Hanspeter Kuhlen, DKIYQ РАДИО-М1 - RUDAK-2-ЭКСПЕРИМЕНТ НА AMSAT-U-ORBITA И AMSAT-DL Пакетная связь в последние пять лет стала у радиолюбителей всего мира любимейшим видом связи. Особенно восхищает комбинация рация/компьютер на одной стороне и программное обеспечение/сеть на другой. Благодаря ей возникает масса интересных возможностей для собственных испытаний современных способов передачи и обра- ботки информации. Возможность всемирного радиоконтакта в пакет-радио конечно очень ограничена, так как при применении протокола AX.25 для оп- тимальной связи требуется почти полное отсутствие помех в канале передачи (кабель). Подобные условия имеются однако только на вы- сокочастотных диапазонах. Здесь в качестве единственной помехи можно считать "белый" (Гаусовский) шум. Радиолинии через спутни- ки предлагают оба преимущества, как желаемые свойства каналов так и большие расстояния. По этим соображениям в конце 1984 года возникло желание по- местить радио-репитер на следующий радиолюбительский спутник (OSKAR-13). Возникло две концепции : PACSAT (AMSAT-NA) и RUDAK (AMSAT-DL). Американская сторона следовала концепции PACSAT для спутников на низких орбитах, основываясь на стартовых возможнос- тях с мирными целями. С AMSAT-DL появился RUDAK-проект, который был придуман прежде всего для использования при долговременных контактах, как у OSKAR-13 на его эллиптической орбите. Сокращение RUDAK означа- ет : "Регенеративный преобразователь для цифровой радиолюбитель- ской связи". Регенеративность означает, что все принятые сигналы не только преобразуются по частоте и опять излучаются, но что на борту производится демодуляция до цифровой информации. Одно из многих преимуществ при этом - полное разделение линий вверх и вниз. Обе линии при этом могут оптимально разделяться, например через различные обработки битов и так далее. Кроме того поток информации может обрабатываться в бортовом компьютере. При этом возможно обнаружение ошибок, их исправление и другие интеллекту- - 2 - альные процессы. Именно такие процессы должны получить особое внимание в рамках RUDAK-эксперимента. RUDAK на OSKAR-13, как известно, не удался, хотя его прото- тип уже многие месяцы работает на водонапорной башне под Мюнхе- ном. По причине отказа одной детали до сих пор не удалось возоб- новить связь и через OSKAR-13. Резервирование, широко примененное в RUDAK-2, в первой модели не было предусмотрено. В начале 1989 года AMSAT-DL получил предложение другой стартовой оптации. В противоположность ей была оптация "жильца" на борту русского геологического исследовательского спутника ГЕ- ОС, стартующего в начале 1990 года. К тому же на коллоквиуме по AMSAT-UK (июнь 1989, Surrey, Англия) состоялось конкретное сог- лашение между группами AMSAT-ORBITA, Молодечное, Клуб приключе- ний, Москва и AMSAT-DL RUDAK. Так как потрясающие события в восточной Европе осени 1989 года были еще впереди, то мы тогда думали начать совместную ра- боту. AMSAT-журнал сообщил тогда об этом. Разделение труда пре- дусматривало, что 2-м усилитель мощности и линейный преобразова- тель будут использованы от AMSAT-U, а усилитель промежуточной частоты и передающая часть от AMSAT-DL. Уже при первом обсуждении системы в Мюнхене окрепло жела- ние, чтобы RUDAK-2 был бы не простым повторением первого опыта. Были уже частично готовые полетные версии, но мы были ограничены сроком всего в полгода. Техника со старта OSKAR-13 ушла вперед и мы были единодушны, что должны быть применены новые подходы, чтобы исключить большее число неожиданностей. Вероятность их возникновения бралась максимальной, что характеризует типичный способ предусмотрительности при этом проекте. Для коммерческих целей это было бы немыслимо. Конечно были также разработаны ме- ры, чтобы отказы отдельных элементов не угрожали бы всему проек- ту. Окончательно договорились о двух основных модификациях, точно выполняющих эти предположения. В одном мы повысили число входных каналов от одного до четырех. В другом мы попытались создать с RUDAK-2 программное обеспечение для современной обра- ботки сигналов на радиолюбительском спутнике. Повышение числа входных каналов означает, что было предус- мотрено два эксплуатационных и два экспериментальных канала. В качестве эксплуатационных каналов предлагается два приемника для - 3 - 1200 бит/сек (RX -1) и 2400 бит/сек (RX-2). Третий приемник - сдвоенный приемник для двух следующих скоростей 4800 бит/сек (RX -3) и 9600 бит/сек (RX-4). Различные скорости будут реализованы двумя демодуляторами, которые подключаются к общему усилителю промежуточной частоты. Их подробное описание есть в статье док- тор Карл Мейнцера в этом журнале. Имеется еще четвертый приемник, который, конечно, будет главным благодаря подключению к нему сигнал-процессора с прог- раммным обеспечением. Процессор будет производить цифровую обра- ботку сигнала. То есть целый ряд функций (демодуляция, фильтра- ция и т.д.), которые должны бы были выполнять технические средства, будут переложены на программное обеспечение. Сам AFC приемник будет состоять исключительно из программного обеспече- ния. Принимая во внимание многочисленные возможности очевидно, что для их полного исчерпания требуется большое количество экс- периментаторов. Некоторые уже готовы к этому. Итак RUDAK-2-эксперимент видится как важнейший промежуточ- ный технологический эксперимент на Phase-3D. Это означает, что каждое программное обеспечение, которое возникнет благодаря RUDAK-2, может быть передано на Phase-3D. Мы уверены, что по- добный, по крайней мере компатибельный компьютер будет летать на Phase-3D. Кто особенно интересуется этим современным вариантом экспе- римента по передаче информации, мог бы связаться с группой RUDAK и получить точное описание технического окружения и спецификации программного обеспечения. Применяемая система - IPS. Для этого предусмотрен ряд средств (кросскомпилятор, ассемблер, коммуника- ционный стандарт и т.д.). Кроме того разрабатывается симулятор для применяемого сигнал-процессора (RTX2000) для ATARIST. Влияние на системное исполнение оказывает также факт, что ГЕОС летает не по эллиптической орбите с соответственно долгов- ременным контактом, как OSKAR-13, но по круговым орбитам на вы- соте 1000 км. Предусмотренный наклон орбиты к экватору составля- ет 98 градусов. Как результат такой орбиты, которая конечно оп- ределена основной миссией спутника, период обращения составляет 105 мин, следовательно, короче на 15..20 мин, но при этом ежед- невно есть несколько видимых орбит. Благодаря этому получаются такие виды связи как накопление и пересылка, почтовый ящик и т.д. Конечно большое значение имеют, например, прямые связи. - 4 - Подобно как у RUDAK-1 техническое исполнение имеет осново- полагающее воздействие на окончательное системное исполнение RUDAK-2. Каждый радиолюбитель должен получать прямой доступ на спут- ник (так называемый открытый протокол AX.25, без телепортовых станций). При системном исполнении должны быть приняты во внимание как эксплуатационные, так и экспериментальные точки зрения. По- буждения и возможности для персонального образования и повышения квалификации в области техники связи должны связываться с этими экспериментами. Следовало бы также производить принципиально все виды работ радиолюбительским способом. Особенно по экспериментальной части (высокие скорости, циф- ровая обработка и ФМ) мы обещаем ряд интересных достижений, ка- кие мы уже упоминали, применить уже в системном исполнении Phase -3D. Все группы преобразователей будут подробно описаны в других статьях, так что здесь мы приведем только короткое резюме раз- личных функциональных групп. Вся радиолюбительская аппаратура на ГЕОС состоит из одного линейного и одного регенеративного преоб- разователя. Они используют совместно приемные входные каскады (70-см) и 2-ваттный усилитель мощности. Разделение, а также важ- нейшие пути сигналов и схемные возможности показаны на блок-схе- ме. Входной каскад преобразует 70-см диапазон в промежуточную частоту 10.7 мгц. Эта частота представляет собой входной сигнал для преобразователя RUDAK-2. С выхода RUDAK-2 сигнал идет на вы- ходной частоте (2-м) прямо на оконечный каскад. Линейный преоб- разователь преобразует по частоте все сигналы, принятые приемни- ком и, поменяв местами боковые полосы, излучает на 2-м диапазо- не. Таким образом вниз излучается сигнал с нижней боковой поло- сой, если был принят сигнал с верхней боковой полосой. Ширина линейной области - 90 кгц. Точные частоты, а также другие детали преобразователя представлены в информационных листках RUDAK-2. Опишем коротко важнейшие каскады цифрового преобразователя. Как уже упоминалось, отличительным признаком RUDAK-2 эксперимен- та является пять линий с различными скоростями и типами модуля- ции. Из пяти каналов два (1200 и 2400 бит/сек) предусмотрены в - 5 - качестве основных приемников для нормальной эксплуатации. Ос- тальные могут подключаться в любой комбинации в качестве альтер- нативных. Переключение берет на себя схемная матрица, встроенная в модуль совместно с декодером команд. Два коммуникационных про- цессора, такой же как в RUDAK и новый сигнал-процессор смогут работать от всех приемников. Увеличение схемных возможностей имеет то преимущество, что при выходе из строя одного приемника, ему будет почти полная замена. Задача командного декодера в том, чтобы сделать доступным безопасный доступ к важнейшим функциям преобразователя, даже без работающего компьютера. Этот декодер должен быть вновь создан для RUDAK-2, так как эту задачу на OSKAR-13 брал на себя борто- вой компьютер. Из-за небольшого окна в 2-м диапазоне вниз может передаваться только одна линия. Это требует многомодную эксплуа- тацию. В совокупности передатчик может использоваться только в восьми различных эксплуатационных режимах (смотри справочные листы). Точнее возможен и девятый режим, когда принятый одним приемником сигнал прямо передается вниз. Эта так называемая Ranging-Mode может вводиться только для измерений или для простых функциональных испытаний приемников. Благодаря регенеративному преобразователю RUDAK-2 излучает не искаженный шумами сигнал, а регенерированную цифровую информа- цию, которая принимается на участках, включенных на ожидание. Дальше передатчик может стать ФМ (BPSK/RSM), ЧМ или прос- тейшим телеграфным. Источником для частотной модуляции является выход цифроаналогового преобразователя сигнал-процессора. Пере- датчик может кроме того выключаться независимо от цифровой час- ти. Эти паузы предусмотрены для работаты с программным обеспече- нием. Для эксплуатации многочисленных почтовых ящиков, а также для запуска тестовых программ, которые могут запускаться автома- тически, имеется RAM-диск с емкостью до 1 Мбайт. Пять приемных каналов для скоростей от 1200 до 9600 бит/сек делятся на : Приемник RX-1 предназначен для приема ЧМ сигналов со ско- ростью 1200 бит/сек. Включенный после него регенератор битов преобразует ЧМ сигнал и выдает на выходе регенерированные данные и тактовую частоту в виде двухфазного сигнала. Этот входной ка- нал предусмотрен для "нормальной" пакетной связи. Он полностью - 6 - компатибельный с JAS и PACSAT. ЧМ сигнал до регенератора битов подается на аналогоцифровой преобразователь, который преобразует все принятые сигналы (с по- лосой до 20 кгц) в цифровой вид. Эти данные могут далее обраба- тываться в сигнал-процессоре. Скорость процессора позволяет про- изводить обработку речевого сигнала. Так, например, возможно принимать на RX-1 ЧМ сигнал, цифро- вать его и дальше с помощью преобразователя цифра/аналог переда- вать вниз как ЧМ сигнал. Затраты на подобную ЧМ-ретрансляционную станцию конечно великоваты, но такой вариант возможен. Разницы между ними на слух нет. Приемник RX-2, предназначенный для приема в 70-см диапазо- не, полностью идентичен с RUDAK-приемником на OSKAR-13. Скорость составляет 2400 бит/сек. Вид модуляции BPSK (Binary Phase Shift Keying - двоичное ключевание с фазовым сдвигом) и его кодирова- ние - Bi-Phase S. Немного о различных видах кодирования. Каждое кодирование производится с определенным умыслом, будь то для ограничения по- лосы, для коррекции ошибок или для других целей. Детальное объ- яснение многих причин для одного или другого кодирования заняло бы много места. Мы отсылаем поэтому в качестве первой информационной помощи к информационным доскам и листкам, которые напечатаны в этом журнале. Они наглядно показывают примененные виды кодирования, без их обоснования. Эта информация должна прежде всего помочь, по крайней мере, узнать, какие виды кодирования в отдельных RUDAK-приемниках и об их применении на других спутниках. Частотная неопределенность для срутника обусловлена различ- ными причинами. В основном это различные Доплеровские сдвиги, но также и точность частот различных бортовых приборов и дркгие причины. Чтобы компенсировать в первом приближении эту частотную неопределенность, фазовые демодуляторы RX-2 и RX-3 снабжены уст- ройствами поиска. Эти устройства каждые 0.1 сек исследуют диапа- зон в пределах +- 10 кгц от номинальной частоты. Пакетный сигнал, как известно, излучается короткими пачка- ми. Все действующие станции имеют одинаковую частоту, но работа- ют они с разносом по времени. Но, особенно при большом числе станций, неизбежно перекрытие пакетов. Полностью некоординиро- ванный доступ (ALOHA), как он обычно практикуется, когда прини- - 7 - мающие участие станции не слышат друг друга (CSMA), уменьшает пропускную способность канала до 18%, т. е. до 200 бит/сек при скорости передачи 1200 бит/сек. Оба приемника RX-1 и RX-2 вместе повышают пропускную спо- собность до 600 бит/сек. Тут было бы интересно спросить, прине- сут ли существенное улучшение другие виды доступа при применении RUDAK-процессора? В коммерческой технике передачи для этого соз- дан ряд способов. Остается испытать, насколько они применимы для радиолюбительской эксплуатации или как они могут быть приспособ- лены. Приемник RX-3 имеет два демодулятора для 4800 бит/сек и 9600 бит/сек. Вид модуляции так называемая прямоугольно-спект- ральная модуляция (RSM), разработанная доктором K.Мейнцером, DJ4ZC. Методы, которые отличаются экономией полосы, уже описаны ранее в AMSAT-журнале. Практическое их применение в спутниковом комплекте должно быть проверено. Вид модуляции и высокие скорос- ти предусмотрены прежде всего для чистого экспериментирования. В зависимости от опытов в эксплуатацию для пакетной связи могут быть включены оба процессора. Наконец остается приемник RX-4. Этот приемник выполнен на- половину в "железе", наполовину в программах. Синфазный и квад- ратурный сигналы будут подаваться не на обычный демодулятор, а на два преобразователя аналог/цифра и далее на сигнал-процессор. С этим устройством различные способы демодуляции и фильтру- ющие свойства определяются только программным обеспечением. Эта часть эксперимента, конечно, так обширна, как возможности, кото- рые реализуемы в программном обеспечении. На водонапорной башне под Мюнхеном (Ismaning) уже опять несколько недель работает под позывным DBOIQ опорная модель пре- образователя (до старта на родных частотах). Следует подумать о установке устройств такого типа в других местах города. Возможно развитие программного обеспечения для эксперимента по радиокон- тактам с этими устройствами. Все программное обеспечение для RUDAK установлено до сих пор в IPS. IPS - это язык, похожий на Форт, но со многими расши- рениями. IPS известен уже многие годы как мощный и очень гибкий язык. Уже OSKAR-10 обязан своему спасению огромной гибкости это- го языка. Особенное внимание IPS получил потому, что преобразо- ватели аналог/цифра в сигнал-процессоре используют элементы язы- - 8 - ка Форт, и этот язык в полной мере поддерживается "железом". Чтобы все это начало фактическую жизнь, требуется теперь только успешный старт и успешный ввод в эксплуатацию. Для этого мы просим, мощного поднятия большого пальца... Karl Meinzer, DJ4ZC Werner Haas, DJ5KQ RUDAK-2 - РАДИОЛИНИИ. Из-за проблем в RUDAK-1 на ОSKAR-13 появилось желание, как можно быстрее сделать ему замену. Во время AMSAT-UK симпозиума летом прошлого года AMCST-DL получил предложение принять участие с новым RUDAK в русском проекте. К сожалению, оставалось только шесть месяцев до сдачи полетного экземпляра. Несмотря на это удалось сделать очень многосторонний прибор, функциональные уст- ройства которого представлены в этой статье. 1. ПРОЕКТ В противоположность с OSKAR-13 RUDAK-2 будет иметь круговую низкую орбиту, так что время связи со спутником неизбежно сокра- щается. Поэтому для RUDAK-2 предусмотрены повышенные по сравне- нию с RUDAK-1 скорости передачи данных. Так как типичное рассто- яние до спутника будет примерно в десять раз меньше, то затухание на линии уменьшится на 20 дб. Благодаря этому со сто- роны энергетики возможно повышение скорости передачи. С другой стороны многие устройства для RUDAK уже созданы, и поэтому возникло желание оставить и прежние форматы и скорости передачи данных. Все эти пожелания можно объединить. Для этого передатчик так рассчитан, что он может работать со скоростями передачи дан- ных от "старой" 400 бит/сек до 9600 бит/сек. Однако нормальная скорость 1200 бит/сек. 400 бит/сек будет применена только во время пуска в эксплуатацию. Дальше предусмотрены возможности, чтобы использовать частотную модуляцию и излучать ЧМ сигнал. Для приема на борту RUDAK-2 имеется четыре приемника. RX-1 принимает 1200 бит/сек ЧМ, а RX-2 принимает 2400 бит/сек ФМ как - 9 - в RUDAK1. Эти два приемника предназначены для обычной эксплуата- ции, как в RUDAK-1. Два других приемника предназначены в основ- ном для экспериментов. RX-3 принимает 4800 бит/сек или 9600 бит/ сек RSM (прямоугольно-спектральная модуляция [1,2]), RX-4 похож на RX-3, но фильтрация осуществляется программным обеспечением в специальном сигнал-процессоре. Благодаря этому можно принимать и пробовать любые виды модуляции. При тестах RUDAK-2 может обраба- тывать через сигнал-процессор даже оцифрованную речь. На передающие и приемные устройства RUDAK-2 потребовались большие затраты, чем в RUDAK-1. Они размещаются в верхней части обоих модулей (в совокупности четыре модуля). 2. РАДИОЛИНИИ RUDAK-2 опрашивается с Земли на 70-см диапазоне и излучает на Землю на 2-м диапазоне. В противоположность с RUDAK-1 частоты ниже и радиолинии лучше примерно на 10 дб. Кроме того расстояние до спутника примерно в 10 раз меньше, так что есть еще улучшение на 20 дб. Хотя у OSKAR-13 усиление антенн 13 дб (приемник) и 10 дб (передатчик), для RUDAK-2 при расчете следует брать типичный "выигрыш" -3 дб. После всего имеем улучшение радиолиний на 12..15 дб, что позволяет работать с повышенными скоростями пере- дачи данных. В таблице 1 представлены данные линий для связи спут- ник/Земля. Для связи с 400 бит/сек резерв на замирание составля- ет до 17 дб, так что антенна может иметь усиление и меньше 5 дб. При 1200 бит/сек резерв падает до 12 дб. Принимая во внимание радиопомехи на Земле, этот уровень лучше не переходить. Если скорость передачи повысить до 9600 бит/сек, резерв падает до 5 дб, что маловато. При этой скорости усиление антенны должно быть по меньшей мере 10 дб. В таблице 2 анализируется радиолиния Земля/спутник. Усиле- ние антенны на Земле принимается 5 дб. При 1200 бит/сек требует- ся 10 вт излучаемой мощности, а при 9600 бит/сек - 20 вт. Конеч- но, можно использовать антенны с большим усилением и требуемая мощность передатчика будет соответственно снижаться. 2. ПЕРЕДАТЧИК RUDAK-2 - 10 - RULAK-2 должен подготовить сигнал мощностью 30 мвт для ли- нейного усилителя, который усиливает сигнал до 2 вт. Линейный усилитель является частью преобразователя спутника. Основная мо- дуляция - фазовая со сдвигом фазы +-90 градусов. Из-за близости границ канала требуется фильтрация, уменьшающая излучение вне границ канала. С RUDAK-2 появилась возможность впервые испытать в космосе прямоугольно-спектральную модуляцию. Так как ширина канала всего 15 кгц, то скорость передачи 9600 бит/сек вроде бы невозможна. При скорости 9600 бит/сек передатчик работает с RSM фильтром. При небольших скоростях влияние RSM фильтра мало, он начинает работать при расширении спектра сигнала. Кроме того этот фильтр имеет особенность : создание RSM предполагает создание импуль- сов, которые короче, чем импульсы данных. В передатчике с раз- личными скоростями модулятор управляется импульсами данных. Воз- никающие при этом спектральные искажения устраняются тем, что фильтр вносит в сигнал предискажения. На рис.1 изображена схема фильтра для предискажения импульсов в передатчике, а на рис.2 схема фильтра, который требуется в приемнике. Блок-схема передатчика (рис.3) показывает, как передатчик управляется низкочастотным фильтром (основной диапазон). Нор- мальным образом выход фильтра должен быть подключен к балансному модулятору и на его выходе должен получаться результирующий сиг- нал в 2-м диапазоне. Чтобы упростить передатчик, пошли по друго- му пути. Сигнал разлагается на амплитудный и фазовый каналы и потом эти каналы производят амплитудную модуляцию выходного кас- када. При RSM фаза может принимать только два значения : +90 или -90 градусов. Фазовая модуляция должна, следовательно, создать эти значения. Чтобы избежать наводок оконечной частоты, передат- чик выполняется с умножением частоты. На 1/6 выходной частоты требуется сдвиг фазы +-15 градусов. На выходе RSM фильтра вклю- чен компаратор, следящий за полярностью сигнала и соответственно переключающий фазу. Кроме того после фильтра включен выпрямитель, сигнал с ко- торого служит для простейшего амплитудного модулятора, который в оконечном каскаде передатчика опять вносит коррекцию в RSM сиг- нал. Дополнительно к этому процессу модуляции есть возможность - 11 - изменять частоту кварцевого генератора примерно на +-4 кгц. К этому входу подключен 8-битовый цифроаналоговый преобразователь. Благодаря этому компьютер может создавать ЧМ модуляцию. Так как здесь не предусмотрена фильтрация, то в программном обеспечении должно быть предусмотрено ограничение полосы в допустимых грани- цах. Этот ЧМ вход очень разносторонен, например, RUDAK-2 через него может работать как ЧМ-репитер, цифруя речь в сигнал-процес- соре. 4. ПРИЕМНИКИ Аналоговый преобразователь спутника преобразует входной сигнал 435 мгц в промежуточную частоту около 10.7 мгц. (точные значения частот смотри в информационных листках по RUDAK-2 в этом номере журнала). Четыре приемника представляют из себя только четыре части с промежуточной частотой и с требуемыми уст- ройствами для выделения данных. Все приемники прежде всего преобразуют частоту 10.7 мгц в 455 кгц. При этом возможно изменение частоты гетеродина на +-20 кгц, так что каждый приемник может точно настроиться на соот- ветствующий сигнал. Все приемники имеют на промежуточной частоте 455 кгц фильтры с полосой 20 кгц. Как уже упоминалось, RX-1 служит для 1200 бит/сек ЧМ, а RX- 2 для 2400 бит/сек ФМ для нормальной эксплуатации. Оба приемника имеют в усилителях промежуточной частоты ограничители. В RX-1 установлен ЧМ-детектор, который также выдает напряжение ошибки настройки, которое служит для подстройки на частоту принятого сигнала. Выход детектора подключен к преобразующей схеме, кото- рая регенерирует такт и управляется демодулятором данных. Таким способом очищенный сигнал подается на компьютер. Ко- нечно эффективность такой конфигурации не первый сорт - требуе- мое отношение сигнал/шум около 17 дб. Кроме того RX-1 имеет прямой выход с демодулятора на анало- гоцифровой преобразователь сигнал-процессора. Благодаря этому дальше возможны другие модуляции или другие скорости передачи данных. RX-2 базируется на RUDAK-1 приемнике с OSKAR-13. Приемник имеет вместо ЧМ-детектора детектор на биениях, который понижает промежуточную частоту до 24 кгц. Дальнейшая обработка сигнала - 12 - идентична с RUDAK-1 и очень похожа с обработкой в AFREG [3] для приема телеметрии с OSKAR-13. Регенерированные такт и данные (2400 бит/сек) подаются в компьютер. Схема поиска заботится о быстрейшем захвате при приеме правильного сигнала. RX-3 и RX-4 имеют усилители промежуточной частоты без огра- ничителей. Их усиление можно регулировать в больших пределах и они пригодны также и для приема АМ сигналов. В обоих приемниках принятый сигнал преобразуется с помощью двух детекторов на бие- ниях в низкую частоту. На детекторы подаются опорные сигналы со сдвигом в 90 градусов. Получается два выходных сигнала (Q и I каналы), которые содержат всю информацию о входном сигнале. В RX-3 напряжения Q и I используются для создания фазорегу- лируемого контура, с которого напряжения подается на первый ге- теродин и приемник с точностью до фазы настраивается на частоту входного сигнала. Как только сигнал исчезает, приемник начинает искать (пилообразно) сигнал по диапазону. I-сигнал пропускается через RSM фильтр, с выхода которого снимаются данные. Фильтр предназначен для скорости 9600 бит/сек. Дополнительная схема для получения тактовой частоты создает им- пульсы опроса. Но данные поступают еще не в компьютер, предус- мотрено еще несколько схем, чтобы делать обратное дифференциаль- ное кодирование и так называемый скрамблинг. Дифференциальное кодирование требуется для устранения неод- нозначности фазы, так как тактовая частота получается из перехо- дов через ноль на выходе RSM фильтра. Данные случайным образом переключаются с частотой сдвигового регистра, так что могут об- разоваться длинные последовательности "1" или "0". Так устанав- ливается, что опознаны все переходы через ноль. Такой скрамблинг должен проводиться постоянно. RX-3 имеет второй регенератор данных для 4800 бит/сек RSM для двойного фазового (Bi-Phase) кодирования. При этом виде мо- дуляции фаза всегда переключается в середине бита. Таким образом сигнал с двойным фазовым кодированием 4800/бит сек состоит из двух импульсов 9600 бит/сек. При этом можно использовать RSM фильтр. Из-за фронта в середине бита скрамблинг не требуется, но дифференциальное декодирование необходимо (как во всех ФМ пере- дачах без опорного сигнала фаза двухзначна). В RX-3 для второго потока данных требуется еще одна схема, которая выдает опорную частоту 4800 гц делением частоты 9600 гц - 13 - и определяет правильную фазу как AFREG [3]. Выделитель данных берет разность между двумя принятыми импульсами, полярность ко- торой соответствует полярности сигнала, передаваемого передатчи- ком. Так RX-3 будет работать с половинной скоростью потока дан- ных. RX-4 в принципе сделан как RX-3, т.е. будут демодулировать- ся I и Q сигналы. Но эти сигналы будут обрабатываться не в ана- логовом виде, а подаются на два преобразователя аналог/цифра. Функции, которые в RX-3 будут реализовываться техническими средствами, в RX-4 будут выполняться программным обеспечением. Автоподстройка частоты будет вестись преобразователем цифра/ана- лог. Так как тип демодуляции определяется программным обеспече- нием сигнал-процессора, то могут демодулироваться и другие фор- маты. Так можно, например, принимать четырехфазный RSM сигнал, обрабатывать данные со скоростями 19200 бит/сек. Так как все развитие RUDAK-2 проходило очень быстро, то еще не известно, что сигнал-процессор действительно сможет делать все это одновремен- но. Мы надеемся, что в течении года будут лучше установлены ог- раничения из-за скорости сигнал-процессора. 5. АНТЕННЫ СПУТНИКА RUDAK-2 гость на спутнике, который будет стабилизироваться относительно Земли по полю тяготения. При этом нижняя часть спутника будет всегда направлена к Земле, и представляет собой идеальное место для антенн. К сожалению антенны для радиолюби- тельского преобразователя не запланированы и будут сооружены только диполи, диаграмма направленности которых не известна. Для планирования трассы мы не дождались информации по их усилению. Это также означает, что при приеме на Земле на линейно поляризованные антенны возможны небольшие замирания. Поэтому при расчете линий мы брали усиление антенн -3 дб. Для любителей такая конфигурация влечет, к сожалению, повы- шенные требования к антеннам. Оптимальным будет автоматическое слежение антенн за спутником. Подойдут также ненаправленные ан- тенны, например крестообразный диполь, который с рефлектором имеет усиление около 5 дб. В простейшем случае такая антенна направляется вертикально. Но если спутник еще низко над горизон- - 14 - том, такая антенна почти на работает. Здесь также открываются возможности для экспериментов. 6. ПЕРСПЕКТИВА С RUDAK-2 будет создана спутниковая система, которая даст важный импульс любительскому радио. С одной стороны рутинная эк- сплуатация может вызвать интересные аспекты, которые невозможны с другими спутниками. Кроме того RUDAK-2 - технологическая плат- форма, которая показывает многие новые технические пути. Как первая система для любительского радио, которая возник- ла в рамках немецко - русского сотрудничества, RUDAK-2 показыва- ет, что любительское радио может дать новый и направленный дале- ко вперед импульс технике связи. Литература 1. RSM, K.Meinz, AMSAT-DL Journal Nr.6,1987 (Teil 1) und Nr.1, 1988 (Teil 2) 2. RSM, K.Meinz, Tagungsheft VHS-UHF 1986, S. 32-35 3. Satelliten Telemetrie Interface fur 400 bit/s AMSAT-DL Journal Nr. 1, 1986 S. 8-9 Таблица 1 : Радиолиния спутник - Земля спутник 400 бит/сек 9600 бит/сек ---------------------------------------------------------------- мощность передатчика (2вт) 3 дбв 3дбв усиление антенны -3 дб -3дб затухание линии -148 дб -148 дб (4000 км/146 мгц) Земля ---------------------------------------------------------------- усиление антенн 5 дб 5 дб 10 дб мощность на входе приемника -143 дбв -143 дбв -138 дбв мощность шумов (1000К) -172 дбв -159 дбв -159 дбв сигнал/шум (требуется) 12 дб 11 дб 11 дб запас 17 дб 5 дб 10 дб - 15 - - 15 - Таблица 2 : Радиолиния Земля - спутник спутник 1200 бит/сек 9600 бит/сек --------------------------------------------------------------- мощность шумов (1000К) -168 дбв -159 дбв сигнал/шум (требуется) 17 дбв 11 дбв вход приемник (требуется) -151 дбв -147 дбв усиление антенны -3 дб -3 дб затухание линии -157 дб -157 дб Земля --------------------------------------------------------------- излучаемая мощность (миним) 9 дбв 12 дбв резерв на замирание 6 дбв 6 дбв итого 15 дбв 18 дбв усиление антенны 5 дб 5 дб мощность передатчика 10 дбв (10вт) 13 дбв (20вт) Цифровое кодирование 1 0 1 1 0 0 0 1 0 ─────┐ ┌───────────┐ . . ┌─────┐ . NRZ . │ │ . │ . . │ │ . NRZ-L . └─────┘ . └─────────────────┘ └────── . . . . . . . . . . . . ┌─────────────────┐ . ┌─────┐ . . ┌───── NRZI . . │ . . . │ . │ . │ . . │ . NRZ-S ────────┘ . . . └─────┘ . └───────────┘ . . . . . . . . . . . ──┐ ┌─────┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌─────┐ ┌──┐ ┌───── BiO-M . │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ . . └──┘ └──┘ └──┘ └─────┘ └─────┘ └──┘ . . ┌──────────┐ . ┌───────────────────────┐ . . NRZ-M . │ . . │ . │ . . . . │ . . - 16 - ──┘ . . └──────┘ . . . . └───────── . . . . . . . . . . ┌────┐ ┌──┐ ┌─────┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌ BiO-S │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ─┘ └──┘ └─────┘ └──┘ └──┘ └──┘ └─────┘ └──┘ 1 - высокий уровень, 0 - низкий уровень NRZI, NRZ-S - пакетная связь (все TNC), 1200 бит/сек, линия вниз (RUDAK, JAS, PACSAT). BiO-M - 1200 бит/сек, линия вверх (RUDAK, JAS, PACSAT). BiO-S - AMSAT-формат, 400 бит/сек, линия вниз (AO 13 теле- метрия, RUDAK), RUDAK 2400 бит/сек, линия вверх. Gerhard Metz, DG2CV ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ И КОМАНДНЫЙ ДЕКОДЕР RUDAK-2 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ Старая RUDAK-система в AO13 управляется от бортового компь- ютера. В RUDAK-2 такой связи нет. Здесь командный декодер берет на себя управление компьютером и программным обеспечением. Обзор его функций должен сделать ясным совместное функционирование от- дельных узлов RUDAK2. Грубую структуру всего RUDAK-2 модуля можно увидеть в дру- гом месте этого номера журнала. Далее она предполагается извест- ной. Неудачный опыт со старым RUDAK (AO13) вызвал желание обой- тись без помощи компьютера и применить простейшее управление системой, например, переключение линий, включение буя. Также раздельно включаются, выключаются и инициализируются оба компь- ютера и RAM-диск. Возможно также полное ручное управление. Остается только одна проблема : как можно это делать с Земли? Известно, что RUDAK-2 имеет три приемника, которые могут функционировать без компьютера. RX-3 имеет два выхода данных со скоростями соответс- твенно 4800 бит/сек и 9600 бит/сек. Таким образом имеется четыре различные канала для приема команд телеуправления. Чтобы не нуж- но было полагаться на один приемник (который по Мерфи выйдет из - 17 - строя первым) должен быть доступ ко всем четырем каналам. Коман- ды телеуправления должны программно декодироваться и использо- ваться, если компьютер ничем не может помочь. Так как декодер не может знать, через какой приемник посту- пает команда, управляющая электроника должна быть предусмотрена для каждого канала. Но это требует больших затрат и поэтому пре- дусмотрено только два управляющих устройства, входы которых подключаются к одному из двух приемников. На рис.1 можно уви- деть, что к этим двум устройствам подводятся сигналы с RX1D и RX3aD или RX2D и RX3bD. Как выглядят команды телеуправления? На каждом выходе при- емника из-за шумов приемника постоянно имеется какой-нибудь по- ток информации. Чтобы декодер не срабатывал от шума, делается смещение информации (подобно синхровектору в формате телеметрии AMSAT 400 бит/сек на AO13). Для этого применяют так называемую псевдослучайную последовательность, которая относительно просто получается с помощью сдвигового регистра, имеющего обратную связь и накопитель, который суммирует постоянную величину. Эта последовательность выбирается такой длины, чтобы вероятность ошибочного срабатывания из-за шумов или ретранслируемых сигналов была очень мала. После смещения выбираются только те биты информации, кото- рые должны определять уровни 15 линий управления. Чтобы быть уверенным, что эти биты приняты правильно, будут прилагаться так называемые контрольные биты. Вместе с информационными битами они образуют циклический код, по которому можно опознать максимально до трех ошибок. Такое кодовое слово проверяется на правильность с помощью сдвигового регистра с обратной связью. К началу фазы дизайна были установлены еще не все форматы передачи информации вверх. Регенераторы битов приемников должны иметь большое количество переменных уровней, чтобы воспроизво- дить такт принятой информации. При двойном фазовом (Bi-Phase) кодировании в середине каждого бита происходит смена полярности сигнала. Чтобы получить требуемую плотность потока информации, используют дополнительно биты кодового слова (управляющие и контрольные биты). Они дают дополнительные переходы при переда- ваемой однообразной информации. Эти биты будут определяться в декодере и будут подаваться не на регистр сдвига, а на CRC-испы- татель (см. далее). - 18 - Проследим теперь подробнее путь сигнала в командном декоде- ре (рис.1). Принятая информация от RX1D до RX3bD подается на пе- реключатель PNMUX. Им выбирается два сигнала, которые идут на два одинаковые PN-испытатели. Далее следует еще один переключа- тель, задача которого оставить только один управляющий сигнал. При нормальной эксплуатации конечно оба компьютера должны иметь доступ к этим устройствам и программное обеспечение может уста- навливаться как по телекомандам. Компьютер создает равноценные телекоманды вдвое проще (не требуются переключатели, соединительные линии), за исключением PN -входного сигнала, который для него не требуется. Этот сигнал от компьютера просто подается на линии передачи вниз (R1-TX-OUT, RTX-TX-OUT). Эти линии идут на второй переклю- чатель (рис. 1). Передача команд от компьютера идет так быстро, что для этого не годится RSM-фильтр, и на линии вниз сигнал бу- дет не очень хорошим. С этой стороны возможны проблемы. В прин- ципе отдельные источники управляющего сигнала могут быть равноп- равны. Но тогда может быть (хотя и с малой вероятностью) случай, когда один из двух компьютеров, например, из-за сбоя в программе выйдет из строя в середине передачи команды или начнет непрерыв- но передавать команду. В этом случае декодер был бы блокирован и было бы невозможно управление ни от другого компьютера ни с Земли от приемников. Чтобы избежать этого, переключатель будет управляться прио- ритетной логикой. Наивысший приоритет имеют оба PN-испытателя, далее идет сигнал-процессор и в заключение следует R1-компьютер. Если один из компьютеров в нежелательный момент откажет, его можно отключить с Земли через один из приемников. Таким способом можно устранить подобные ситуации. На прио- ритетный переключатель подаются сигналы с CMD-выходов PN-испыта- телей и CMD -сигналы c обоих компьютеров. Если есть командный сигнал, он подается на регистр сдвига, который аккумулирует ряд управляющих битов. Одновременно CRC-ис- пытатель проверяет по контрольным битам правильность приема ко- дового слова. Если ошибок нет, то кодовое слово с регистра сдви- га с синалом отсутствия ошибки CRC-испытателя поступают на вы- ходной регистр и идет на линии управления. Если будет принято искаженное кодовое слово, то CRC-испытатель выдаст сигнал ошибки и запрещает передачу кодового слова. - 19 - Результат CRC-испытания подается через линии CRC-COUNT и CRC-ERROR на сигнал-процессор, который определяет правильность или ошибочность команд и может управлять системой по 15 управля- ющим линиям (обозначены в таблице 1 "звездочками"). На преобра- зователь-2 (RPC2), который создает раздельные напряжения для обоих компьютеров и RAM-диска, идут линии включения/выключения. Оба компьютера получают сигналы RESET, NMI и дополнительные ини- циирующие сигналы, управляющие перезапуском. Компьютеры могут взаимно включаться и выключаться. Передатчик будет включаться и выключаться по линиям (TX-ON) и так называемая TX-FM-DISABLE-линия выключает ЧМ модуляцию пе- редатчика. В командном декодере находится еще несколько схем, которые служат не для декодирования телекоманд, но создающие необходимые для декодирования сигналы. Во первых это основной переключатель RXMUX. R1-компьютер соответствует старому AO13-RUDAK. Он имеет два параллельных входных информационных канала. Канал A применялся в AO13 для ис- пользования вверх, а канал B для приема бортовой телеметрии (IHU -EB). По техническим причинам канал B имеет одну скорость прие- ма. Поэтому он связан только с выходом приемника RX1D (скорость 1200 бит/сек), как видно по рис.1. Канал A может обрабатывать информацию со всеми скоростями передачи. Через RXMUX-переключа- тель он может подключаться ко всем четырем потокам информации (от RX1D до RX3bD). Подключение RX1D на первый взгляд бессмыс- ленно, так как этот сигнал уже подается на B канал. Сигнал с RXMUX-выхода применяется одновременно как источник для линейного переключателя и перезапуска сигнал-процессора. Теперь мы подходим к последнему разделу по декодеру. О ли- нейном переключателе (рис.1, Ranging- ), переключающем RXMUX-сигнал или отдельные или связанные потоки выходной инфор- мации обоих компьютеров прямо на передатчик (точнее на PSK/RSM вход), уже упоминалось. Итак каждый принятый сигнал (и экспериментального приемника RX4) применим на линии вниз для тестовых целей или удаленных из- мерений. Если линейный переключатель стоит на информации с компьютеров, компьютеры должны взаимно определять, кто в данный момент хочет передавать. Один из них должен переждать. Инверти- рование здесь уже не страшно, так как информация имеет дифферен- - 20 - циальное кодирование. RXMUX-переключатель управляется двумя линиями с выходного регистра. Ranging- и RXMUX-переключатель управляются как линиями управлениями, так и дополнительными телеметрическими линиями RM1 -спутников. Сигналы могут быть совместными и раздельными. TX-ON- линия, включающая и выключающая буй, выполнена подобным же обра- зом. Эти меры безопасности позволяют к тому же вмешательство в программное обеспечение при возможном его повреждении. В общем AO13 RUDAK-1 оставил заметные следы. Если от спутника подается +14 вольт, то все управляющие ли- нии устанавливаются специальной схемой в начальное состояние (изображенное на рис.1). В этом состоянии включены R1-компьютер, RAM-диск, буй вниз и ROM-операционная система в R1 побуждает пе- редавать ROS-телеметрию в AMSAT формате (со скоростью 400 бит/сек). На плате находится линейный стабилизатор напряжения с очень малым током покоя, который из напряжения +14 вольт выдает напря- жение +5 вольт для всех цифровых схем. Весь командный декодер ( 40 корпусов КМОП серии 40ХХ ) размещается на двухсторонней плате 100 х 180 мм. При 14 вольтах общее потребление тока не более 50 микроампер. Такая техника была уже опробована на AO10 и AO13 и из-за относительно грубой чипструктуры не было проблем из-за космического излучения. Это особенно важно, так как командный декодер - незаменимая часть RUDAK-2, отказ которого должен быть исключен. Если все будет нормально, то после включения буя RUDAK -2 на частоте 145.983 мгц вниз пойдет несущая и через одну се- кунду типичный ФМ звук 400 бит/сек с ROS-телеметрией. Stefan Eckart, DL2MDL КОМПЬЮТЕРЫ ЭКСПЕРИМЕНТА RUDAK-2 Центральную роль в цифровом преобразователе RUDAK-2 играют оба компьютера. Они обеспечивают гибкость системы и дают возмож- ность выполнения сложных задач благодаря соответствующему прог- раммному обеспечению. Следующая статья дает обзор по конфигура- ции и посвящена в основном новому сигнал-процессору (RTX). - 21 - 1. ВВЕДЕНИЕ RUDAK-2 имеет два компьютера. Первый, который далее обозна- чается R1, - слегка модифицированная версия для OSKAR-13 разра- ботанного RUDAK компьютера. На OSKAR-13 была в основном предус- мотрена цифровая ретрансляция, для чего нужна относительно небольшая память. Поэтому компьютер был снабжен RAM всего 56 Кбайт. Однако из-за низкой орбиты RADIO M1 для службы цифровой ретрансляции не очень подходит. Поэтому дополнительно к эксплуа- тации в режиме "почтовый ящик" был запланирован режим "накопле- ние и пересылка". Для этого однако емкости основной памяти 56 Кбайт недостаточно, так как в ней еще должно находиться и прог- раммное обеспечение. Поэтому RUDAK-2 имеет расширенную до 1 Мбайт память, которая может опрашиваться побайтно через 8-бито- вый порт блоками по 256 байт. Так как она будет подключаться как дисковвод, она называется RAM-диск. Для повышения функциональных возможностей системы она долж- на быть дополнена вторым компьютером. Дизайн R1 разрабатывался 4 года назад и не соответствует уже современному состоянию техни- ки. Чтобы с одной стороны ввести значительную избыточность, а с другой стороны для опробования новой техники (также и на PHASE 3 D), была разработана новая компьютерная концепция. Имя "RUDAK-Technologie-Experiment" (RTX) указывает на эксперимен- тальный характер этой системы. Вся система спроектирована так, что при выходе из строя од- ного из трех устройств (R1, RTX, RAM-диск) возможна нормальная эксплуатация. 2. R1-КОМПЬЮТЕР R1 - типичный представитель 8-битового микрокомпьютерной генерации. Работающий с частотой 819.2 кгц CPU (65SC02), после- довательный (84C40 SIO) и параллельный (65SC22 VIA) устройства сопряжения а также семь 8-Кбайт CMOS-RAM (4464 с 6-транзисторны- ми ячейками) и 8-Кбайт CMOS-PROM (6616) образуют основу этого компьютера. Со всеми дополнительными дополнительными устройства- ми число микросхем - 22. Так как при разработке RUDAK-процессора для OSKAR-13 уже была предусмотрена для безопасности резервная версия, эта вторая - 22 - плата могла бы прямо применена на RUDAK-2. Только должен быть модифицирован параллельный порт, чтобы было возможно подключение RAM-диска. 3. RTX-КОМПЬЮТЕР Этот компьютер возник в известной степени из-за желания попробовать различные альтернативы по концепции R1. Так как бе- зупречная эксплуатация возможна без второго компьютера, планиру- ются значительные резервы безопасности по граничным параметрам. В RTX применяется 16-бит RISC-CPU RTX 2000 (HARRIS). Такто- вая частота по выбору 9.8 мгц или 6.5 мгц (обращение к памяти за такт). При наибольшей скорости достигается скорость от типичной 10..15 до 40 миллионов операций за секунду. Архитектура CPU сильно отличается от обычных микропроцессоров. Она соответствует виртуальному CPU с программным языком FORT. Вместо регистров име- ется стек на 256 вложений. Второй стек накапливает адреса подп- рограмм-вызовов. В совокупности четыре внутренние пути информа- ции делают возможным параллельное выполнение арифметических операций, обращение к памяти, вызов подпрограмм и входные/выход- ные операции без задержки во время одного тактового цикла. Кроме того на чипе находится перемножитель, который за один такт может связать два 16-бит числа в одно 32-бит число. Это особенно важно для цифровой обработки. Три 16-бит таймера позволяют одновремен- ное управление результатами. CPU по своим параметрам пригодно : 1.FORT-архитектура позволяет использовать IPS почти как ма- шинный язык. Поэтому можно применять имеющееся IPS-программное обеспечение, но скорость здесь будет больше по крайней мере в 100 раз. 2.Короткое время выполнения команд (1 - 2 такта, без ожида- ния) позволяет делать очень быстрое прерывание. 3.Быстрый перемножитель облегчает цифровую обработку инфор- мации. Однако нельзя умолчать некоторые недостатки CPU : 1.Относительно простая группа команд RISC-процессора (мало типов адресации) приводит к более длинным программам, чем с CISC -процессором. Это типичное свойство всех RISC-архитектур, а не только RTX 2000. - 23 - 2.Для каждой подпрограммы должен проверяться стек-баланс, так как надо быть уверенным, что подпрограмма покинет стек чис- той. Это особенно опасно для подпрограмм со многими разветвлени- ями. 3.Нет информации по устойчивости к облучению CPU, особенно стеков. 4.Отсутствует опыт практического применения этих относи- тельно новых CPU. Основной накопитель компьютера - RAM 128 Кбайт (65536 слов по 16 -бит). Из-за требуемой большой скорости доступа к памяти применено статическое CMOS-RAM с временем доступа 35 наносекунд (технология : 4 -транзисторные ячейки с нагрузочными сопротивле- ниями из поликремния). Поэтому не требуются циклы ожидания. В противоположность с R1 в этом накопителе предусмотрена 1-битовая коррекция ошибки, чтобы перехватывать возможные ошибки. Из-за очень высокоомных нагрузок в накопительных ячейках (порядка 50 гигаом) необходим более жесткий контроль по ошибкам, чем в R1, в котором применяются "обычные" CMOS-ячейки. Коррекция ошибок тре- бует для контрольной информации еще 64 Кбайт, так что в итоге вся память - 192 Кбайт. Так как устройство коррекции ошибок вы- дает корректированную информацию на ту же шину, с которой она до этого были считана, скорость потока информации на шине удваива- ется. Поэтому пропускная способность шин должна составлять 312 Мбит/сек. Коррекция ошибок может программно отключаться, и тогда проводится только опознавание ошибки и при обнаружении ошибки будет производиться "горячий" старт. Это переключение было предусмотрено вследствие того, что при создании системы не было уверенности, что коррекция ошибок будет работать при тактовой частоте 9.8 мгц. Однако многочислен- ные тесты показали ее работоспособность. Память разделена на два банка по 64 Кбайт, которые могут по телекомандам заменять друг друга. Вследствие этого при выходе из строя одного из двух банков полная область памяти остается применима с нулевого адре- са. Один из двух банков может работать с ожиданием, если из-за облучения возникнут проблемы с временем доступа к памяти. RTX-компьютер не содержит постоянной памяти (PROM), так как это могла бы быть одной из причин выхода из строя RUDAK-1. Прог- раммное обеспечение, как и у бортового компьютера спутника Phase-3, будет записано по прямому доступу (DMA) в память. Для - 24 - этого предусмотрена BOOT-логика, которая производит все управле- ние по последовательному потоку информации командной линии. Так как применяемый CPU не содержит внутреннего DMA-модуля (в проти- воположность с CDP 1802 на IHU), то для этих целей необходим обычный DMA-контроллер, создающий вместо CPU адреса и сигналы управления шинами. Чтобы уменьшить затраты, CPU RTX будет выпол- нять функции счетчика адресов. Для это во время BOOT-фазы при каждом цикле, на шину данных будет выдаваться приказ запрета операции (NOP). При этом RAM будет недоступно для чтения. NOP -сигнал побуждает CPU установить адрес. На второй половине такта информация, пришедшая по параллельному каналу и преобразованная в параллельный поток, записывается в память по установленному адресу. В конце BOOT-фазы генерируется сигнал старта программы и память освобождается для чтения. Во время BOOT-фазы CPU работает с 1/16 скорости принимаемой информации, то есть квазистатично и синхронно с принимаемым сигналом. Значительную часть систем образует секция ввода/вывода. Здесь пришлось отказаться от VLSI-секции, так как для большинс- тва стандартных микросхем высокие скорости уже вызывают пробле- мы. Эти функции возложены на программное обеспечение. В совокупности 14 входов подключены к приемникам и различ- ным телеметрическим сигналам. Четыре цифровых выхода управляют передатчиком и RAM-диском. Два двойных прямых 8-бит порта связа- ны с R1 и RAM-диском. Если RTX отключить, то 8-бит порт станет "прозрачным", так что R1 и в этом случае сможет работать с RAM-диском. В совокупности 14 входов и 2 выхода образуют аналоговый ин- терфейс компьютера. На два входа подаются демодулированные ком- поненты (I и Q) с приемника RX4. Один выход обслуживает систему автоподстройки частоты приемника RX4. На основе этого цифровым способом реализуется любое когерентное (и конечно некогерентное) демодулирование. Некоторые ограничения вызываются однако вычис- лительной мощностью RTX и шириной полосы пропускания приемников. На один вход подается сигнал с дискриминатора приемника RX-1 и возможно демодулирование ЧМ-сигнала, а также использование ана- логового сигнала, например, речи. На остальные аналоговые входы подаются телеметрические сигналы. Второй выход позволяет делать частотную модуляцию сигнала на линии вниз. Особенное внимание посвящается возможности отключения RTX - 25 - независимо от других модулей. Это не тривиально, так как боль- шинство CMOS -элементов имеют на входе защитные диоды, которые в выключенном состоянии начинают проводить ток на корпус или схема начинает снабжаться током через входы элементов. Это должно быть исключено. Для этого некоторые входные/выходные микросхемы оста- ются под напряжением, и благодаря схемным решениям добиваются, чтобы на отключаемые элементы с них не подавались никакие напря- жения. Схема с 63 микросхемами реализована на четырехслойной плос- кой плате (2 слоя для питания, 2 слоя для сигнальных линий). От- носительно большое число микросхем обусловлено тем, что входная/ выходная секция выполнена на дискретных элементах. Пришлось от- казаться от "хитрых" элементов из-за малого срока разработки (создание схемы : две недели, макет платы : две недели, готовая плата : две недели) и отсутствия прототипа. Несмотря на это было большим облегчением, что схема, разработанная на бумаге и дисп- лее, заработала безупречно. Была предусмотрена эксплуатация с тактовой частотой 6 мгц, чтобы соблюсти для всех микросхем ука- занные в их спецификациях параметры. Но так как при тестах сис- тема работала до частоты 13 мгц, то тактовая частота повышена до 10 мгц. Значение 9.8 мгц дается потому, что не успели сделать полетный кварц и был использован экземпляр кварца от преобразо- вателя OSKAR-13. Схема реализована на CMOS-технике. По требованиям к уровне- вым скоростям подходит как медленная HEF4000 серия, так и быст- рая 74HC. В некоторых критических узлах применяется еще более быстрая 74AC серия. Мощность потребления компьютера при эксплуа- тации - 1.5 вт, причем большая часть идет на быстрое RAM. 3. RAM-ДИСК Расширенная память без коррекции для почтовых ящиков состо- ит из 31 статических 32-Кбайт CMOS-RAM. Коррекция ошибок возло- жена на программное обеспечение. Вместо 32-ых микросхем примене- ны EPROM, так что для половины требуется "быстрое", а для другой половины "нормальное" программирование. Из-за повышенного облу- чения на орбите EPROM будем быстрее или медленнее разрушаться. Цель эксперимента установить срок их службы в зависимости от программного алгоритма. - 26 - RAM-диск не входит в основной накопитель, а опрашивается как периферийный прибор через параллельный порт. Память, как у обычного дисковвода, делится на блоки по 256 байт. Информация всегда записывается или считывается блоками. RAM-диск будет ис- пользоваться в основном как почтовый ящик. Но обдуманы и другие возможности, например промежуточное накопление программ или оцифрованной аналоговой информации (речь). 4. РЕЗЮМЕ Процессоры RUDAK-2 представляют из себя сложную вычисли- тельную систему для радиолюбительского спутника. Из-за короткого срока создания во многих местах заложена альтернативность, чтобы после окончания фазы создания программного обеспечения можно бы- ло-бы влиять на конфигурацию. Многие предлагающиеся возможности будут показаны только во время эксплуатации. Уже на тест-фазе обнаружены непредусмотренные типы эксплуатации, например по при- менению RUDAK-2 в качестве аналогового репитера. Наверное наибо- лее интересный аспект - впервые применяемая цифровая обработка. Наряду с двух- и четырехфазовой модуляцией можно будет опробо- вать другие типы модуляции, такие как прямоугольно спектральная модуляция (RSM), ключевание c минимальным сдвигом (Minimum-Shift -Keying, MSK) и конечно ЧМ (FSK). Кроме этого возможны менее чувствительные к помехам "кодированные" типы модуляции, как нап- ример сверточные коды в связи с и/или "программно решающим" де- кодированием (Витерби). Kurt Brenndorfer, DF8CA RUDAK-2 : ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ И ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИЙ ИНТЕРФЕЙС По концепции электроснабжения RUDAK-2-преобразователя были поставлены совершенно различные требования. Основная задача бы- ла из нерегулируемого напряжения 14 вольт спутниковой шины полу- чить с минимально возможными потерями +5 вольт для цифровой тех- ники. Рис.1 показывает блок-схему электроснабжения и телеметри- - 27 - ческой части. Видны три раздельные ключевых стабилизатора для R1, RAM-диска и RTX. Каждый из стабилизаторов имеет коммутацион- ный вход, по которому телекомандами можно будет включать/выклю- чать отдельные функциональные группы. На каждом регулируемом 5 вольтовом выходе есть схема для получения аналогового напряжения для телеметрии спутника. Стаби- лизатор для R1 кроме того выдает инвертированный сигнал переза- пуска R1 (RESET-сигнал). Для модуля интерфейса на плате есть ма- ломощный линейный стабилизатор +5 вольт, который работает все время и не может отключаться. Схема телеметрии выдает информацию о потребляемом токе от источника +14 вольт и температуре всего узла. Все это размещено на двухсторонней фольгированной плате размером 180 х 50 мм (рис.2). Теперь детальное описание узла. По ключевым стабилизаторам уже есть большой опыт по AMSAT-DL. Уже несколько спутников снаб- жены устройствами электроснабжения и зарядными устройствами ак- кумуляторов доктора К.Мейнцера (DJ4ZC). Все схемы выполнены в дискретном исполнении на нескольких транзисторах и работают пре- восходно. К началу работы по RUDAK-2 была уже база в виде схем и печатных плат стабилизаторов от RUDAK-1. Основной проблемой были сжатые сроки для разработки. Чтобы по возможности больше можно было бы делать параллельно, за очень короткое время должны были быть приняты некоторые решения. Размеры и расположение печатной платы были установлены уже давно до разработки всех узлов. Тогда нам казались размеры платы 180 х 50 мм достаточными. Остаток ка- меры был предусмотрен для платы RTX, причем говорилось о еще меньших размерах платы питания, чтобы было легче разместить на плате RTX более 60 микросхем. Потом началось развитие отдельных узлов. После грубой раск- ладки деталей для трех дискретных ключевых стабилизаторов (плюс все растущее число функций) оказалось, что площади платы не хва- тает для всех компонентов. Обращение к Стефану (DL2MDL), который разрабатывал плату RTX, о дополнительной площади успеха не име- ло, так как он сам уже устал размещать корпуса на плате RTX. Очень тесное расположение элементов было нежелательно из-за сни- жения надежности. Поэтому пришлось обратиться к интегральным микросхемам. Хотя на рынке имеется большое количество интеграль- ных микросхем, но если выбрать с минимальными потерями и разме- рами, остается только несколько микросхем. Кроме того к этому - 28 - времени RTX находился еще в "схемной" фазе. В этой ситуации была выбрана микросхема мА78S40. Это слож- ный ключевой стабилизатор с мощным каскадом, который может про- пускать ток до 250 ма. Для уменьшения потерь в ключевом каскаде должны применяться исключительно Шотки-диоды. Так как мА740 не имеет устройства выключения, то для этого можно использовать его внутреннюю токоограничительную схему. Если через составной тран- зистор микросхемы начинает течь повышенный ток, то отключается генератор микросхемы. Такое токоограничение на спутнике не имеет смысла, так как при дефекте не может быть устранена причина. Так как RTX может потреблять больший ток, чем может отдавать микрос- хема, третий ключевой стабилизатор снабжен дискретным мощным транзистором. Токопотребление узлов при 5 вольтах не более : R1 - 20 ма, RAM - 6 ма, RTX - 250 ма. Особенное внимание должно быть обраще- но на стабильность преобразователя для RTX при изменяющейся наг- рузке, так как токопотребление RTX может изменяется от несколь- ких микроампер во время BOOT-фазы и в очень широких границах при эксплуатации. Такой режим работы для ключевых стабилизаторов всегда вызывает проблемы. Все три стабилизатора для оптимального КПД настроены на примерно удвоенный ток потребления. При этом КПД всего узла, включая токопотребление телеметрии, не менее 70 %. Аналоговая телеметрия напряжения +5 вольт состоит из дели- теля напряжения до 2 вольт и операционного усилителя. Нормальное напряжение 2 вольта хорошо вписывается в диапазон телеметрии спутника (0..2.5 вольт). RESET-схема - исторический реликт от RUDAK-1, причем никто не может вспомнить, почему эта схема не была размещена на плате RUDAK-1. Но так как опять применяется эта плата, то RESET-схема должна быть опять на плате электропитания. При этом опять приме- няется историческая схема с одним 7555 в качестве триггера. На плате должен еще размещаться линейный стабилизатор на 5 вольт для питания интерфейсных схем RTX. Так как ток их потребления исключительно мал, то здесь не требуется ключевой стабилизатор. При использовании маломощного стабилизатора бросается в глаза, что интегральные микросхемы различных изготовителей и различных типов при подключении к +5-вольтовому выходу создают скачок до + 8 вольт. Этот некрасивый эффект убирается довольно трудно бал- - 29 - ластными резисторами и специальной блокировкой. Телеметрия по току выдает выходное напряжение 0..2.5 вольта, пропорциональное потребляемому току. Для этого используется один дифференциальный усилитель, который измеряет падение напряжения на резисторе 1 ом. Температурная телеметрия имеет область измерения от -20 до + 50 градусов Цельсия, которая также преобразуется в интервал 0.. 2.5 вольта. В качестве датчика работает интегральная микросхема источника тока LM134H, ток которой, пропорциональный температу- ре, легко преобразуется в требуемое напряжение. Пять напряжений телеметрии связаны непосредственно с теле- метрией спутника. Но чтобы можно было дать оценку этим пяти точ- кам в цифровом виде, все эти напряжения дополнительно подводятся к плате RTX, и через аналогоцифровой преобразователь CPU может следить за ними. Как видно из приведенной фотографии печатной платы, на ней уже ничего больше разместить нельзя. При тестировании модуля бы- ло установлено, что с ключевыми стабилизаторами в технике связи шутить нельзя. Хотя приемники имеют собственный, в приемном мо- дуле размещенный ключевой стабилизатор со специальной блокиров- кой, по приемным каналам были заметны шумы от ключевого стабили- затора RTX. При увеличении потребляемого тока ни тщательная бло- кировка, ни дополнительная фильтрация не спасали. Помогли только два дополнительных дросселя и четыре конденсатора. Peter Gulzow, DB2OS БОРТОВЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ RUDAK-2/RADIO-M1 По предыдущим описаниях мы узнали уже кое-что о "внутрен- ностях" RUDAK-2 системы и увидели, какие многосторонние возмож- ности предлагает программное обеспечение. Дополнительный высо- коскоростной RISC-процессор, который может работать вместе или отдельно от RUDAK-1 процессора, предлагает еще невиданные воз- можности в цифровой обработке. Дополнительно встроенный 1-мега- байтный RAM-диск позволяет запоминать резидентное программное обеспечение и информацию. Он будет использоваться и как накопи- тель для функций почтового ящика. Эта статья посвящена в основ- ном практическому применению RUDAK-2. - 30 - ВВЕДЕНИЕ Как мы уже знаем, RUDAK-2 должен был стартовать как цифро- вой коммуникационный эксперимент на американском спутнике RS-14 (RADIO-M1) примерно в апреле 1990 года. Из-за полярной орбиты с высотой примерно 1000 км и наклоном 83 градуса он преследует другие задачи, чем RUDAK-1 на AMSAT OSKAR-13 с его высокими эл- липтическими орбитами. Вместо слышимости более 10 часов будет только максимально по 20 минут 8 раз в день. Из-за низкой орбиты естественно уменьшается область слышимости. Орбита не синхронна с Солнцем, то есть спутник будет слышен не в одинаковое время и время слышимости будет меняться. Сюда даются наряду с техничес- кими описаниями (протоколы цифрового репитера и доступ к почто- вому ящику) также технические описания, которые важны для экс- плуатации наземных станций. ПАРАМЕТРЫ ОРБИТЫ При высоте около 1000 км максимальная слышимость до 20 ми- нут. Число витков от 8 до 9 в день. Коммуникационное расстояние около 6800 км. Доплеровский сдвиг может доходить до +-3 кгц (6 кгц) на 2 метрах и +-9 кгц (18 кгц) на 70 см. Расстояние до спутника может варьировать от 1200 до 3500 км, отсюда затухание на трассе от 138 до 147 дб на 145 мгц и от 147 до 156 дб при 435 мгц. 2-м ли- ния вниз с RUDAK-2 при такой орбите примерно на 30 дб мощнее, чем с AMSAT OSKAR-13 и примерно сравнима с исключительно сильны- ми сигналами с DOVE-OSKAR-17 на 145.825 мгц. Избыток энергии может быть использован для того, чтобы при- менять меньшие антенны или даже круговые излучатели на Земле (точный расчет энергетики радиолиний приведен в статье по прием- никам и передатчикам доктора К.Мейнцера, DJ4ZC). Если не упро- щать антенны и не уменьшать излучаемую мощность то можно исполь- зовать широкополосные и мощные типы модуляции, например AFSK. АНТЕННЫ "Хорошая антенна лучше усилителя мощности" - это изречение - 31 - годится и для низколетящих спутников. Однако есть проблема нап- равить антенну относительно точно на спутник и соответственно быстро за ним следить. Автоматическое слежение избавляет от стрессов. Предполагается конечно точное знание элементов орбиты, так как небольшие неточности уже будут сказываться на приеме намного быстрее, чем у AMSAT OSKAR-13, где антенны надо коррек- тировать раз в четверть часа. Еще одна проблема в том, что многие следящие системы рабо- тают только в связи со программой расчета движения спутника. Но для эксплуатации через RUDAK-2 требуется также программа для об- служивания TNC. Интересной альтернативой было бы применение простых антенн с круговой диаграммой направленности. Фактически подобные размышления были также и до старта MIСROSAT и просчитывались различные возможности. Идеально было бы поставить крестообразную антенну из двух диполей с рефлекто- ром. При расстоянии до рефлектора 0.37 длины волны получается почкообразная диаграмма с одним максимумом при угле места при- мерно 40 градусов. Кроме того у такой антенны круговая поляризация, что очень выгодно для спутниковой эксплуатации. Также применим вертикаль- ный круговой излучатель, но из-за его линейной поляризации он не оптимален. Плоская антенная диаграмма не очень мешает, если ис- пользовать только сильный сигнал прямого пролета. круговая поля- ризация антенны значительно уменьшает замирания сигнала, так как на спутнике используется линейно поляризованный диполь. Таблица 1 поясняет, как долго остается спутник в верхней половине заданного угла места. Станции вблизи Северного и Южного полюса (точнее при 83 градусах северной или южной широты) видят спутник при каждом пролете, в то время как экваторным станциям намного хуже. Также для углов места более 70 градусов суммарное время пролетов только несколько минут в день. Применение небольших антенн и относительно незначительные приборные затраты дают новые перспективы для портативных или пе- реносных спутниковых средств связи, например для экспедиций в полярных регионах или при стихийных бедствиях. МОДЕМ После того, как удалось принять сигнал RUDAK-2, его следует - 32 - подать на TNC. Как выглядит эксплуатация пакет-радио на Земле? Почти все TNC содержат встроенный или внешний AFSK-модем для ус- тановления связи с обычными ЧМ-радиостанциями. По BELL-202 стан- дарту логическому "0" соответствует частота 1200 гц, а "1"- 2200 гц, которые подаются на передатчик прямо или через микрофонный вход. При приеме сигналы снимаются с выхода приемника, чтобы превратиться в демодуляторе опять в цифровой вид и в заключение быть обработанными TNC. Конечно при "простых" видах модуляции требуется высокое отношение сигнал/шум, что легко достигается в локальных пакет-радио сетях и цифровых репитерах, но через спут- ники это было раньше головоломно и неэкономично. Передача информации идет через RUDAK-2 как при Земной пакет -радио эксплуатации по протоколу AX.25. Этот протокол точно устанавливает как располагаются инфор- мационные блоки, какие процедуры должны применяться в случае по- мех и значительную стабильную часть программного обеспечения TNC. Так как точное описание протокола не уместилось бы в этом журнале, то мы отсылаем к многочисленной литературе. Так как ранее описанные наземные способы модуляции мало пригодны для спутниковой эксплуатации из-за энергетического ба- ланса и экономии частот, с RUDAK-2 возможны значительно лучшие способы модуляции. Есть три различных вида модуляции, при кото- рых требуются различные аппаратные затраты. Но в каждом случае требуется внешний специальный модем, а встроенный AFSK-модем в TNC для RUDAK уже не нужен. Обратите внимание при покупке нового TNC, чтобы в нем было предусмотрено подключение внешнего модема. Должны быть доступны сигнальные линии (Data Carrier Detect (DCD), RX-Clock, TX-Clock, RX-Data, TX-Data)! Все TNC-2 и все компатибельные TNC (например TNC-2C, MFJ1270) полностью пригод- ны. У почти всех всемодных TNC (PK232, KAM и других) к сожалению не все сигналы легко доступны и это может вызвать проблемы с 2400 бит/сек и 9600 бит/сек (PSK/RSM). У TNC-2s также повышенная тактовая частота и "фирменное" программное обеспечение. При работе через RUDAK параметры TNC должны быть изменены. Должен быть установлен режим VOLLDUPLEX, чтобы TNC без обращения на DCD мог одновременно передавать и принимать. TXLDELAY зависит от применяемой аппаратуры и времени задержки демодулятора спут- ника. Оно должно быть определено экспериментально и должно быть как можно меньше. MAXFRAME должен быть не больше чем 2 пакета и - 33 - FRAC при 1200 бит/сек не короче 5 сек. При более высоких скорос- тях FRAC можно соответственно уменьшать. Обратите также внимание на соответствующие ссылки по оптимальным параметрам TNC в авто- матическом режиме (ROBOT). ЛИНИЯ ВВЕРХ - 1 / RX-1 : ВИДЫ ВХОЖДЕНИЯ Быстрейший и простейший путь через RUDAK-2 будет, если ис- пользовать FUJI OSKAR-12 PSK-модем. Этот модем годится для ново- го JAS-1 B, всех новых MICROSAT и RUDAK-2 ! Линия вверх идет на частоте 435.020 мгц, ЧМ (Manchester-FSK (NRZIC)) со скоростью 1200 бит/сек. Дифференциально кодированная информация и тактовая частота подаются на логическую схему "исключительное или" и да- лее прямо на микрофонный вход передатчика. Чтобы получить более чистый сигнал, можно его подать прямо на варикап в передатчике. В обоих случаях получаем ЧМ сигнал. Линия вниз идет на частоте 145.985 мгц с двойной фазовой (BPSK) модуляцией, которая может легко приниматься обычным SSB-приемником. Низкочастотный сигнал с приемника подается на фазовый демодулятор. Этот фазомодулированный сигнал имеет при узкой полосе боль- шое отношение сигнал/шум и дает еще хорошие результаты при таком слабом сигнале, который нормальным TNC еще не декодируется. Раз- личие уровней декодирования составляет более чем 15 дб ! Цифро- вая автоподстройка частоты приемника отслеживает Доплеровские сдвиги частоты. Применимо большое число ФМ-модемов (G3RUH, JARL, TAPR). Дальнейшие указания по требуемой мощности передатчика, чувствительности приемника, типах модуляции и кодировании приво- дятся в статье DJ4ZC и информационных листках по RUDAK-2, а так- же в сообщениях по эксплуатации FUJI OSKAR-12 Mode-JD. Так как не требуются никакие специальные модификации ради- останций и также есть полная совместимость с другими спутниками, этот тип эксплуатации очень привлекателен для большинства поль- зователей. С соответствующим программным обеспечением во вторичном RUDAK-процессоре можно использовать на линии вниз скорости 2400 бит/сек, 4800 бит/сек и даже до 28 Кбит/сек ЧМ, но в этом случае сигнал должен подаваться конечно прямо на варикап в передатчике, так как низкочастотные каскады микрофонного входа имеют узкую полосу пропускания. - 34 - ЛИНИЯ ВВЕРХ - 2 / RX-2 : RUDAK-1 Так как создание специального демодулятора для 2400 бит/сек для RUDAK-1 заняло особенно много усилий, должен был этот тип эксплуатации применен еще раз по крайней мере на RUDAK-2. Чтобы получить BPSK-сигнал, в передатчике требуется специальный моду- лятор (см. RUDAK User Manual и AMSAT-DL Journal 5/86). Без моди- фикации радиостанции здесь, к сожалению, не обойтись. Как с OSKAR13 можно было бы прямо 2-м сигнал модулировать на кольцевом смесителе, на котором сигнал будет преобразовываться на частоту 435.160 мгц (70 см вместо 23 см). Кто не боится таких затрат, будет вознагражден быстрым и с малыми помехами доступом на RUDAK -2. ЛИНИЯ ВВЕРХ - 3 / RX-3 : RSM - нечто особенное На 435.198 мгц RUDAK-2 сможет принимать сигналы 4800 бит/сек и 9600 бит/сек с прямоугольно спектральной модуляцией (RSM). Этот вид модуляции, развитый доктором К.Мейнцером, дает максимальную чувствительность при идеальной полосе. Конструкция такого модема (см. AMSAT-DL Journal 4/87, 6/87, 1/88) необычна и требует некоторых знаний и опыта. В первую очередь следует соби- рать материалы по ее применению на спутниках Phase-3D. В ближай- шее время планируется разработка воспроизводимой конструкции мо- дема. Линия вниз в 2-м диапазоне также имеет RSM 9600 бит/сек, но для обработки этого сигнала применимы только высокоскоростные процессоры. ЛИНИЯ ВВЕРХ - 4 / RX-4 : кое что для программистов Что с этим приемником можно и должно будет делаться, до старта еще нельзя точно сказать. Это вопрос только программного обеспечения. Сигналы от приемника (I и Q) будут преобразованы аналогоцифровым преобразователем и сигнал-процессор будет вести их цифровую обработку. Это позволит обрабатывать практически все виды модуляции, от FAX, SSTV, MSK, SSB, FM до речи. Соответс- твенно и сигнал вниз будет модулироваться любым способом (PSK, RSM, FM) цифроаналоговым преобразователем. - 35 - ЛИНИЯ ВНИЗ Линия вниз на 2-м диапазоне идет на частоте 145.985 мгц (см. также информационные листки по RUDAK-2 и пояснения к левым вычислениям DJ4ZC) и хотя идет в основном 1200 бит/сек BPSK-мо- дуляция (AX.25 протокол), для нее требуется PSK-модем (описанный в разделе "Линия вверх -1/RX-1"). Только в короткое время после включения и во время загрузки программ возможна работа с 400 бит /сек BPSK, причем блоки телеметрии в IPS-формате компатибельны с OSKAR-13. На Земле могли бы использоваться соответствующие устройства и модемы (например, ATARI 800 XL с автоподстройкой частоты), чтобы участвовать при "рождении" RUDAK-2. После загрузки нового программного обеспечения режим 400 бит/сек использоваться не бу- дет. После введения в эксплуатацию вторичный RUDAK-процессор бу- дет работать как с 1200 бит/сек PSK, так временами и в других режимах, например 9600 бит/сек RSM или оцифрованной речи. СВЯЗЬ С RUDAK Теперь важнейший вопрос : "Что можно собственно начинать с RUDAK ?" В начальное время RUDAK-2 будет предоставлять прежде всего службы, которые были запланированы для RUDAK-1 на OSKAR-13, так как уже имеется требуемое программное обеспечение и только тре- буется незначительная его модификация. В первую очередь это нор- мальная цифровая ретрансляция, радиовещание, автоматический ре- жим. Другие службы (почтовый ящик, новый тип протокола с предварительной коррекцией ошибок (FEC), цифровая обработка) сейчас в работе или в плане и из-за очень короткого времени на разработку "железа" еще не готовы. Радиовещание После того, как программное обеспечение будет загружено в первичный RUDAK-процессор, будет непрерывно излучаться так назы- ваемая U1-рама. Этот пакет читается в мониторном режиме (MONITOR - 36 - ON) TNC и содержит важную информацию. Пакет содержит позывной RUDAK как адрес отправителя и QST как адрес цели, а также, нап- ример, статистическую информацию о информационной пропускной способности и справку по линии вверх. В нормальном режиме цифро- вого репитера каждый принятый без помех AX.25-пакет сразу же пе- редается RUDAK вниз. Вызов RUDAK не требуется. Но непротокольные сигналы ретранслироваться не будут ! Для теста собственных пере- дач лучше всего подходит автоматический режим (ROBOT). Автоматический режим Автоматический режим служит как универсальная информацион- ная система и не требует партнера. По CONNECT-команде через ука- зание SSID (0..15) можно вызвать до 16 различных функций. "C RUDAK" соответствует SSID 0 и при этом RUDAK отвечает DM-пакетом и TNC выдает сообщение : "Busy fm RUDAK". Эта функция подходит для проверки своей линии вверх. "C RUDAK-1" дает небольшой обзор по различным SSID и их функциям в ROBOT-системе. После успешной передачи всего текста следует автоматический разрыв (Disconnect) связи, это действительно также для вызовов от "RUDAK-2" до "RUDAK -15". По вызову "C RUDAK-12" получают список последних слышных станций (сравнимо с так называемым MHEARD-списком). Мо- гут быть вызваны различные бюллетени и актуальная информация, вплоть до элементов орбиты спутника. По "C RUDAK-2" выдается точное местоположение спутника и другая информация по текущей орбите через RS -14 (Radio-M1). Почтовый ящик и другие службы Так как орбита и длительность слышимости значительно отли- чаются от OSKAR-13, запланирована автоматически работающая сис- тема "почтовый ящик с накоплением и передачей" (Store&Forward-Mailboxsystem). На AO-13 из-за большого времени слышимости и радиуса действия такая система не требовалась. С новым 1-Мбайт RAM-диском по индивидуальному сообщению выбирается желаемое место для запоминания. Другие службы, особенно виды эк- сплуатации и модуляции находятся в стадии подготовки. ЗАКЛЮЧЕНИЕ - 37 - Вышеприведенное описание должно было дать прежде всего об- зор по типам эксплуатации и службам RUDAK-системы, а также пока- зать необходимое бортовое оборудование. Этой информации должно быть достаточно, чтобы стать после старта получателем информации RUDAK-2. Но еще следует указать на статьи по Mode-JD (режим вхо- да компатибелен с RUDAK) на FUJI OSKAR -12 в AMSAT-DL журналах. В следующих номерах журнала мы сообщим о других особенностях RUDAK-2 и потом надеемся также на его успешный ввод в эксплуата- цию. Еще пара слов по RADIO-M1 (RS-14) спутниках. На них впервые применен режим аналогового преобразователя с 70-см (вверх) на 2- м (вниз). Точные частоты преобразователей и CW-буев приводятся в справочных листках по RUDAK-2/RADIO-M1. Преобразователь работает неинвертирующе, то есть боковые полосы на линия вверх и вниз совпадают ! Таблица N1 Длительность пребывания спутника в минутах в верхней части заданного угла места в зависимости от географической широты наб- людателя. широта угол места (град) (град) 0.0 5.0 10.0 30.0 70.0 ------------------------------------------------------ 0 64.8 46.4 33.2 9.4 0.6 10 65.9 47.1 33.7 9.5 0.6 20 69.6 49.5 35.4 10.0 0.6 30 76.3 54.2 38.7 10.9 0.6 40 88.2 62.2 44.2 12.3 0.7 50 111.5 76.9 54.0 14.8 0.9 60 155.7 113.8 75.6 19.6 1.1 70 204.2 149.1 111.7 31.8 1.7 80 228.6 188.4 152.8 52.2 5.0 90 235.4 197.1 164.3 73.4 0.0 - 38 - Литература - Das Rudak-Experiment der AMSAT-DL. Teil 1, Hanspeter Kuhlen DK1YQ. AMSAT-DL Journal N 1, Jg.13, Januar/Februar 1986. - Rudak-Statusreport, Peter Gulzow, DB2OS. - Das RUDAK-Experiment der AMSAT-DL. Teil 2, Hanspeter Kuhlen DK1YQ. AMSAT-DL Journal N2, Jg.13, Marz/April 1986. - Bericht vom RUDAK-Workshop, Peter Gulzow DB2OS. AMSAT-DL Journal N 3, Jg.13, Mai/Juni 1986. - 2-m-PSK-Modulator fur RUDAK-Betrieb, Knut Brenndorfer DF8CA. AMSAT-DL Journal N5 , Jg.13, September/Oktober 1986. - TNC-I-PSK-Interface, Peter Gulzow, DB2OS. AMSAT-DL Journal N 6, Jg.13, November/December 1986. - Uberlegung zur RUDAK-Verkehrssteuerung, Hanspeter Kuhlen DK1YQ. - FUJI OSKAR-12 Mode-JD erfolgreich getestet (mit MODEM-Schaltung). Peter Gulzow DB2OS. AMSAT-DL Journal N2, Jg.14, Marz/April 1987. - Erste Verbindungen uber FUJI Mode-JD. Peter Gulzow, DB2OS AMSAT-DL Journal N3, Jg.14, Mai/Juni 1987. - RSM - ein neues Modukationsverfahren fur die Nachrichtenubermittlung, Kark Meinzer DJ4ZC. AMSAT-DL Journal N4, Jg.14, Juli/August. - RUDAK Low-Cost-Bodenstation im Eigenbau, Robert Knobach, DD4YR. AMSAT-DL Journal N5, Jg.14, September/Oktober 1987. - Uberblick uber geeignete Methoden zur Speicherverwaltung in der RUDAK-Software. Stefsn Eckart DL2MDL. - Grundlagen von RSM, Teil 1, Karl Meinzer DJ4ZC. AMSAT-DL Journal N6. Jg.14, November/December 1987. - Grundlagen von RSM, Teil 2, Karl Meinzer DJ4ZC. AMSAT-DL Journal N1. Jg.15, Januar/Februar 1988. - Der Digitale Transponder des RUDAK-Experiments, Hanspeter Kuhlen DKIYQ. AMSAT-DL Journal N2. Jg.15, Marz/April 1988. - 39 - - Universalles Code-Converter-Interface (CCI) fur digitale Satelliten-Ubertragung (RUDAK/FUJI), Hanspeter Kuhlen DK1YQ. - FO-12 ein Jahr in Mode-JD QRV. Heinz Hilderbrand DL1CF. - RUDAK User-Mannual, erhaltlich zum Preis von 80.-DM bei AMSAT-DL. Holderstrauch 10, 3550 Marburg. - RUDAK ist tot ? - Es lebe RUDAK-2!, RS-14 und RUDAK-2 Piggback, RUDAK-2 Spezifikation. Peter Gulzow BD2OS. AMSAT-DL Journal N3, Jg.16 September/November 1989.