Telemetrierahmen & Protokolle
Auch bekannt als AX.25, CSP, CCSDS, Kaitai Struct
AX.25, CCSDS, kundenspezifische FSK/LoRa-Pakete, Vorwärtsfehlerkorrektur (Reed-Solomon/Convolutional) und Kaitai Struct.
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- SQ-SS-012
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Warum unkodiertes AX.25 schwache Überflüge verschenkt
Amateurfunk-CubeSats übertrugen historisch meist unkodierte -UI-Rahmen mit HDLC-Bitstopfen (Bit-Stuffing) und einer 16-Bit-CRC-Prüfsumme[1]. Da HDLC den gesamten Rahmen verwirft, sobald auch nur ein einziges Bit innerhalb einer -Flag-Sequenz kippt — und da unkodiertes 2- für eine Bitfehlerrate von ein benötigt[2] —, gehen Überflüge mit niedriger Elevation bei unkodiertem AX.25 oft ungenutzt verloren. Die Ergänzung eines äußeren Reed-Solomon-Codes (der bis zu Bytefehler pro Block korrigiert) oder eines inneren Faltungscodes der Rate und Einflusslänge bringt einen Kodierungsgewinn von .
Rahmen-Overhead und Open-Source-Dekodierung
| Protokoll / Verfahren | Header & Parität | FEC-Leistungsfähigkeit | Bodenstations-Ökosystem |
|---|---|---|---|
| CW (Morse) / RTTY | Minimal | Menschliche / schmalbandige Integration | Auf jedem SSB-Empfänger hörbar; robuste Notbake |
| UI (HDLC) | 16–20 B Rufzeichen + 2 B FCS | Keine (nur Fehlererkennung) | Direwolf, Soundmodem, gr-satellites[3] |
| CSP + RS(255,223) | 4 B CSP-Header + 32 B RS-Parität | Korrigiert bis zu 16 B pro 255-B-Block | libcsp, gr-satellites[3] |
| AO-40 / CCSDS verkettet | Sync-Marker + Faltungscode + RS | Korrigiert Bündel- und Zufallsbitfehler | CCSDS-/SatNOGS-Pipeline |
Wird vor dem Start eine maschinenlesbare Telemetriedefinition in Kaitai Struct (.ksy) zusammen mit einer gr-satellites-YAML-Beschreibung veröffentlicht, können Hunderte -Bodenstationen die Housekeeping-Rahmen vom ersten Umlauf an automatisch dekodieren und in Dashboards darstellen[4].
Literaturverzeichnis
- [1]nadir lab. (2026). PocketQube-class picosatellites: architecture, flight heritage, and a multi-method post-flight analysis of Grizu-263A [Preprint]. nadir lab. Research Monographs (SQ-R-001).Auf nadir lab. lesen
- [2]Proakis, J. G., & Salehi, M. (2008). Digital Communications (5. Aufl.). McGraw-Hill.
- [3]Estévez, D. (o. J.). gr-satellites: a GNU Radio out-of-tree module with decoders for amateur satellites.github.com(abgerufen am 20. Oktober 2026)
- [4]Kaitai Project. (o. J.). Kaitai Struct: a declarative language for describing binary data structures.kaitai.io(abgerufen am 20. Oktober 2026)
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