatória (SPA)
7. Anexação de ASM para identificação do início do bloco de transmissão
8. [Opcional] Codificação de canal via código convolucional
9. Mapeamento dos bits em símbolos a serem transmitidos
10. Conformação espectral via pulso raiz de cosseno levantado
11. Conversão digital/ analógico (D/A)
12. Translação espectral para frequência de transmissão fc
13. Filtro passa faixas para redução de emissões em bandas além da permitida
14. Amplificação e roteamento do sinal para antena

Descrição resumida do caminho de recepção

1. Recepção do sinal analógico via antena, na frequência de recepção
2. Filtragem na banda de recepção
3. Controle automático de ganho. O processamento pelas fases seguintes só iniciam se o nível do sinal aumentar repentinamente.
4. Translação espectral da frequência de recepção para banda base, com obtenção dos termos em fase e em quadratura
5. Conversão analógico digital
6. Sincronismo de frequência, fase e símbolo
7. Recepção e detecção de símbolo
8. Conversão de símbolos para bits
9. [Opcional] Decodificação de canal
10. Identificação de início de quadro
11. Formação de pacote CAN
12. Envio via interface CAN