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Mode S Antworttelegramm

8 µs
56 µs (or 112 µs) = 56 or 112 bit
preamble
data block
clock

Bild 1: Mode S - Pulse Position Modulation (PPM)

8 µs
56 µs (or 112 µs) = 56 or 112 bit
preamble
data block
clock

Bild 1: Mode S - Pulse Position Modulation (PPM)

8 µs
56 µs (or 112 µs) = 56 or 112 bit
preamble
data block
clock

Bild 1: Mode S - Pulse Position Modulation (PPM)

Mode S Antworttelegramm

Das Mode S Antworttelegramm wird aus einer Anzahl von Impulsen mit 0,5 µs Dauer in einem Zeitraster von 1 µs zusammengesetzt. (Die Datenübertragungsgeschwindigkeit beträgt also 1 MBit/s.) Das Mode S Antworttelegramm besteht aus zwei wesentlichen Teilen:

  1. dem Vorspann (preamble) und
  2. dem Datenblock.

Pulse Position Modulation (PPM) ist eine Modulationsart, in welcher die Datenübertragung in der Lage des Impulses innerhalb eines Zeitrasters codiert ist. Die Auswertung erfolgt im Vergleich mit einer Taktfrequenz, bei der innerhalb eines Referenzimpulses auf steigende oder fallende Impulsflanke des empfangenen Signals untersucht wird.

Präamble

Jede Mode S Antwort beginnt mit einer Präambel von 8 µs. Das Impulsmuster der Präambel besteht aus 4 Impulsen mit je einer Dauer von 0,5 µs. Die Abstände zwischen den Impulsen betragen zum ersten Impuls 1; 3,5 und 4,5 µs.

5
27 bits
24 bits
format
number
surv. & comm.
control
addresss
(parity)

Bild 2: Struktur des Short Messages Datenblocks

5
27 bits
24 bits
format
number
surv. & comm.
control
addresss
(parity)

Bild 2: Struktur des Short Messages Datenblocks

5
27 bits
24 bits
format
number
surv. & comm.
control
addresss
(parity)

Bild 2: Struktur des Short Messages Datenblocks

Datenblock

Der Datenblock hat eine Länge von wahlweise entweder 56 Impulsperioden à 1µs oder 112 Impulsperioden à 1µs, also insgesamt entweder 56 oder 112 Bit. Die kürzere Antwort mit der Länge von 56 µs enthält einen Teil zur Erkennung der Format-Nummer des Datenblockes von 5 Bit, einen Aufklärungsinformations- oder Steuerungsblock von 27 Bit und wird mit der individuellen 24 Bit Identifizierungsnummer, welches auch eine Parity Information enthält, beendet.

Format NummerDatenformatInhalt
DF0Bild 2Kurzmessage Air to Air ACAS
DF4Bild 2Surveillance (roll call) Altitude
DF5Bild 2Surveillance (roll call) IDENT Reply
DF11Bild 2Mode S Only All-Call Reply (Acq. Squitter if II=0)
DF16Bild 3lange Message Air to Air ACAS
DF17Bild 31090 Extended Squitter
DF19 Militärischer Extended Squitter
DF20
DF21
Bild 3Comm. B Altitude, IDENT Reply
DF22 nur militärisch genutzt
DF24Bild 4Comm. D Extended Length Message (ELM)

Tabelle 1: Mode S Downlink Daten Formate

Das längere Datenformat enthält zusätzlich zum kurzen Datenformat ein 56 Bit großes Datenfeld für zusätzliche Informationen (welches in einem Sonderfall auch 80 Bit lang sein kann). Der Datenblock wird somit insgesamt 112 Bit lang. Alle Datenformate enthalten als Abschluss die individuelle 24 Bit Identifizierungsnummer des Flugzeuges einschließlich eines Paritätsvergleiches mit einem Teil des Surveillance and Communication Control Words zur Kontrolle der Qualität des Übertragungsweges.

Mit der Formatnummer wird eine der 25 möglichen Codierformate des Datenfeldes bestimmt. Jedes Datenformat hat eine definierte Bedeutung. Die Formatnummern DF0, DF4, DF5, DF11, DF16, DF20, DF21 und DF24 werden zivil genutzt. Das Format DF0 wird für das Kollisionswarnsystem (ACAS) verwendet. DF17 bedient den Service ADS-B, der zusätzliche radarunabhängige Informationen für die Luftraumaufklärung bietet.

Antworten im DF0 Format sind kurze Meldungen für den Datenaustausch zwischen den Flugzeugen im Rahmen von dem ACAS oder dem TCAS. Das Format DF16 steht für den gleichen Zweck mit einer langen Datenmessage von 112 Bit. Die Antworten auf Abfragen von bodengestützten Sekundärradaranlagen erfolgen im Format DF4. Die Formate DF11 und DF17 sind Sendungen im sogenannten “Squitter Modus” des Mode S Transponders, die unabhängig von einer Abfrage annähernd im Sekundentakt als Datenrundfunk ausgesendet werden.

5
27 bits
56 bits
24 bits
format
number
surv. & comm.
control
message field
addresss
(parity)

Bild 3: Struktur des Long Messages Datenblocks (communication reply)

5
27 bits
56 bits
24 bits
format
number
surv. & comm.
control
message field
addresss
(parity)

Bild 3: Struktur des Long Messages Datenblocks (communication reply)

5
27 bits
56 bits
24 bits
format
number
surv. & comm.
control
message field
addresss
(parity)

Bild 3: Struktur des Long Messages Datenblocks (communication reply)

2
6
80 bits
24 bits
format
number
comm.
control
message field
addresss
(parity)

Bild 4: Struktur des Extended Length Messages (ELM) Datenblocks

2
6
80 bits
24 bits
format
number
comm.
control
message field
addresss
(parity)

Bild 4: Struktur des Extended Length Messages (ELM) Datenblocks

2
6
80 bits
24 bits
format
number
comm.
control
message field
addresss
(parity)

Bild 4: Struktur des Extended Length Messages (ELM) Datenblocks

Das Downlinkformat DF24 beginnt als einzige Formatnummer mit zwei aufeinanderfolgenden H-Bits und enthält die Meldung mit einer erweiterten Datenfeldlänge. Da der Decoder bereits nach diesen beiden Bits die Formatnummer eindeutig erkannt hat, kann das Datenfeld für die Formatnummer auf diese beiden Bits beschränkt bleiben (siehe Bild 4).