Frage zur Überlastung der 1090MHz-Frequenz

Ich bin kein Experte, also gibt es wahrscheinlich viele Fehler in diesem Beitrag.

ADS-B - Automatic Dependent Surveillance - Broadcast, (out) sendet (in) empfängt Positionsdaten von/an andere Flugzeuge und an ATC.

Ich habe versucht, mehr darüber herauszufinden, wie die Überlastung der 1090-MHz-Frequenz angegangen wird. Es scheint, dass ADS-B out ziemlich allgegenwärtig wird. Darüber hinaus wird es mehr Flugzeuge geben, die Abfragen (auf 1030 MHz) durchführen und auf Abfragen auf 1090 MHz für transponderbasierte Systeme (TCAS, SSR) antworten. Aus diesem Beitrag geht hervor, dass es in einigen Bereichen bereits zu Engpässen kommt.

Hier sind einige der Dinge, nach denen ich bisher nicht googlen kann:

  1. Auf der Wikipedia- Seite für TCAS wird eine Bandbreitenbegrenzung von 1 Megabit/Sekunde erwähnt. Was bedeutet das?:

a) Innerhalb eines Luftraums können kumulativ nur 1 Megabit/Sekunde an Daten übertragen werden.

b) Die Flugsicherung kann nur 1 Megabit/Sekunde empfangen.

c) Einzelne Flugzeuge können nur 1 Megabit/Sekunde übertragen.

d) Das empfangende Äquivalent von c.

e) Sonstiges

  1. Was begrenzt die Bandbreite physikalisch? Wird es bei Verwendung dieser Frequenz irgendwann einfach zu viele Interferenzen zwischen den Signalen geben, oder ist es ein Hardwareproblem? Ich konnte dieses Problem anscheinend nicht googeln, vielleicht brauche ich einige Schlüsselwörter.

  2. Beziehen sich die Lösungen zur Erhöhung der Kapazität darauf, die Pakete geschickter zu versenden (effizientere Paketgrößen, weniger Pakete, bessere/sauberere Übertragung), die Boden- oder Lufthardware zu verbessern, oder gibt es eine Lösung, bei der der Autobahn mehr Spuren hinzugefügt werden? ? Es scheint, dass 978 MHz dem Hinzufügen weiterer Spuren entsprechen.

  3. Was sind die Folgen von Staus? Werden Pakete beschädigt, wenn das Rauschen zunimmt? Welche Keywords soll ich googeln?

Vielen Dank auch für all die nützlichen Informationen auf dieser Seite, die kürzlich wegen der Flugzeugdesigner hier eine Master-Aufgabe gemacht haben.

Dies kann ehrlich gesagt eher eine Frage der Elektro- oder Drahtlostechnik sein. Obwohl ich nicht sicher bin, ob es eine andere SE-Community gibt, die besser darauf antworten könnte.
@zymhan Sie haben wahrscheinlich Recht, aber ich war mir nicht sicher, ob die Einschränkungen, insbesondere die Bandbreite, speziell mit einem Luftfahrtproblem zusammenhängen oder ob es sich um ein allgemeineres Problem handelt.

Antworten (1)

Darüber hinaus wird es mehr Flugzeuge geben, die Abfragen (auf 1030 MHz) durchführen und auf Abfragen auf 1090 MHz für transponderbasierte Systeme (TCAS, SSR) antworten.

Nicht wirklich. Mehr Mode-S-Flugzeuge (im Vergleich zu Mode-A/C-Flugzeugen) bedeutet, dass TCAS die selektive Abfrage anstelle der All-Call-Abfrage verwenden kann, wodurch die Überlastung durch unnötige Antworten verringert wird.

Außerdem sind neuere TCAS-Systeme ADSB-bewusst und reduzieren (aus Sicherheitsgründen nicht stoppen) sogar ihre selektive Abfragerate für ADSB-Ziele, wodurch die Überlastung weiter reduziert wird.

Ein Teil des Ziels von ADSB besteht auch darin, die Notwendigkeit einer SSR-Überlappung zu verringern, wodurch auch die Überlastung erheblich verringert wird.

  1. ... Bandbreitenbeschränkungen von 1 Megabit/Sekunde. Was bedeutet das?

Denken Sie daran, dass dies ein räumlich verteiltes System ist, sodass die beobachtete Überlastung für jeden Empfänger unterschiedlich ist, je nachdem, welche Teilmenge von Sendern er hören kann. Wie weit Sie hören können, hängt hauptsächlich davon ab, wie hoch Ihre Antenne ist.

Die Bandbreitenzahl ist eine theoretische maximale Datenrate, basierend auf den Bits pro Nachricht und der Anzahl von Nachrichten pro Sekunde, wobei angenommen wird, dass es keine Überlappung und keine Lücken gibt. In der Praxis wird es nie passieren; es ist nur als Anhaltspunkt für die aktuelle Datenrate zu gebrauchen.

  1. Was begrenzt die Bandbreite physikalisch? Wird es bei der Verwendung dieser Frequenz irgendwann einfach zu viele Interferenzen zwischen den Signalen geben,

Ja, siehe oben.

  1. Sind die Lösungen zur Erhöhung der Kapazität darin, geschickter mit der Art und Weise zu sein, wie die Pakete gesendet werden (effizientere Paketgrößen, weniger Pakete, bessere/sauberere Übertragung),

Das Protokoll ist bereits so sauber und effizient wie möglich, während es mit älteren Mode-S-Geräten kompatibel bleibt.

Der größte Teil der Überlastung entsteht durch das häufige Senden redundanter Daten als grobe Form von FEC. Schalten Sie das aus, und die Überlastung würde verschwinden, aber auch die Fähigkeit, sich elegant zu verschlechtern.

Verbesserung der Boden- oder Lufthardware,

Ein Anbieter (Airspy) behauptet, in der Lage zu sein, überlappende Nachrichten zu decodieren, was den Datenverlust drastisch reduzieren und die praktische Bandbreite über das theoretische Maximum erhöhen würde. Aber ich weiß nicht, wie gut es in der Praxis funktioniert oder ob dies jemand für zertifizierte Hardware verfolgt.

oder gibt es eine Lösung "der Autobahn mehr Fahrspuren hinzufügen"? Es scheint, dass 978 MHz dem Hinzufügen weiterer Spuren entsprechen.

Das ist angeblich der Grund, warum die FAA UAT978 für leichte GA-Flugzeuge in den USA vorangetrieben hat.

  1. Was sind die Folgen von Staus? Werden Pakete beschädigt, wenn das Rauschen zunimmt?

Das einzige wirkliche Problem sind Kollisionen, nicht Lärm. Es sei denn, Sie definieren aufgrund einer Kollision nicht lesbare Meldungen natürlich als Rauschen.

Die Folge ist einfach, dass Sie alle Daten verpassen, deren Nachricht nicht lesbar war. Das Protokoll wurde jedoch speziell auf hohe Redundanz ausgelegt, um die Auswirkungen geringer bis mittlerer Verluste zu minimieren. Wie viel Verlust es genau verträgt, ist nicht klar, aber bisher scheint es in der Praxis kein Problem zu sein.

Danke, das beantwortet alles und hat mir viel zum Nachschauen gegeben. Noch ein paar kurze Fragen. Sind "überlappende Nachrichten" und "Kollisionen" dasselbe? Und gibt es viel aktuelle technische Forschung (wie Airspy) zur Erhöhung der Bandbreite, oder gibt es wenig Anreiz und Technologie, um das Problem auf neuartige Weise anzugehen? Ich habe 3-4 Artikel zu diesem Thema gefunden, ich werde sie in meinem Beitrag auflisten, sobald ich wieder an meinem Computer bin.
@RoryMcDonald Ja, Überlappung und Kollision sind dasselbe. Im Gegensatz zu WLAN oder Mobilfunknetzen hat 1090 keinen Mechanismus, um Kollisionen zu verhindern; es stützt sich ausschließlich auf FEC. Es gibt keine Möglichkeit, die Bandbreite zu verbessern und mit bestehenden Mode-S-Geräten kompatibel zu bleiben.
Noch eine kurze Frage, ich habe den Begriff "ADS-B-Transponder" gesehen, ist das eine falsche Bezeichnung? Ich dachte, der Transponder implizierte eine Abfrageantwort, während ADS-B automatisch ist.
Technisch gesehen ist ADSB Out ein Squitter. Diese werden jedoch häufig in einen Mode-S-Transponder integriert, das Ergebnis wird als „ADSB-Transponder“ bezeichnet.
Ah verstehe, danke.