http___radartutorial.de_13.ssr_sr23.tr.html_2.xml
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 6.1 6.2 6.3 7.1 7.2 7.3 7.4 8.1 9.1 10.1 11.1 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 14.1 14.2
Mode S - Differential Phase shift Keying (DPSK) Figure: Mode S - differential phase shift keying (DPSK) Figure: Mode S - differential phase shift keying (DPSK) Mode S - Differential Phase shift Keying (DPSK) Mode S Uplink interrogations use into the P6 pulse Differential Phase Shift Keying (DPSK) to modulate the data in the uplink format. It is a type of phase modulation that conveys data by changing the phase of the carrier wave. All subsequent information in the P6 pulse is coded as 180° phase reversals of the carrier frequency. DPSK is a kind of phase shift keying which avoids the need for a coherent reference signal at the receiver. Each reversal must have a duration of 0.08 µs. Each received phase section has a duration of 0.25 µs and is known as a “chip” The DPSK decoder compares the phase between two consecutive chips and verify what the data must have been. In ICAO Annex 10 Volume 4 is the interrogation data format described as follows: The interrogation data block shall consist of the sequence of 56 or 112 data chips positioned after the data phase reversals within P6. A 180-degree carrier phase reversal preceding a chip shall characterize that chip as a binary ONE. The absence of a preceding phase reversal shall denote a binary ZERO. After the sync phase reversal all subsequent phase reversals indicate the 56 or 112 bit P6 information. All subsequent timing is taken from the point of the first phase reversal. The series of chips starts 0.5 µs after the sync reversal. At the end of P6 pulse there is a guard interval of 0.5 µs to ensure that distinct transmissions do not interfere with one another. Figure 2: Block diagram of DPSK receiver Figure 2: Block diagram of DPSK receiver Figure 3: Decoder wave analysis Figure 3: Decoder wave analysis Whether the interrogation is short or a long pulse, the total duration of the P6 pulse is either 16.25 µs (56 data chips) or 30.25 µs (112 data chips). The P6 begins with an initial phase reversal at the start of the P6 pulse with a length of 1.25 µs. This is known as the sync phase reversal. To supress antenna sidelobes the pulse P5 is transmitted by an omnidirectional antenna. This pulse overlays the sync phase reversal and the transponder cannot decode the interrogation. Figure 2 shows an evident option method of demodulation. At this DPSK decoder, the original sequence is recovered from the demodulated differentially encoded signal through a complementary process. The whole received signal is delayed for exact 0.25 microseconds. The origin and the delayed part will be compared. If the signals are in phase to each other, there is a lower output than if the phases (and the maximum amplitudes) have a contrary magnitude. From this output signal, the original serial bit pattern can be restored, which is indicated only by a low pass filter with the following threshold device. In Figure 3 the signal (C) at the output of the mixer is shown, formed by superposition of the delayed signal (B) and the undelayed original (A). An allocation of the output level to a bit can only be done, if by the synchronous phase reversal at the beginning of the P6 pulse triggers a counter to clock a shift register.
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1 11.1 12.1 13.1 14.1
Mod S - Ayrımsal Faz Kaydırmalı Modülasyon Bild 1: Mode S - differenzielle Phasenumtastung Resim 1: Mod S - Ayrımsal Faz Kaydırmalı Modülasyon Mod S - Ayrımsal Faz Kaydırmalı Modülasyon P6 darbesinin süresi, yer istasyonu-uçak (uplink) sorgulamasına bağlı olarak 16,25 µs ile 32,25 µs arasında değişebilir. Darbe, Ayrımsal Faz Kaydırmalı anahtarlama ile modüle edilir. Bilgiler, P6 darbe süresi içinde, taşıyıcı frekansın fazının 180° lik değişimiyle gönderilir. Bu faz değişikliklerinin her birinin en büyük uzunluğu 80 ns olabilir. P6 darbesi eşzamanlaşmayı takiben 1,25 µs sonra başlar. Aradaki her alt faz bileşeninin fazı sabit olup, 0,25 µs dir ve bu „yonga” (Chip) olarak adlandırılır. Ayrımsal Faz Kaydırma Anahtarlama kod çözücüsü birbirini takip eden yongaların faz açılarını karşılaştırır ve bunlardan özgün bilgileri yeniden türetir. Uluslararası Sivil Havacılık Kurumu Standardının Ek.10, Bölüm. 4 e göre sorgulama formatı aşağıdaki gibi tanımlanır: Sorgulama veri bloğu, P6 darbesi içindeki bir eşzamanlı faz değişiminin ardından konumlandırılmış 56 ya da 112 adet veri yongası bulunan bir diziden oluşmalıdır. Bir önceki yongaya göre her 180° lik faz dönüşümü, ikili tabana (binary) göre bu yongaya 1 atar. Bir önceki yongaya göre bu faz değişiminin gerçekleşmemesi durumunda yongaya, ikili tabana göre 0 atanır. Tüm bu faz değişimleri, yalnızca eşzamanlı faz değişikliğinin ardından, zaman ızgarasına (time grid) uyuyorsa, bir veriye atanabilir. Bu eşzamanlı faz değişiminin ardından tam 0,5 µs sonra, 56 ya da 112 li yonga dizileri gönderilmeye başlanır. P6 darbesinin sonunda farklı yayınların birbiri ile çakışmaması için düşünülmüş 0,5 µs lik bir sükûnet bölgesi bulunur. Resim 2: Bir Ayrımsal Faz Kaydırmalı Modülasyonda alıcı blok şeması Resim 2: Bir Ayrımsal Faz Kaydırmalı Modülasyonda alıcı blok şeması Resim 3: Resim.2 deki Kod Çözücü Devrenin işlevi Resim 3: Resim.2 deki Kod Çözücü Devrenin işlevi Sorgulamanın uzunluğuna bağlı olarak, sorgulama darbesi 16,25 µs (56 veri yongası) ya da 30,25 µs (112 veri yongası) uzunluğundadır. P6 darbesi, eşzamanlı faz değişimi olarak adlandırılan birinci faz değişiminden önce 1,25 µs uzunluğunda bir bölümle başlar. P5 darbesi, sorgulama gidiş-geliş yolunda anten çizgesinin yan topuzlarından (side lobes) etkilenmemesi için bir yönbağımsız (omnidirectional) antenle gönderilir. Bu darbe, yan topuzlarda eşzamanlı faz değişimini engellemek için yeterince büyüktür ve transponder bu sorgulamayı çözemez. Resim.2 de demodülasyonun bir muhtemel oluş biçimi gösterilmektedir. Özgün veriler, bu kod çözücüde bir karşılaştırma devresi vasıtasıyla ayrımsal kodlanmış işaretlerden geri kazanılır. Tüm işaret bir bant geçiren süzgeçte bir yonga uzunluğu kadar (burada 0,25 µs) geciktirilir ve özgün işaret ile karıştırılır. Eğer işaretin her iki bölümü aynı faza sahipse çıkış işareti küçük olur. Yok, eğer bu bölümlerin fazları zıt ise yerel maksimumlar zaman ekseninde zıt konumlanmış olarak yer alırlar ve daha büyük bir çıkış gerilimi meydana gelir. Burada yalnızca eşik değer (threshold) katının takip ettiği bir alçak geçiren süzgeçle belirtilen bu çıkış işaretinden özgün seri bit deseni (bit pattern) geri yüklenebilir. Resim.3 te C karıştırma katı çıkışında, geciktirilmiş B işareti ile geciktirilmemiş özgün A işaretinin binişmesi (superposition) görülmektedir. Çıkış seviyesinin bir bite atanması ancak P6 darbesinin başlangıcındaki eşzamanlı faz değişikliğinin bir kaydırma yazmacını (shift register) tetiklemesiyle meydana gelir. Pratikte çıkış işareti genellikle bir kaydırma yazmacına aktarılır ve paralel veri kelimesi olarak yer alır.