Die Satellitenkommunikation feiert ein Comeback. Sogenannte Mega-Konstellationen wie Starlink oder Amazon Kuiper setzen neue Maßstäbe in der verfügbaren Datenrate und der Netzabdeckung von Satellitenkommunikationssystemen. In den letzten Jahren werden zum ersten Mal in der Geschichte der Technik große Satellitensysteme in Serie gefertigt und global vermarktet. In der technischen Rea- lisierung und Serienfertigung derartiger Systeme gibt es eine Reihe ingenieurtechnischer Herausforde- rungen, die es zu meistern gilt: Phased Array Antennen im Satellit und im Bodenterminal, eine hohe zeitvariante Dopplerfrequenzverschiebung während der Übertragung und die limitierte Rechenleis- tung für die Signalverarbeitung im Satellit. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich vor allem auf die nachrichtentechnischen Aspekte beim Entwurf des Kommunikationssystems von und zum LEO-Satelli- ten. Die Arbeit stellt Aspekte der Echtzeitsignalverarbeitung der digitalen Sender und Empfänger vor und zeigt den Einfluss er Implementierung auf die erreichbare Datenrate. Die Arbeit enthält dabei neuste Forschungsergebnisse auf dem Gebiet der LEO-Satellitenkommunika- tion, die ich im Laufe der letzten Jahre erarbeitet habe. Weiterhin ist die Arbeit aber auch als Lehrbuch für Studierende und interessierte Ingenieure gedacht. Die folgenden Schwerpunkte im Entwurf von LEO-Satellitensystemen werden im Detail vorgestellt: * Linkbudget-Analyse von Satellitensystemen * Modellierung von Verzerrungseffekten im Signalweg (HPA Nicht-Linearitäten, Phasenrauschen etc.) * Modellierung von Hochfrequenzbaugruppen im Basisband * Zeit-, Frequenz- und Phasensynchronisation von Uplink und Downlink Satellitensignalen * Der Einfluss von strahlformenden Phased-Array Antennen auf die erreichbare Datenrate * Konzepte zur adaptiven Nachführung der Datenrate in Abhängigkeit von Schwundeffekten * Algorithmen für die SNR-Schätzung im Uplink und Downlink * Das Konzept der Doppler-Vorkompensation im Uplink * Die stochastische Modellierung der Packet Detection im Uplink zur zeitlichen Synchronisation gebursteter Uplinksignale * Algorithmen zur automatischen Gain-Regelung in digitalen Echtzeitempfängern
