Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

Figure 6.9
Illustration of phase noise sidebands on a carrier.

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Spacecraft and Repeater
6.2
Analog Bent-Pipe Repeaters
The next step in payload design is to determine the general type of repeater that will
meet the higher level system requirements. The basic bent-pipe design is intended for
applications that involve wideband carriers for analog and digital transmission
over relatively wide area beams, such as that illustrated for Horizons 1. This
approach is the simplest to implement and provides the most flexibility as to
signal types, bandwidths, and multiple access. In fact, a bent-pipe repeater can
accommodate all three multiple-access methods, that is, FDMA, TDMA, and
CDMA.
The simple block diagram in Figure 6.8 provides a basic example of a bent-
pipe repeater capable of 12 transponders in a single wide area coverage beam.
Repeaters of this type are being built, launched, and used at the time of writing
of this book and therefore will be available for service well into the future. They
represent the starting point for all repeaters, which retain all or part of this structure.
While the bent pipe is the most versatile approach, it provides limited options
for designers to optimize performance for a particular service. For example, a bent-
pipe transponder has no intelligence to permit routing of channels between Earth
stations. Nor can it help improve the throughput and error rate performance by
restoring signal quality prior to retransmission to the ground. As the link budget
clearly shows, satellite impairments and link noise are directly additive to the service
during the bent-pipe turn-around process.
This brief introduction to the bent-pipe repeater gives some of the top-level
guidelines for the payload designer. In Section 6.3, we discuss options for designing
and employing digital processing repeaters. Many of the techniques can be com-
bined with those of the bent pipe to realize greater overall service capability.