IoT-Sender funken direkt zum Satelliten

Klassische Satelliten im geostationären Orbit (GEO-Satelliten) befinden sich etwa 36 000 Kilometer von der Erde entfernt. Um diese Distanz zu überwinden und die Satelliten per Funk zu erreichen, braucht man normalerweise Sendeanlagen mit starker Sendeleistung und sehr großen Antennen.

Unser neues Übertragungsverfahren dagegen ermöglicht es, kleinere Datenmengen, zum Beispiel Sensordaten, auch mit kleineren Sendern und Antennen direkt vom Boden aus an einen GEO-Satelliten zu übermitteln. Dafür kommt eine speziell für geringe Datenraten optimierte Wellenform zum Einsatz, die eine erfolgreiche Übertragung selbst bei extrem geringer Sendeleistung gewährleistet. Für die optimale Nutzung des Verfahrens haben wir außerdem eine C-Band-Antenne entwickelt, die nur etwa sieben Zentimeter im Durchmesser misst.

Das neue Verfahren verringert die Übertragungsleistung so weit, dass die Wellenform unterhalb der für das C-Band geltenden regulatorischen Schranken betrieben werden kann. Erst dadurch können Antennen eingesetzt werden, die keinerlei Ausrichtung benötigen und gleichzeitig keine anderen Satellitensysteme stören. Ein weiterer Vorteil der Lösung ist, dass kleine, kostengünstige Sende- und Empfangsterminals mit erhöhter Batterielebensdauer eingesetzt werden können.

Dieses Übertragungsverfahren ist eine spezielle Entwicklung für Internet-of-Things-Anwendungen via Satellit (Satelliten-IoT). Solche IoT-Verbindungen über Satellit sind überall dort eine hilfreiche Lösung, wo kleinere Datenmengen übertragen werden müssen, aber keine Infrastruktur für Mobilfunk oder terrestrische IoT-Netze vorhanden ist. Damit lassen sich beispielsweise das Monitoring von Temperatur und Feuchtigkeit für landwirtschaftliche Aufgaben oder die Zustandsüberwachung von Öl- und Gasinfrastruktur zur Instandhaltung und frühzeitigen Entdeckung von Leckagen realisieren.

Eine Technologie-Demonstration hat gezeigt, dass das Verfahren in der Praxis funktioniert. Dabei übermittelten mehrere transportable Sender, ausgerüstet mit der C-Band-Antenne, als IoT-Sensorknoten ihre GPS-Positionsdaten über einen GEO-Satelliten.