Selection of Mode S Messages Using FPGA

Selección de mensajes de modo S usando FPGA

Actualmente, hay una gran evolución en el uso del Modo S en el tráfico aéreo. Simultáneamente con el desarrollo de la electrónica, es posible utilizar el FPGA (Field Programmable Gate Arrays). Para hacer frente a este desafío, el selector de mensajes del Modo S ha sido diseñado para seleccionar preguntas y respuestas del Modo S de todo el espectro de señales captadas por el receptor AOR AR 5000 A.

1. Introducción

Investigaciones anteriores se han ocupado de la evaluación de la precisión del equipo utilizando los datos de localización de la posición del Modo S. Esta evaluación fue llevada a cabo por un receptor comercial de Modo S. Tal receptor puede ser construido usando el principio de FPGA. Entonces es suficiente sólo para recibir señales a una frecuencia determinada. En la primera fase es necesario seleccionar únicamente los mensajes de Modo S. El selector de mensajes de Modo S suministra sólo esta función. Los preámbulos de los mensajes de Modo S se utilizan para distinguir las preguntas y las respuestas. Entonces será posible decodificar estos mensajes y posteriormente evaluar la posición.

1.1. Característica del Modo S

La Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) ha calificado la próxima generación de sistemas de identificación diseñados para el control del tráfico aéreo mundial como el Modo S. Se introdujo principalmente para resolver la cuestión de la sobrecarga del espacio aéreo con cantidades excesivas de consultas y respuestas estándar de SSR en zonas con mucho tráfico aéreo. Este sistema con direccionamiento selectivo se basa en una red de estaciones terrestres con conexión de datos. El Modo S es compatible con los actuales sistemas de Modo 3/A y C del SSR. Además, es compatible con los sistemas TCAS/ACAS (Traffic Alert and Collision Avoidance System / Airborne Collision Avoidance System) que permite a los aviones evitar con seguridad la colisión y con el sistema ADS-B (Automatic Dependent Surveillance- Broadcast) [1].

El sistema de Modo S requiere que cada interrogador tenga un Código Identificador (CI) que puede ser llevado dentro de las transmisiones de enlace ascendente y descendente (1030/1090 MHz). La identificación del transpondedor de la aeronave que responde se logra adquiriendo la dirección única de la aeronave de 24 bits de la OACI. La OACI define 25 formatos de mensajes básicos. Se pueden utilizar otros formatos para uso individual en diferentes países.

1.2. Xilinx Spartan 3 ™ Junta de Desarrollo

Esta placa (Fig. 1) está dirigida especialmente a apoyar el desarrollo temprano y la creación rápida de prototipos de pequeños sistemas basados en León, periféricos de ordenador y como entorno de desarrollo de FPGA de propósito general [2].

Aunque es adecuada para los desarrollos de FPGA de propósito general de Xilinx Spartan3, la incorporación de memoria volátil y no volátil a bordo, junto con las interfaces serie, Ethernet, DAC de vídeo, USB 2.0 y PS/2 hacen que esta placa sea ideal para la creación rápida de prototipos, la evaluación o el desarrollo de software para diseños de microprocesadores de 32 bits LEON-2 y GRLIB/LEON-3.