VDL 4 Dr. Ing. Pavel Kovář Katedra radioelektroniky ČVUT FEL
VDL 4 Vlastnosti Přenos dat (připojení na ATN) Navržena pro podporu navigace letadel a pro zajištění přehledu o vzdušné situaci – podporuje přenos korekcí DGNSS – ADS-B - Automatic Dependent Surveillance -Broadcast
Použito STDMA dělení kanálu Modulace GFSK 19,2 kbit/s Pokročilý rezervační protokol
VDL 4 Režimy provozu Autonomní režim – přístup do rádiové sítě je koordinován uživateli – robustní, použitelný nad oceány a neobydlenými oblastmi
Řízený pozemní stanicí – Přístup do rádiové sítě řídí pozemní stanice – podporuje přehled pomocí vysílání TIS-B (Traffic Information Services – Broadcast)
Připojení k ATN vyžaduje pozemní stanici Módy pozemní stanice – passive ground station scenario – pozemní stanice se aktivně neúčastní řízení sítě, slouží k přijmu ADS-B – single cell scenario – pozemní stanice nepracuje v síti (palubní stanice může využívat služeb více pozemních stanic) – multiple cell scenario – pozemní stanice pracují v síti, lze zajistit redundanci služeb
VDL 4 - Stav Koncept VDL 4 předložen ICAO švédskou CAA v 1994 EUROCAE WG51/2 připravilo MOPS pro ADS-B SARPS do ICAO Annex 10 v 2001
Architektura VDL 4
Fyzická vrstva Modulace GFSK – 19,2 kbit/s – Malé CCI
FEC – není aplikován
Formát rámce GFSK rámec pro jeden slot Rámec může být prodloužen na více slotů začátek slotu n
Stabilizace výkonu (16 bit) Synchronizace (24 bit)
Začátek slotu n+1
Data linkové vrstvy (192 bit)
Ochranný interval (24 bit) Sestupná hrana (6 bit)
Organizace kanálu Super rámec 1 minuta 4500 slotů/1minutu (GFSK)
Krátký datový rámec (doba trvání 1 slot)
dlouhý datový rámec (doba trvání mnoho slotů)
Začátky rámců definovány vzhledem k UTC Stanice nutno synchronizovat s přesností 340 ns (2σ) – GNSS, atomové hodiny …
Nouzové režimy synchronizace – na rámce jiných uživatelů – plovoucí síť – všichni uživatelé ztratili přesný čas
MAC Rezervování slotu – periodické vysílání jednoho slotu (ADS-B) – inkrementální rezervace – rezervace volných slotů v aktivním super rámci – přímá rezervace – umožňuje pozemní stanici rezervovat sloty – Poin-to-point – umožňuje rezervovat vysílací stanici slot pro odpověď protistanice
Náhodný přístup – vyhledat volný slot na základě mapy rezervovaných slotů – ověření stavu kanálu na začátku kanálu – p-persistant algoritmus přístupu do slotu
Fixní sloty pro vysílání pozemní stanice – koordinace fixních slotů mezi pozemními stanicemi v sítí
Formát rámce VDL 4 ID zprávy (typ) Adresa zdroje Rezervní bit Číslo verze Rezervační typ ID Flag začátku rámce
Fyzická vrstva Linková vrstva Vyšší vrstvy
Informace Rezervační oblast Rozšířené rezervační ID CRC Flag konce rámce
Rezervace slotů
Vytvoří ze mapa slotů Vyberou se vhodné volné sloty – Volné sloty – Rezervovaný slot jinou stanicí, ale vzdálenou pro komunikaci
Vhodné sloty Vybrané sloty
Rezervační protokol pro broadcast Periodické vysílání typu broadcast – jednoduchý tok – rezervování 1x za minutu – více slotů – častější hlášení
Inkrementální vysílání typu broadcast – rezervace několik slotů dopředu – podpora krátkodobého vysílání vysokou rychlostí
Kombinovaná rezervace
Rezervační protokol pro broadcast Periodická rezervace Superrámec 1
Superrámec 2
Superrámec 3 Posuv při periodické rezervaci Min. každých 8 minut. Řeší problémy vzdálených letadel, které se přibližují a mají rezervovaný stejný slot.
Inkremenální rezervace
Rezervace pro komunikaci mezi dvěma stanicemi
Stanice A Stanice B
Stanice A rezervovala jeden slot pro vysílání Stanice B
Stanice A rezervovala několik slotů pro vysílání stanice B a zároveň si rezervovala slot pro odpověď
Rezervace pro pozemní stanici V superrámci lze vyhradit sloty pro periodické vysílání pozemní stanice – kritické CNS aplikace – GNSS korekce
Pozemní stanice můře rezervovat rámce pro periodické vysílání palubní stanici
TIS-B Vysílání radarových dat o vzdušné situaci pozemní stanicí – zobrazují se na palubním zorbarovači letové situace – přechodné období zavádění ADS-B – ne všechna letadla vybavena ADS-B
