衛星モデム(サットモデム)とは、通信衛星を中継器としてデータ転送を行うためのモデムのことです。衛星モデムの主な機能は、入力されたビットストリームを無線信号に変換し、またその逆の変換を行うことです。
復調器のみを搭載し(変調器は搭載していないため、衛星経由でデータをダウンロードすることしかできない)、衛星モデムと呼ばれる機器も存在します。これらの機器は、衛星インターネット接続に使用されます(この場合、アップロードされたデータは従来のPSTNモデムまたはADSLモデムを介して転送されます)。
衛星モデムは、通信チャネルを確立するために必要な唯一の機器ではありません。衛星リンクを構築するために不可欠なその他の機器には、衛星アンテナや周波数変換器などがあります。
送信するデータは、データ端末装置(例えばコンピュータ)からモデムに転送されます。モデムは通常、中間周波数(IF)出力(50~200MHz)を備えていますが、信号が直接Lバンドに変調される場合もあります。ほとんどの場合、増幅および送信の前に、アップコンバータを使用して周波数変換を行う必要があります。
変調信号とは、シンボルのシーケンスであり、シンボルは対応する信号状態(例えば、使用される変調方式に応じて1ビットまたは数ビット)によって表されるデータ片です。シンボルクロックの復元(ローカルシンボルクロックジェネレータをリモートシンボルクロックジェネレータと同期させること)は、復調器の最も重要なタスクの1つです。
同様に、衛星から受信した信号は、まずダウンコンバートされ(これは低雑音ブロックコンバータ(LNB)によって行われます)、次にモデムによって復調され、最後にデータ端末装置によって処理されます。LNBは通常、信号ケーブルを介してモデムから13Vまたは18Vの直流電源で給電されます。
衛星モデムの主な機能は変調と復調である。衛星通信規格では、誤り訂正符号とフレーミング形式も規定されている。
衛星通信でよく使用される変調方式:
一般的な衛星エラー訂正コードには以下が含まれます。
各種衛星モデムでサポートされているフレームフォーマットには、以下のようなものがあります。
ハイエンドモデムには、さらにいくつかの機能が搭載されています。

モデムの仕組みを理解する最良の方法は、その内部構造を調べることでしょう。図には、一般的な衛星モデムのブロック図が示されています。
送信機内でデジタル・アナログ変換が行われた後、信号は再構成フィルタを通過します。その後、必要に応じて周波数変換が行われます。
受信機のアナログ回路の目的は、信号の周波数を変換し、自動利得制御回路によって信号の電力を調整し、その複素包絡線成分を取得することである。
アナログ回路への入力信号は中間周波数(場合によってはLバンド)にあり、その場合は中間周波数(IF)に変換する必要があります。その後、信号はサンプリングされるか、または4象限乗算器によって処理され、ヘテロダイン周波数を乗算することによって複素包絡線成分(I、Q )が生成されます(スーパーヘテロダイン受信機を参照)。
最後に信号はアンチエイリアシングフィルタを通過し、サンプリングまたは(デジタル化)されます。
デジタル変調器は、デジタルストリームを中間周波数(IF)の無線信号に変換します。変調器は、シンボル周波数と搬送波周波数を復元する必要がないため、一般的に復調器よりも構造が単純です。
復調器は受信機の最も重要な構成要素の一つです。復調器の具体的な構造は変調方式によって決まりますが、基本的な概念は共通しています。さらに、異なる変調方式の信号を処理できる復調器を開発することも可能です。
デジタル復調では、受信側のシンボルクロック(およびほとんどの場合、中間周波数発生器)が送信側のシンボルクロックと同期している必要があります。これは、以下の2つの回路によって実現されます。
復調器には、符号間干渉イコライザなどの追加コンポーネントも含まれています。
アナログ信号が4象限乗算器なしでデジタル化された場合、複素包絡線はデジタル複素ミキサーによって計算される必要がある。
復調器には、デジタル自動利得制御回路が実装される場合がある。
衛星通信では、衛星の出力が限られているため、受信機における信号対雑音比が通常かなり低くなることから、誤り訂正技術が不可欠です。誤り訂正は、送信側でデータストリームに人工的な冗長性を追加し、この冗長性を利用してノイズや干渉によって生じる誤りを訂正することで機能します。これはFECエンコーダによって行われます。エンコーダはデジタルストリームに誤り訂正符号を適用することで、冗長性を追加します。
FECデコーダは、信号内で使用される前方誤り訂正符号を復号します。例えば、デジタルビデオ放送規格では、内部畳み込み符号(標準NASA符号、パンクチャー付き、レート付き)からなる連結符号が定義されています。、、、、)、インターリーブと外側のリード・ソロモン符号(ブロック長:204バイト、情報ブロック:188バイト、ブロック内で最大8バイトまで訂正可能)。
PSKやQAMなど、位相曖昧性を持つ変調方式がいくつか存在する。つまり、搬送波を異なる方法で復元できる可能性がある。この曖昧性を解消するために、差動符号化が用いられる。
差分符号化を用いる場合、データは意図的に現在のシンボルだけでなく、前のシンボルにも依存するように作られる。
スクランブリングとは、データストリームをランダム化して、長い「0」のみのシーケンスや「1」のみのシーケンスを排除し、エネルギー分散を確実にするための技術です。長い「0」のみのシーケンスや「1」のみのシーケンスは、タイミング回復回路に問題を引き起こします。スクランブラとデスクランブラは通常、線形フィードバックシフトレジスタに基づいています。
スクランブラーは送信データストリームをランダム化する。デスクランブラーはスクランブルされたストリームから元のストリームを復元する。
スクランブルは暗号化と混同してはならない。なぜなら、スクランブルは侵入者から情報を保護するものではないからだ。
マルチプレクサは、複数のデジタルストリームを1つのストリームに変換します。これは一般的に「多重化」と呼ばれます。
一般的に、デマルチプレクサとは、多重化された1つのデータストリームを複数のストリームに変換する装置です。衛星モデムは出力が少ないため、デマルチプレクサはドロップ処理を行い、モデムが出力に転送するチャネルを選択できるようにします。
デマルチプレクサは、フレーム同期を維持することによってこの目的を達成する。


衛星モデムは、家庭でのインターネット接続によく利用されます。
デジタルビデオ放送(DVB)規格を基本とする2つの異なるタイプが存在する。
常時接続を目的とした産業用衛星モデムも存在する。これらは例えば、電話網などで使用されている。