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Zusammenfassung

Das Ziel der vorliegenden Master Thesis war die Entwicklung einer Software zur

automatischen Adaptierung von Kodierung & Modulation eines DVB-S (Digital Video

Broadcasting over Satellite) Satellitenmodems. Diese Software soll an Hand von

Übertragungsparametern die Qualität des Übertragungskanals der Satellitenstrecke

überwachen und Gegenmaßnahmen initiieren wenn dort ein Schwund (z.B. hervorgerufen

durch Regen) auftritt. Als Hardware wurde das DMD20 Universal Satellite Modem der Fa.

PARADYN ausgewählt, welches zusätzlich sogar über ein erweitertes DVB-S Protokoll,

nämlich DVB-DSNG (Digital Satellite News Gathering), verfügte.

Als Vorarbeit wurden die Kennlinien des verwendeten Satellitenmodems, in allen

implementierten Kombinationsvarianten von Modulierung (BPSK, QPSK, 8PSK, 16QAM)

und Kodierung (Viterbi, Trellis), ermittelt. Dafür wurde eine Testumgebung aufgebaut, in der

die bekannten BER (Bitfehlerrate) vs. E

(Verhältnis von Energie pro Informationsbit zu

spektraler Leistungsdichte) Kennlinien gemessen wurden. Zum Zweck der Kommunikation

mit dem Satellitenmodem wurde eine eigene C++ Klasse geschrieben, basierend auf dem IP

Protokoll SNMP (Simple Network Management Protocol) und einer herstellerspezifischen

MIB (Message Information Base). Das Ziel dieser Messreihen war nun die Bestimmung des

passenden Kodierung & Modulation Paares jeweils zu einer vorgegebenen Bitfehlerrate.

Jedoch war auch eine nachträgliche Korrektur dieser ausgelesenen E

Werte, welche ja

vom Satellitenmodem nur geschätzt werden, in Abhängigkeit der Modulation notwendig.

Im zweiten Schritt wurde nun eine mehr oder weniger heuristische Strategie eines Reglers,

basierend auf den vorher ermittelten Messdaten, programmiert. Der Regler entscheidet an

Hand des momentanen E

Wertes aus dem Satellitenmodem und einer vordefinierten

Matrix von Referenzwerten über den passenden Kodierung- und Modulationstyp, um eine

bestimmte Bitfehlerrate (z.B. 10

-6

) zu halten. Die Folge davon ist, dass jeweils die verwendete

Bandbreite geändert wird um eine eingeprägte konstante Datenrate übertragen zu können.

D.h. in diesem konkreten Testszenario, wenn der Übertragungskanal schlechter wird, wird

mehr Bandbreite, bzw. eine höhere Symbolrate benötigt, um einen Datenstrom mit gleich

bleibender Rate (d.h. Bits pro Sekunde) Ende-zu-Ende übertragen zu können.

Zur Erhöhung der Stabilität des Reglerverhaltens wurden einige Eigenschaftsverbesserungen

implementiert, wie z.B. eine Hysteresis oder auch eine Verzögerung der auftretenden

Schaltzustände. Auch eine statistische Trendanalyse, basierend auf den ermittelten Werten in

einem bestimmten Messintervall, kann herangezogen werden. An Hand einiger manuell

durchgeführter einfacher Testläufe, wobei jeweils Parametrisierungen verändert worden sind,

konnten die dadurch erreichten Verbesserungen im Verhalten des Reglers gezeigt werden.

Jedoch sieht man auch den Nachteil einer externen Regelung im Vergleich zu einer inhärenten

Adaptierung von Kodierung & Modulation wie im neuen DVB-S2 Standard beschrieben

(ACM). Der Grund sind die auftretenden Unterbrechungen in der Ende-zu-Ende

Kommunikation bei jedem Modulierungs- oder Kodierungswechsel, hervorgerufen durch das

Neusynchronisieren von Sender und Empfänger.

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