http___radartutorial.de_13.ssr_sr23.tr.html_1.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 15.1 16.1
Ayrımsal Faz Kaydırmalı Modülasyon Bild 1: Mode S - differenzielle Phasenumtastung (DPSK) Resim 1: Mod S - Ayrımsal Faz Kaydırmalı Modülasyon (DPSK) Ayrımsal Faz Kaydırmalı Modülasyon P6- darbelerinin süresi yer istasyonu-uçak (uplink) sorgulamasına bağlı olarak 16,25 µs ile 32,25 µs arasında değişebilir. Darbe, Ayrımsal Faz Kaydırma Anahtarlama ile modüle edilir. Bilgiler, taşıyıcı frekansın fazının 180° değişimi gerçekleştiğinde P6 darbe süresi içerisinde gönderilir. Bu faz değişimi en uzun her 80 ns de bir tekrarlanır. P6 darbesi eşzamanlaşmayı takiben 1,25 µs sonra başlar. Bu arada alınan her bir faz bileşeninin süresi 0,25 µs sabittir ve bu „Yonga (Chip)” olarak adlandırılır. Ayrımsal Faz Kaydırma Anahtarlama kod çözücüsü birbirini takip eden yongaların faz açılarını karşılaştırır ve bunlardan orijinal veriyi yeniden türetir. Uluslararası Sivil Havacılık Kurumunun ICAO Standardının Ek.10, Bölüm. 4 e göre sorgulama formatı aşağıdaki gibidir: Sorgulama veri bloğu P6 darbesinin bir eşzamanlı faz değişiminin ardından dizilmiş 56 ya da 112 adet veri yongasından oluşmalıdır. Bir sonraki yonganın bir önceki yongaya göre her 180° lik faz dönüşümü bu yonganın ikili tabana (binary) göre 1 olduğu anlamına gelir. Bir önceki yongaya göre bu faz değişiminin gerçekleşmemesi ise bu yonganın 0 olduğunu gösterir. Bu eşzamanlı faz değişiminin 0,5 µs ardından 56 ya da 112 yonga serileri gönderilmeye başlanır. Eşzamanlı faz değişimini takip eden tüm faz değişimleri 56 ya da 112 yonga P6 bilgisi bulunduğunu gösterir. Zamanlama referansı fazın ilk değiştiği ana göredir. P6 darbesinin sonunda farklı yayınların birbiri ile karışmaması için 0,5 µs lik bir sükûnet süresi bırakılmıştır. Resim 2: Bir Ayrımsal Faz Kaydırma Modülasyonlu Alıcının Blok Şeması Resim 2: Bir Ayrımsal Faz Kaydırma Modülasyonlu Alıcının Blok Şeması Resim 3: Resim.2 deki kod çözücü devrenin dalga analizi Resim 3: Resim.2 deki kod çözücü devrenin dalga analizi Sorgulamanın uzunluğuna bağlı olarak sorgulama darbesi 16,25 µs (56 veri yongası) ya da 30,25 µs (112 veri yongası) dir. P6 darbesi birinci faz değişiminden önce 1,25 µs uzunluğunda eşzamanlı faz değişimi olarak adlandırılan bir bölümle başlar. P5 darbesi sorgulama gidiş-geliş yolunda anten çizgesinin yan topuzlarından (lob) etkilenmemesi için tüm-yönlere eş kuvvette yayın yapan (omnidirectional) bir antenle gönderilir. Bu darbe yan topuzlarda eşzamanlı faz değişimini gizlemek ve transponderin bu sorgulamayı çözememesi için yeterince büyüktür. Resim.2 de demodülasyonun bir muhtemel oluş biçimi gösterilmektedir. Orijinal veriler bu kod çözücüde bir karşılaştırma devresi vasıtasıyla ayrımsal kodlanmış verilerden süzülür. Tüm sinyal bir bant geçiren süzgeç vasıtasıyla bir yonganın uzunluğu kadar (burada 0,5 µs) geciktirilir ve orijinal sinyal ile karıştırılır. Eğer sinyalin her iki bölümü aynı faza sahipse çıkış sinyali küçük olur. Yok, eğer bu bölümlerin fazları zıt ise yerel maksimumlar zaman eksenin de aynı yerde fakat zıt konumlanmış olarak yer alırlar. Bu çıkış sinyalinden orijinal seri yonga deseni tekrardan elde edilebilir. Elde edilen bu sinyaller bir alçak geçiren süzgeçten geçerek eşik değer (threshold) katına aktarılır. Resim.3 te C karıştırıcısı çıkışında B geciktirilmiş sinyali ile geciktirilmemiş orijinal A sinyalinin binişmesi (superposition) görülmektedir. Çıkış seviyesinin bir yongaya atanması ancak P6 darbesinin başlangıcında eşzamanlı faz değişiminin bir kaydırma yazmacını (shift register) tetiklemesiyle meydana gelir. Pratikte çıkış sinyali genellikle bir kaydırma yazmacında işlenir ve paralel veri kelimesi olarak eklenir.