AMSAT-HB ist Kollektivmitglied der USKA

V4.2 LilacSat-1: FM/USB, Codec2

Niveau: K5 Analysieren

Zeitbedarf: ca. 40 Minuten

Einstiegsfrage:
Kannst du mit einem gewöhnlichen FM-Handfunkgerät digitalen Sprechfunk über einen Satelliten machen?

Ein gemischter Transponder

LilacSat-1 (OSCAR-Bezeichnung LO-90) stammt vom Harbin Institute of Technology in China. Er flog als Teil der QB50-Mission und wurde am 25. Mai 2017 von der ISS ausgesetzt.

Sein Transponder ist gemischt: Hinauf geht analoges FM, hinunter ein digitales Datensignal.

Du sprichst auf 145,985 MHz in FM mit einem 67-Hz-Ton. Rund 5 W aus einem Handfunkgerät genügen.

Der Satellit digitalisiert deine Sprache mit Codec2. Das ist ein offener Sprachcodec für sehr kleine Datenraten; hier 1300 bit/s.

Die Codec2-Daten bilden zusammen mit einer Fehlerkorrektur Rahmen. Diese gehen mit 9600 bit/s in BPSK auf 436,510 MHz zur Erde.

Signalkette des FM-zu-Codec2-Transponders von LilacSat-1 Oben links ein FM-Handfunkgerät, das auf 145,985 MHz mit 67-Hz-Ton sendet. Im Satelliten folgen FM-Empfänger, Codec2-Encoder mit 1300 bit/s, Framebildung mit Fehlerkorrektur und ein BPSK-Modulator mit 9600 bit/s auf 436,510 MHz. Unten rechts empfängt ein SDR das Signal, eine Decoder-Software gewinnt die Daten zurück, ein Codec2-Decoder macht daraus wieder Sprache. FM-Handfunkgerät 145,985 MHz + 67 Hz Satellit LilacSat-1 FM-RX Sprache Codec2 1300 bit/s Frame + FEC Fehlerkorrektur BPSK-TX 9600 bit/s Uplink: analoges FM Downlink 436,510 MHz digital, BPSK SDR-Empfänger USB / IQ, Doppler Decoder-Software Frame, FEC Codec2-Decoder Lautsprecher Sprache Ein normales FM-Gerät hört auf dem Downlink nur ein Datensignal. Zum Hören brauchst du SDR, Decoder und Codec2.
Gemischter Transponder: Analoge FM-Sprache kommt hinauf, digital codierte Sprache (Codec2 im BPSK-Datenstrom) kommt hinunter. Eigene Darstellung nach den Angaben von AMSAT (N8HM, 2019).

Kenndaten und Quellenkorrekturen

Kenndaten von LilacSat-1 (LO-90)

Merkmal Angabe Quelle und Bemerkung
Erbauer Harbin Institute of Technology, China (QB50-Mission) AMSAT, N8HM (2019)
Nutzlast FM/USB-Digitaltransponder, Kamera F
Start 18. April 2017 (zur ISS)
Aussetzen von der ISS 25. Mai 2017 AMSAT-UK, Abruf 20.10.2026
NORAD-Nummer 42725 SatNOGS, Abruf 20.10.2026. Die Quelle nennt 40949; das ist die Nummer von GOMX-3.
Uplink 145,985 MHz FM, CTCSS 67 Hz; ca. 5 W genügen AMSAT (N8HM)
Downlink 436,510 MHz, 9600 bit/s BPSK, Empfang in USB AMSAT (N8HM), SatNOGS.
Fehlerkorrektur Faltungscode r = 1/2, k = 7
Sprachcodec Codec2 mit 1300 bit/s
Erstes QSO über den Transponder 31. Mai 2017, DK3WN mit GI7UGV AMSAT-UK, Abruf 20.10.2026
Status wiedereingetreten (verglüht) SatNOGS, Abruf 20.10.2026

Das erste Gespräch über den Codec2-Transponder fand am 31. Mai 2017 zwischen DK3WN und GI7UGV statt. LilacSat-1 ist inzwischen verglüht (SatNOGS, Abruf 20.10.2026). Die Technik bleibt aber ein gutes Beispiel; einen Codec2-Transponder trug zum Beispiel auch Taurus-1 (AMSAT-UK, 2019)

Doppler auf beiden Strecken

Der FM-Uplink verträgt den Doppler gut. Die Verschiebung von höchstens rund ±3,4 kHz liegt im FM-Kanal.

Der Downlink ist anspruchsvoller. Auf 436,5 MHz wandert er um bis zu ±10 kHz, und der BPSK-Decoder braucht ein sauber nachgeführtes Signal.

Doppler bei LilacSat-1 (Modell: 500 km, Zenit-Überflug)

Strecke Frequenz Modulation Grösster Doppler Grösste Rate Folge für den Betrieb
Uplink 145,985 MHz FM, Sprache ±3,4 kHz 52 Hz/s liegt im FM-Kanal; bei Bedarf in Schritten nachstimmen
Downlink 436,510 MHz BPSK, 9600 bit/s ±10,3 kHz 157 Hz/s SDR mit laufender Doppler-Korrektur oder Nachführung im Decoder

Aus Formeln berechnet (siehe V4.1); Erddrehung vernachlässigt.

Kontrollfrage

Ein Kollege hat LilacSat-1 erfolgreich mit seinem FM-Handfunkgerät angesprochen. Auf 436,510 MHz hört er mit dem gleichen Gerät aber nur ein rauschendes Schnarren. Was ist los, und was braucht er?

Lösung anzeigen
  • Der Downlink ist kein FM, sondern ein digitales BPSK-Datensignal mit 9600 bit/s. Die Sprache steckt als Codec2-Daten darin.
  • Er braucht einen Empfänger, der das Signal unverfälscht liefert: ein SDR oder einen Empfänger in USB mit genügend Bandbreite.
  • Dazu kommt eine Decoder-Software, die Rahmen und Fehlerkorrektur auswertet, und ein Codec2-Decoder. 2019 nannte AMSAT dafür gr-lilacsat und gr-satellites.
  • Der Downlink-Doppler von bis zu ±10 kHz muss dabei laufend korrigiert werden.

Merksatz:
LilacSat-1 wandelt analoges FM in digitale Codec2-Sprache um. Senden kannst du mit jedem FM-Gerät; zum Hören brauchst du SDR, Decoder-Software und eine laufende Doppler-Korrektur des Downlinks.

Formeln: Bitrate und Bandbreite

Bitrate der Sprache:

R Codec2 = 52 bit 40 ms = 1300 bit/s
  • Codec2 im Modus 1300 fasst 40 ms Sprache in einen Rahmen von 52 bit

Bandbreite des Downlinks (Näherung):

B BPSK ≈ 2 · R b = 2 · 9600 bit/s → 19,2 kHz
  • B BPSK: Breite der Hauptkeule eines ungefilterten BPSK-Signals (Nullstelle zu Nullstelle) in Hz
  • R b: Bitrate in bit/s

Mini Selbsttest

Mini-Selbsttest

Weiterführend

Telemetrie dekodieren: Kapitel E7 · Vorherige Lektion: V4.1 PSAT: PSK31-Transponder · Nächste Lektion: V4.3 Fehlertolerant und schmalbandig