Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

6.3.3
Demod-Remod Repeater
The last category of digital processing payload that we will discuss is one that
places the demodulator function at the midpoint in the satellite link. This offers
the opportunity to completely restore the digital format of the information and
thereby improve signal quality before transmission to the ground. Furthermore,
specific protocol information can be detected onboard and used to control data
transfer in real time. An example of a demod-remod transponderized payload is
shown in Figure 6.15. Individual channels are filtered as is done in a bent-pipe
design. From that point, the uplink is demodulated on an individual carrier basis.
Its output in digital data form can be switched and remultiplexed before remodula-
tion and amplification. The last step is conventional output multiplexing to combine
the powers of all the transponders prior to delivery to the transmit antenna. The
demod-remod functions could be performed by discrete hardware or with a DSP
repeater.
This particular approach really provides only one basic benefit of the demod-
remod payload, namely, the bits are restored onboard the satellite. That prevents
the uplink noise and interference from being directly transferred to the downlink.
Instead, those impairments simply introduce bit errors into the data. While such
errors cannot be eliminated on the satellite (except through FEC decoding), the
result on the final received data has fewer errors than if demodulation were done
only on the ground. The maximum benefit of almost 3-dB improvement occurs if
the uplink and downlink C/N values are equal. However, if the uplink level is
increased to give a substantial difference in C/N, the benefit reduces essentially to
zero.
The Gen*Star payload that was developed by TRW (now Northrop Grumman)
has extensive baseband processing and packet switching capabilities. As illustrated
in Figure 6.16, the processor takes as input the uplinks of many beams, each coming
from individual users and from gateway earth stations. The demodulators within
Figure 6.15
Demod-remod repeater configuration (transponderized design).

---

216
Spacecraft and Repeater
Figure 6.16
The Gen*Star payload digital processing payload concept employed by Astrolink [3].
the Inbound Module on the left convert the signals to digital form and samples
are processed to select three different channel burst rates, up to a maximum of
approximately 16 Mbps. Each channel is demodulated and decoded. The demodula-
tor outputs the data formatted into ATM cells for presentation to the ATM switch,
which uses an onboard computer for control. A special feature of the processor is
that ATM cells can be assigned priority through a quality of service (QoS) scheme.
In addition, the switch can generate statistics on the cells and routing performance
to be evaluated at the network control facility. Following the output side of the
processor, the analog carriers are amplified at Ka-band using high-power TWTAs.
The quantity of individual inputs and outputs can be designed based on the mission,
with 64 given in this example. TRW supplied this payload for the Astrolink satellite
program, which actually used 48 fixed beams.